本发明专利技术的太阳能模块由透明的粘合层（１）构成，在该粘合层中嵌入有通过电池连接器（２）连接的太阳能电池（３）。在其上有透明的、ＵＶ稳定的、薄的前部层（４），该前部层例如由薄的玻璃板构成。在背侧存在支承的夹心元件（５），该夹心元件由芯层（６）和通过聚安酯连接的玻璃纤维层（７）构成。固定元件（８）和电连接盒（９）集成到该支承的夹心元件中。阻挡膜（１０）连接到夹心元件上，该阻挡膜阻止水和氧气的进入。该太阳能模块具有由弹性聚安酯构成的环绕的边缘保护装置（１１），该边缘保护装置防止水、污物和氧气从侧面侵入。此外，本发明专利技术涉及一种用于制造该太阳能模块的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光伏太阳能模块及其制造方法。
技术介绍
太阳能模块被理解为用于由日光直接产生电流的部件。对于节约成本地产生太阳 能的关键因素是所使用的太阳能电池的效率，以及太阳能模块的制造成本和耐久性。太阳能模块通常由玻璃制的框架复合结构、互连的太阳能电池、包埋材料和背侧 结构构成。太阳能模块的各个层满足如下功能。前玻璃用于保护免受机械和天气影响。该前玻璃必须具有最高的透明度，以便将 从300nm至1150nm光谱范围内的吸收损失以及由此将通常用于产生电流的硅太阳能电池 的效率损失保持得尽可能低。通常使用低铁硬化白玻璃(3mm或4mm厚)，所述白玻璃在上 述光谱范围中的透射率在90 %至92 %。此外，玻璃为模块的硬度提供了显著贡献。包埋材料(大多数使用EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)膜)用于粘合整个模块复合结 构。EVA在层压过程期间在大约150°C时融化，流入所焊接的太阳能电池的空隙中并且热交 联。通过在真空下进行层压避免了导致反射损失的气泡的形成。模块背侧保护太阳能电池和包埋材料免受潮气和氧气影响。此外，该模块背侧用 作在安装太阳能模块时防止刮伤等的机械保护和用作电隔离。作为背侧结构可以使用另一 玻璃片或复合膜。在此，基本上使用变体PVF (聚氟乙烯)-PET (聚乙烯对苯二酸酯)-PVF 或 PVF-铝-PVF。在太阳能模块结构中使用的封装材料尤其是必须具有相对于水蒸气和氧气的良 好防渗性。太阳能电池本身并不受到水蒸气或氧气的侵蚀，但导致金属接触部的腐蚀和EVA 包埋材料的化学退化。受损的太阳能电池接触部导致模块的完全故障，因为通常所有太阳 能电池在模块中电串联。EVA的退化表现为模块变黄，与由于光吸收引起的相应的性能降低 以及视觉劣化相关联。目前，所有模块的大约80%在背侧上以所述复合膜之一进行封装，在 太阳能模块的大约15%中玻璃被用于前侧和背侧。在此情况下，有时使用高度透明的、但是 仅仅缓慢(若干小时)硬化的浇注树脂而非EVA作为包埋材料。为了在尽管投资成本比较高的情况下实现太阳能的有竞争力的电生产成本，太阳 能模块必须实现长的运行时间。因此，目前的太阳能模块被设计为20年至30年的使用寿 命。除了高的气候稳定性之外，还对模块的温度承受力提出高要求，所述模块的温度在运行 中可以周期性地在完全阳光照射情况下的80°C至凝固点以下的温度之间波动。因此，太阳 能模块经受大量的稳定性测试(根据IEC 61215和IEC 61730的标准)，气候测试(UV辐 射、湿热、温度变化)以及冰雹测试和电绝缘能力测试都属于稳定性测试。光伏模块的总成本的比较高的比例以总成本的30%分摊到模块制造上。模块制造 的高比例是由高的材料成本(例如背侧多层膜)和长的处理时间——即低的生产率——造 成的。通常，模块复合结构的上述各个层仍旧手工组装和调整。此外，EVA热熔粘合剂的比 较缓慢的熔融和模块复合结构的层压在大约150°C且在真空下导致每模块大约20分钟至30分钟的周期时间。 由于前玻璃片比较厚，所以传统的太阳能模块还具有高重量，该高重量又使得稳 定且昂贵的保持结构称为必需。在目前的太阳能电池模块的情况下只是不令人满意地解决 了散热。在完全阳光照射的情况下，模块发热高达80°c，这导致太阳能电池效率的由温度造 成的劣化并且由此最后导致太阳能的价格提高。 在现有技术中，太阳能模块主要与由铝构成的框架一起使用。尽管在此涉及轻金 属，但其重量对于总重量仍旧起到了不可忽略的作用。这恰恰在较大模块的情况下具有要 求复杂的保持和固定结构的缺点。为了防止水和氧气进入，所述铝框架在其朝向太阳能电池模块的内侧上具有附加 的密封件。此外不利的是，铝框架由矩形材制造并且因此在其造型方面受到极大限制。为了减轻太阳能模块重量，为了避免附加的密封材料和为了提高设计自由度，US 4，830，038和US 5，008, 062描述了围绕相关的太阳能模块安置塑料框架，该塑料框架通过 RIM方法(Reaction Injection Molding反应注射成型)来获得。优选地，所使用的聚合材料是弹性聚安酯。所述聚安酯应优选具有在200p. s. i至 IOOOOp. s. i (对应于大约1. 4N/mm2至69. 0N/mm2)范围内的弹性模数。为了增强框架，在这两个专利文献中描述了不同的可能性。因此，由例如聚合材 料、钢或铝构成的增强部件可以在构造框架时一同集成到该框架中。填充材料也可以一同 引入到框架材料中。填充材料例如可以是如矿物硅灰石的盘状填充材料或者如玻璃纤维的 针状/纤维状填充物。类似地，DE 37 37 183 Al同样描述了一种用于制造太阳能模块的塑料框架的方 法，其中所使用材料的邵氏硬度优选被设置为使得保证框架的足够的刚度和对太阳能发电 机的弹性容纳。前面所述的模块借助立架结构来建立或者例如安置在屋顶结构上。为此，所述模 块需要一定的模块刚度，该模块刚度不利地通过(塑料)框架和比较重的、大约3mm至4mm 厚的前板得出。此外，前板由于其厚度已具有一定的吸收，这又对太阳能模块的效率有不利影响。太阳能电池在两个塑料膜之间、必要时也在前侧的透光膜和背侧上的可弯曲板 (铝或者不锈钢)之间的嵌入称作膜模块。例如，商标为“UNIsolar ”的膜层压物由蒸镀 到薄不锈钢板的无定形的薄层硅构成，该无定形的薄层硅嵌入在两个塑料膜之间。随后，柔 性的层压物必须粘合在硬的支承结构上，所述支承结构例如由板构成的屋顶结构或由金属 夹心复合物构成的屋顶元件。DE 10 2005 032 716 Al描述了一种柔性的太阳能模块，该太 阳能模块事后必须施加在硬的支承结构上。在此不利的是附加的事后与支承结构粘合的加 工步骤。由于塑料框架和玻璃的热膨胀系数不同，所以在过去始终出现脱层和潮气侵入到 太阳能模块的内部区域中，这些最后会导致模块的损毁。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是提供一种避免现有技术的缺点的太阳能模块。太阳能模块应具有尽可能小的单位面积重量并且同时是尽可能刚性的，使得不需要或者仅仅需要非常简单的支承结构或固定结构并且可以毫无问题地处理。此外，太阳能 模块应展现出足够的复合结构长期稳定性，这防止了出现脱层和/或潮气进入。该任务通过根据本专利技术的光伏太阳能模块来解决。本专利技术的主题是具有如下结构构造的太阳能模块，该结构构造包括a)玻璃片或塑料层形式的朝向光源的透明层A)，b)作为中间层的粘合层B)和嵌入其中的太阳能电池，c)夹心元件C)，其由至少一个芯层和至少一个位于芯层的每侧上的外部层构成， 必要时具有固定元件和电连接元件。令人惊讶地已显示出，具有这种结构构造的光伏太阳能模块兼有所希望的特性。这种构造由于其足够高的抗弯刚度而具有足够高的稳定性。由于该足够高的刚 度，太阳能模块可以容易地处理并且在较长时间之后也不会弯曲(例如在间隔地安置在非 垂直面上的情况下)。此外，与透明层A)和太阳能电池相比，夹心元件C)的热膨胀系数差非常小，使得 几乎不出现机械应力且脱层的危险非常低。此外，根据本专利技术的太阳能模块的夹心元件C)用于使太阳能模块相对于外部影 响密封。利用附加的阻挡层，例如以阻挡膜的形式，该密封可以被附加地优化。阻挡层优选 在制造夹心元件时直接一同施加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能模块，包括： ａ）玻璃板或塑料层形式的朝向光源的透明的层Ａ）， ｂ）作为中间层的粘合层Ｂ），该粘合层Ｂ）具有嵌入其中的太阳能电池， ｃ）夹心元件Ｃ），该夹心元件Ｃ）由至少一个芯层和至少一个位于芯层的每侧上的外部层构成以及必要时具有固定元件和电连接元件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·埃宾，
申请(专利权)人：拜尔材料科学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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