光伏模块背板、用于模块背板的材料，和其制造方法技术

公开了改良的光伏模块背板和其制造方法，所述光伏模块背板包括用于光伏层压模块中的填充有矿物添加剂的尼龙树脂薄膜。本公开提供用作光伏模块中的背板材料的尼龙-11和/或尼龙-1010薄膜和矿物添加剂，其具有改良的热性能和防潮性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】详述 本申请要求2010年4月26日提交的美国临时专利申请第61/327，862号的权益，所述专利申请以引用的方式并入本文中。本公开大体涉及光伏领域，具体来说涉及光伏领域中金属和聚合物薄膜的使用，而且更具体来说，涉及一种改良的光伏模块背板，和用于制造所述光伏模块背板的方法。光伏(“PV”)模块是将太阳辐射直接转化成电能的大面积光电子装置。PV模块是通过以下方式制成的将各自独立形成的单独太阳能电池(例如多晶或单晶硅太阳能电池)互连在一起，并且接着通过将太阳能电池集成到层压的PV模块中来以机械方式支撑并保护这些太阳能电池免受环境影响而退化。层压模块一般来说包括坚硬并且透明的防护性前面板或片材，和通常被称为背板的后面板或片材。互连的太阳能电池和可以使太阳辐射穿透的密封剂在前面板与背板之间形成夹层构造。前面板和背板将太阳能电池封装在其 中，并且提供防护以免受环境损害。或者，可以将薄膜材料放置在坚硬的透明层(诸如，玻璃)上，并且用透明的粘合剂粘结到背板。举例来说，已知的背板包括聚氟乙烯/聚酯/乙烯醋酸乙烯酯的层压结构。然而，这种层压结构并非完全防潮，因此随着时间推移，(例如)由于吸收水分而引起电路短路、粘结层发生分离，或聚酯由于水解作用而发生分解，从而使得由这种背板材料制成的PV模块的功率输出和/或使用寿命减少。因此，PV模块的基本设计和装配方法可能展现出一定的缺点。然而，PV产业的目标在于使PV模块具有数十年的有效工作寿命。因此，要考虑到使得PV模块足够抵抗因撞击以及机械冲击和热冲击而引起的损害，最大化电池接收到的可用太阳辐射的量，避免短路和漏电，以及最小化由于诸如潮湿、温度和日光中的紫外线所诱发的化学反应的这些环境因素而引起的退化，来进行选择在构造PV模块的过程中使用的材料。PV产业的另一个问题是在商业上可接受的成本下实现PV模块的目标使用寿命。除了实现使PV模块在商业上可接受的成本下具有长久使用寿命的PV产业目标之夕卜，PV产业还寻求与其它形式的能源生产(诸如，通过石油和其它矿物燃料来产生能源)进行竞争。因此，PV产业的另一个主要目标在于除了减少对世界石油供应的依赖之外，也在成本比得上石油产业成本或者成本小于石油产业成本的情况下产生“清洁”电力。然而,PV模块中使用的PV背板(诸如上文所描述的PV背板)通常是由基于石油的化学品而产生的，这在某种程度上与使用太阳能的这一目标背道而驰。在PV模块中使用不基于石油的化学品的这一需求未能得到满足。在过去的几年里，由于石油原料供应减少、成本增加以及对环境问题的担忧，已经从可再生资源中开发出树脂来替代传统树脂。本专利技术人和其他人员已经考虑在PV背板中使用由谷物或其它可再生原料产生的一些树脂(例如，聚乳酸(PLA)树脂)。另外，本专利技术人已经考虑在PV背板中使用可回收矿物材料。然而，之前未考虑在PV背板中使用可回收材料和可以从可再生资源或可持续资源中产生的树脂，这是因为其相对较差的材料性质，或者是在处理方面存在挑战。举例来说，由PLA树脂挤压成型的薄膜较脆，而且通常不具有适合用于PV背板的材料性质。通过在由PLA树脂挤压成型薄膜之后进行双轴拉伸过程，已至少部分地解决了挤压成型的PLA树脂的脆性。在(例如)美国专利第5，443，780号中已经公开了 PLA树脂挤压的改良方法。然而，双轴拉伸过程较为复杂，而且属于资本密集型。此外，在第二个方向上拉伸(横向拉伸)时，薄膜可能会经常断裂，而且计量一致性可能难以控制。标准单轴(机器方向)过程简单得多，而且资本密集程度更低，但无法解决脆性问题。另外，使用此过程制成的薄膜在机器方向上容易具有极低的撕裂强度。除了改良由树脂挤压成型的薄膜的材料性质(诸如，改良的延展性、抗冲击性和热性能)之外，用于PV背板中的材料将需要在真实世界条件下维持其操作性能，所述真实世界条件包括(例如)PV模块上的背板在众多气候条件下操作时的持续使用期间。因此，考虑将由可再生、可回收或可持续资源制成的材料以及这些材料的组合应用到PV模块的包装(诸如，背板)的制备和处理中。特别是，需要从可再生、可回收或可持续资源中提供有用的层压薄膜来用作PV模块的背板。根据本文中所描述的系统和方法，提供一种制造光伏模块的方法，所述方法包括 通过用约5重量％至约40重量％的至少一种矿物添加剂来填充尼龙树脂材料而从所述尼龙树脂材料形成光伏背板；和将所述光伏背板层压到选自光伏电池、密封剂和前面板的至少一个元件上。根据本文中所描述的系统和方法，还提供一种光伏模块，所述光伏模块包括光伏背板，其包括含有约5重量％至约40重量％的至少一种矿物添加剂的尼龙树脂材料；和选自光伏电池、密封剂和前面板的至少一个元件。根据本文中所描述的系统和方法，还提供一种制造光伏模块的方法，所述方法包括从经过填充的尼龙树脂材料中形成光伏背板，即，用约5重量％至约40重量％的含有VERTAL 503的至少一种矿物添加剂来填充RILSAN PAll级BESNO-TL尼龙-11或GRILAMID XE 4019尼龙-1010中的至少一种材料，以及可选地用约2重量％至约5重量％的含有二氧化钛(TiO2)的额外添加剂来填充所述至少一种材料，所述光伏背板具有约I密耳至约14密耳的厚度；和将所述光伏背板层压到选自光伏电池、密封剂和前面板的至少一个元件上。根据本文中所描述的系统和方法，还提供一种光伏模块，所述光伏模块包括光伏背板，其包括RILSAN PAll级BESNO-TL尼龙-11或GRILAMID XE 4019尼龙1010中的至少一种材料，所述至少一种材料包含约5重量％至约40重量％的含有VERTAL 503的至少一种矿物添加剂，以及可选地包含约2重量％至约5重量％的含有二氧化钛(TiO2)的额外添加剂，所述光伏背板具有约I密耳至约14密耳的厚度；和层压板，其包括所述光伏背板以及选自光伏电池、密封剂和前面板的至少一个元件。本专利技术的其它特征和优点将在以下描述中部分地阐述，从描述中或者通过对本专利技术的实施方案的实践将显而易见这些特征和优点。应理解，前述概述和以下的详述都是示例性的和解释性的，而且旨在提供对如所请求的本专利技术的进一步解释。并入此申请中并构成此申请的一部分的附图示出了本专利技术的实施方案,并且与描述一起用来解释本专利技术的特征、优点和原理。为达成说明的目的，以下附图都不是按比例描绘。在图式中 图I示出根据本公开的一个实施方案的PV模块的透视图；和 图2不出根据本公开的一个实施方案的PV模块的横截面图。现在将详细地参考本公开的实施方案，本公开的实例在附图中示出。将尽可能地贯穿全部图式使用相同或相似的参考数字来指代相同或相似部件。如图I和图2中所展示，层压的PV模块100可以被装配成夹层结构，包括透明前面板105 (例如，由玻璃或透明聚合物制成的前面板)；具有至少一片密封剂的前面层110 ；通过电导体互连的一排太阳能电池115 ;用来在层压过程期间促进气体排除的一片玻璃纤维(scrim) 120 ;具有至少一片密封剂的后面层125 ;和背板130，之后在加热和加压的条件下使用(例如)真空式层压机将这些组件粘结在一起。已经使用包含热塑性聚合物(例如，树脂)、玻璃或某种其它材料的背板形成了 PV模块。本公开提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：斯坦利·伯顿·利维，
申请(专利权)人：生物太阳能公司，
类型：
国别省市：