塑料複合材料用於製備光伏模塊的用途的製作方法

2023-09-17 22:00:20 2

專利名稱：塑料複合材料用於製備光伏模塊的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及塑料複合材料用於製備光伏模塊的用途。
背景技術：
光伏模塊用來從日光產生電能並且由含太陽能電池系統作為芯層 的層壓體構成。這一芯層被包封材料包封，該包封材料起防止受機械 和氣候引起的影響的作用。這些材料可以由一層或多層玻璃和/或塑料 膜和/或塑料複合材料構成。
目前，根據標準由含氟聚合物膜和聚酯構成的膜複合材料用於耐 候性膜層壓體。在這種情況下，在外側的含氟聚合物膜保證耐候性， 聚酯膜保證機械穩定性和所需的電絕緣性能。在內側的另 一個含氟聚 合物膜用於與太陽能電池系統的密封層結合。
在此，含氟聚合物膜對用作太陽能電池本身的包埋材料的密封層 僅顯示低的粘附性。另外，含氟聚合物膜僅對電絕緣具有次要的貢獻， 由此導致需要使用比較厚的聚酯膜。

發明內容
在此，本發明希望對此進行改善。
本發明涉及塑料複合材料用於製備光伏模塊的用途，該塑料複合
材料包含選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的載體材料，以及在兩側與 該載體材料鄰接的聚醯胺12層。這種用途使得可以實現對充當太陽能 電池的包埋材料的密封層的優異粘附性，同時使得可以使用較薄的聚 合物膜，因為聚醯胺12具有與聚酯相當的絕緣性能。
根據本發明的用途的有利的實施方案公開在權利要求書中。
具體實施例方式
下文中將參照本發明可能的實施方案(參見

圖1-4)以及參照可 能的實施例詳細地解釋本發明。
圖1示出了光伏模塊24的示例性結構，其中太陽能電池系統被根 據本發明使用的材料l、 l'包封。該包封材料l、 l'基本上由耐候性膜 2、 2'和栽體材料3、 3'構成，在該載體材料3、 3'上鄰接作為對密封 層5、 5'的粘合促進劑的膜4、 4'。密封層5、 5'產生與太陽能電池系 統6的力鎖合(kraftschliissig)連接。
圖2示出了用於製備根據本發明使用的塑料複合材料的可能的層 壓裝置。利用塗覆裝置9用粘合劑塗覆根據實施例選擇的載體材料3 並在穿過千燥器IO之後與耐候性膜2粘合。在這種情況下，耐候性膜 2可以是透明或著色的。通過輥11之間的壓制壓力控制兩個膜之間的 接觸。在根據實施例a)的任何實施方式中也可以利用物理介質8預處 理可以是透明或著色的栽體材料3。在第二個相似的工藝步驟中，用 充當粘合促進劑的膜4 (參見圖1)將由載體材料3和耐候性膜2構成 的複合材料3/2粘合。
在這種情況下，充當粘合促進劑的膜4可以是透明或著色的。載 體膜3的粘合也可以首先與充當粘合促進劑的膜4進行並僅在第二個 工藝步驟中才與耐候性膜2進行。
圖3示意性地示出了用於耐候性膜2、載體材料3和充當粘合促 進劑的膜4的共擠出以產生力鎖合複合材料的可能的裝置。共擠出系 統的結構可以由工藝決定而改變。構成材料2、 3和4的塑料的熔體位 於容器12、 13和14中。每個容器中分別僅存在一種聚合物。利用隙 縫式噴嘴15製備耐候性膜2、載體膜3和充當粘合促進劑的膜4的共 擠出物。將這種共擠出物擠出到冷卻輥16a上並從那裡經由另一個冷 卻輥16b導引到巻繞系統19。在該工藝進程中進行在線厚度測量17。 附加的粘合促進劑層(例如專利DE 19720317、 EP 837088或EP 509211 中所述)可以共擠出在載體材料3與耐候性膜2之間或在載體材料3與充當粘合促進劑的膜4之間，或也可以共擠出在載體材料3與膜2 和4之間。在前兩種情況下，共擠出物由四個層構成，在最後一種情 況下，它由五個層構成。為此可以相應地改造根據圖3的用於共擠出 的系統。為了將塑料複合材料用作太陽能電池6的包封材料，如圖1所示， 將此時作為巻裝產品存在的複合材料1不連續地按定尺寸剪切並在常 規層壓工藝中與可以根據實施例選擇的密封層5接合。雖然由層壓工藝產生層2、 3、 4、 5的複合材料，但是該複合材料 中使用的塑料的進一步固化在光伏模塊24的預複合材料的最終生產 過程中進行，該最終生產如圖4所示可以例如通過所謂的輥對輥方法 進行。在這種情況下，例如，將由包封材料1和密封層5連同太陽能電 池系統6 (由撓性太陽能電池類型構成)構成的複合材料20巻繞在存 儲輥B上。使由包封材料l'和密封層構成的另 一種複合材料20'從 相對的存儲輥A引出，並供給與複合材料20 —同從存儲輥B引出的太 陽能電池系統6。在此，將從存儲輥A或B引出的材料幅分別供給加 熱站21或21a，在其中將包封材料至少加熱到密封層5或5'的軟化溫 度。由此確保一方面在層20和20'之間以及另一方面在太陽能電池系 統6與層20和20'之間形成複合材料。為了實現這種預複合材料的固 化和包封材料中使用的聚合物的完全交聯，將它供給加熱站23。可以 將用於光伏模塊的預複合材料24'儲存在存儲輥C上，並根據需要從 該存儲輥相應地再次引出。以下實施例描述各個層中組分選擇的可能的變化方案耐候性膜2、 2"聚醯胺12 (PA12)，載體材料3、 3。聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)、聚萘二曱酸乙 二醇酯(PEN)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)以及它們的呈膜或膜複合材料形式的共擠出物。作為粘合促進劑的膜4、 4:聚醯胺12(PA12)密封層5、 5:乙烯(Ethyl)乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、離子聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(P醒A)、聚氨酯、聚 酯或熱熔體。上述複合材料也可以經歷化學或物理表面處理。通過根據本發明將聚醯胺12用作充當粘合促進劑的膜4、 4'或另 外還用作耐候性膜2、 2、在光伏模塊24中，如圖1所示，可以將較 薄載體膜3、 3'用於包封材料1、 1、可以使用薄載體膜3、 3、因為 與含氟聚合物膜相反，聚醯胺12具有比較高的電絕緣能力。40pm厚 的PA12膜具有424V的最高允許的系統電壓(根據IEC 60664-1/IEC 61730-2測量)。PVF膜(37pm)具有346V的最高允許的系統電壓(根 據IEC 60664-1/IEC 61730-2測量)。PA12的絕緣能力與聚對苯二曱 酸乙二醇酯相當。使用聚醯胺12作為充當粘合促進劑的膜4 、 同樣確保對可以根 據實施例選擇的密封層5、 5'的顯著改進的粘附性。PA12例如對於EVA 膜(Type Etimex 486 Fast Cure)顯示〉60N/cm的粘附性。用PVF膜 僅可以保證》4N/cm的粘附性。為了達到與聚醯胺12相當的粘附性， 對於含氟聚合物膜，如當前根據標準在用於光伏模塊的包封技術中使 用的那些，要求附加的物理表面處理或化學塗覆(底漆)。使用聚醯胺12還具有的優點是，在處置光伏模塊方面，與商業上 常用的模塊結構相比，可以避免含氟聚合物的部分。
權利要求
1.塑料複合材料(1、1′)用於製備光伏模塊(24)的用途，該塑料複合材料包含選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸(naphthenat)乙二醇酯(PEN)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的載體材料(3、3′)，以及在兩側與該載體材料鄰接的聚醯胺12層(2、2′、4、4′)。
2. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述載體 材料(3、 3')藉助於粘合劑層與所述聚醯胺12層(2、 2'、 4、 4')力鎖合連接。
3. 根據權利要求2的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述粘合 劑層中的粘合劑是聚氨酯和/或聚酯粘合劑。
4. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述複合 材料可通過共擠出製備。
5. 根據權利要求4的塑料複合材料的用途，其特徵在於另外將至 少一種粘合促進劑用於所述共擠出。
6. 根據權利要求1-5中任一項的塑料複合材料的用途，其特徵在 於在所述層之間使用配備有從蒸汽相沉積的氧化物層的聚合物膜。
7. 根據權利要求6的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述配備有從蒸汽相沉積的氧化物層的聚合物膜是由聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN )或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE )構成的膜以及由它們得到的呈膜或膜複合材料形式的共擠出物。
8. 根據權利要求6或7的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述 從蒸汽相沉積的氧化物層是氧化鋁層或氧化矽層。
9. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於在所述層 之間使用鋁箔。
10. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於在至少一 個層上提供另外的層作為粘合層。
11. 根據權利要求10的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述粘合層是單層或多層的並且由聚氨酯和/或聚酯和/或聚丙烯酸酯構成。
12. 根據權利要求10或11的塑料複合材料的用途，其特徵在於借 助於共擠出施加所述粘合層。
13. 根據權利要求10或11的塑料複合材料的用途，其特徵在於借 助於輥塗覆裝置施加所述粘合層。
14. 根據權利要求1-13中任一項的塑料複合材料的用途，其特徵 在於至少一個層是著色的。
15. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於藉助於物 理介質預處理所述層(3、 3')。
16. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於將密封層 (5、 5')施加於所述層(2、 2')或層(4、 4')上。
17. 根據權利要求16的塑料複合材料的用途，其特徵在於所述密 封層(5、 y )是乙烯(Ethyl)乙酸乙烯酯(EVA)或聚乙烯醇縮丁醛(PVB)或離子聚合物或聚曱基丙烯酸甲酯(P醒A)或聚氨酯或聚酯或 熱熔體，以及由它們得到的呈膜或膜複合材料形式的共擠出物。
18. 根據權利要求1的塑料複合材料的用途，其特徵在於在至少一 個上側面上物理和/或化學處理所述層(2、 2')或(4、 4')。
全文摘要
本發明涉及塑料複合材料(1、1′)用於製備光伏模塊的用途，該塑料複合材料包含選自聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的載體材料(3、3′)，以及在兩側與該載體材料鄰接的聚醯胺12層(2、2′、4、4′)。
文檔編號H01L31/048GK101669214SQ200880011812
公開日2010年3月10日 申請日期2008年5月8日 優先權日2007年5月10日
發明者H·默肯胡伯爾 申請人:依索沃爾塔股份公司