CN102017182A - 含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块 - Google Patents

含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块 Download PDF

Info

Publication number
CN102017182A
CN102017182A CN2009801153961A CN200980115396A CN102017182A CN 102017182 A CN102017182 A CN 102017182A CN 2009801153961 A CN2009801153961 A CN 2009801153961A CN 200980115396 A CN200980115396 A CN 200980115396A CN 102017182 A CN102017182 A CN 102017182A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyvinyl acetal
plasticizer
photovoltaic module
film
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801153961A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102017182B (zh
Inventor
B·科尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Publication of CN102017182A publication Critical patent/CN102017182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102017182B publication Critical patent/CN102017182B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10761—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer containing vinyl acetal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
    • B32B17/1055—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing characterized by the resin layer, i.e. interlayer
    • B32B17/10688—Adjustment of the adherence to the glass layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80—Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • H10F19/804—Materials of encapsulations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49355—Solar energy device making

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及将含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的具有高碱滴度的膜用于制造光伏模块的应用。

Description

含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块
技术领域
本发明涉及在使用含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的具有高的碱滴度的膜以避免在光敏半导体层处出现腐蚀的情况下制造光伏模块。
背景技术
光伏模块由光敏半导体层构成，其中所述光敏半导体层为了免受外部影响而配备有透明的覆盖体。作为光敏半导体层可以在载体上使用单晶太阳能电池或多晶半导体薄层。薄层太阳能模块由光敏半导体层构成，其中所述光敏半导体层例如通过汽化渗镀、气相沉积、溅射、或者湿法沉积被涂敷到衬底、例如透明板或者挠性载体膜上。
通常，两种体系都借助于透明的胶粘剂被层压到玻璃片与背部的例如由玻璃或塑料制成的刚性覆盖板之间。
透明的胶粘剂必须完全包围光敏半导体层及其电连接线路，是UV稳定和对水分不敏感的，并且在层压过程以后是完全无泡的。
如例如在DE 41 22 721 C1或者DE 41 28 766 A1中所公开的那样，作为透明的胶粘剂通常使用硬化的浇注树脂或者可交联的基于乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的体系。这些粘接体系可以在未硬化的状态下被调节为低粘性的，使得其无泡地包围太阳能电池单元。在添加硬化剂或交联剂以后，获得具有机械抵抗能力的粘接层。这些粘接体系的缺点是，在硬化过程中通常释放出可能损坏光敏半导体层、尤其是薄层模块的侵蚀性物质、比如酸。此外，一些浇注树脂往往在几年后形成气泡或者由于UV辐射而脱层。
硬化的粘接体系的一种替代方案是使用含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛、比如从复合玻璃制造中公知的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的膜。太阳能电池单元被用一个或多个PVB膜覆盖，并且这些PVB膜在升高的压力和升高的温度下与所期望的覆盖材料结合成层合板。
例如由下列文献公知有用于借助于PVB膜制造太阳能模块的方法：DE 40 26 165 C2、DE 42 278 60 A1、DE 29 237 70 C2、DE 35 38 986C2、或者US 4,321,418。例如在DE 20 302 045 U1、EP 1617487 A1和DE 35 389 86 C2中公开了在太阳能模块中将PVB膜用作复合安全玻璃化部。但是这些文献不含有关于所使用的PVB膜的机械特性、化学特性和电特性的信息。
随着光敏半导体层的性能增加以及太阳能模块在世界范围内的推广，尤其是膜的电特性变得越来越重要。在模块的整个寿命中都必须还在极端的天气条件、比如热带温度、高空气湿度或者强烈的UV辐射下避免半导体层的电荷损失或者甚至短路。根据IEC 61215，光伏模块经历许多测试(Damp heat test(湿热测试)、wet leakage currenttest(湿漏电流测试))，以便减小模块的损耗电流。
公知的是，PVB膜的电阻随着水分含量的上升而陡峭地下降，这大大有利于光伏模块中漏电流的产生。在光伏模块的边缘区域，所述膜作为封装材料暴露于环境中并且经受诸如高环境湿度的环境条件。由此，边缘区域中的膜的含水量可能强烈增加并且呈现高达平衡水分的值(大约重量百分比3％)。膜的边缘区域中的升高的含水量强烈地减少其在该区域中的电阻。尽管含水量在膜中心再次下降，但是为了避免漏电流，光敏半导体层因此不能被敷设到膜或模块的边缘区域中。这减小面积覆盖并且因此减小模块的电流产量。
太阳能电池、尤其是例如基于CIS(铜铟(二)硒(Copper/Indium/(di)Selenit))或者铜铟镓硫硒(Copper/-Indium-/Gallium-/Sulphide-/Selenit)(CIGS)的薄层太阳能模块的光敏半导体层、或者被用作电导体的薄层(TCO，“transparent conductive oxide(透明导电氧化物)”)是易受化学腐蚀的。因此，封装材料必须尽可能在化学上是惰性的，并且不允许含有侵蚀性的化学添加剂、比如交联剂、交联助剂、或者引物。此外，应当避免水或酸痕
Figure BPA00001251251900021
的存在。
技术任务
因此，本发明的任务是提供一种含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜，所述膜对光敏半导体层或者所使用的电导体具有小的腐蚀倾向。
技术方案
已经发现，基于聚乙烯醇缩醛的具有高碱滴度的膜对光敏半导体层或者所使用的电导体具有减小的腐蚀倾向。
在不纠缠于该理论的正确性的情况下，较小的腐蚀倾向可能归因于，PVB膜的与提高的碱滴度伴随而来的较高碱度被老化过程所释放的酸中和，所述酸在未被中和的情况下触发对酸敏感的半导体层的损坏。
发明内容
因此，本发明的主题是光伏模块，其包括层合板，所述层合板由下列项目构成：
a)透明的前部覆盖体；
b)一个或多个光敏半导体层；
c)至少一个含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜；以及
d)背部覆盖体；
其中所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)具有大于5的碱滴度。
本发明的最佳实施方式
因此，根据本发明所使用的膜优选地具有被表达成碱滴度(Alkali-Titer)的一定的碱度，所述碱滴度可以超过10，优选地可以超过15、并且尤其是超过20、30或者40。不应当超过最大的碱滴度100。
如在下面所描述的那样，碱滴度通过膜的返滴定来确定，并且可以通过添加诸如下列碱性物质来调节：具有1至15个碳原子的有机羧酸的金属盐、尤其是碱金属盐或者碱土金属盐、比如醋酸镁或醋酸钾；或者NaOH、KOH或Mg(OH)2。所述碱性化合物通常以相对于总混合物的重量百分比0.005至2％、尤其是重量百分比0.05至1％的浓度被使用。
减少根据本发明所使用的膜对光敏半导体层的腐蚀倾向的另一可能性是，在制造该材料时避免酸痕。这种类型的膜在高温下通过挤压被制造出，由此可能出现聚合物材料或增塑剂的热损坏。此外，可能由于扩散进入的水而发生聚乙烯醇缩醛的残留醋酸基团的断裂，由此释放出醋酸。在两种情况下都导致可能侵蚀光敏半导体层的酸痕。
根据本发明所使用的膜在23℃、环境湿度为85％相对湿度的情况下具有至少1E+11欧*厘米、优选地至少5E+11欧*厘米、优选地1E+12欧*厘米、优选地5E+12欧*厘米、优选地1E+13、优选地5E+12欧*厘米的电阻率。
为了制造聚乙烯醇缩醛，聚乙烯醇被溶解在水中，并且与醛、比如丁醛在添加酸催化剂的情况下缩醛化。所沉淀出的聚乙烯醇缩醛被分离，被清洗为中性，必要时在悬浮在碱性调节的含水介质中，然后再次被清洗为中性并且被干燥。
在进行反应之后，用于缩醛化的酸必须再次被中和。在此，如果使用过量的碱(例如NaOH、KOH或者Mg(OH)2)，则碱滴度升高，并且可以完全或部分放弃添加碱性物质。
聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇含量可以通过在缩醛化中所使用的醛的量来调节。也可以执行与具有2-10个碳原子的其它或多种醛(例如戊醛)的缩醛化。
基于含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的膜优选地含有通过聚乙烯醇与丁醛缩醛化所获得的非交联的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
同样可以使用交联的聚乙烯醇缩醛、尤其是交联的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。例如在下列文献中描述有合适的交联的聚乙烯醇缩醛：EP1527107 B1和WO 2004/063231 A1(含羧基的聚乙烯醇缩醛的热自交联)；EP 1606325 A1(与聚醛交联的聚乙烯醇缩醛)；以及WO 03/020776A1(与乙醛酸交联的聚乙烯醇缩醛)。全面地参考这些专利申请的公开内容。
在本发明的范围内，作为聚乙烯醇也可以使用由水解醋酸乙烯酯/乙烯共聚物构成的三元共聚物。该化合物通常水解到98Mol％以上，并且含有重量的1至10个基于乙烯的单元(例如Kuraray Europe GmBH的“Exceval”类型)。
此外在本发明的范围内，作为聚乙烯醇也可以使用由醋酸乙烯酯和至少一种另外的烯键不饱和单体构成的水解共聚物。
在本发明的范围内，聚乙烯醇可以纯净地被使用或者作为具有不同聚合度或水解度的聚乙烯醇的混合物被使用。
除了缩醛单元之外，聚乙烯醇缩醛还含有由醋酸乙烯酯和乙烯醇产生的单元。根据本发明所使用的聚乙烯醇缩醛优选地具有小于重量百分比22％、重量百分比20％或者重量百分比18％、小于重量百分比16％或者重量百分比15％、以及尤其是小于重量百分比14％的聚乙烯醇份额。不应当低于重量百分比12％的聚乙烯醇份额。
根据本发明所使用的聚乙烯醇缩醛的聚醋酸乙烯酯含量优选地低于重量百分比3％或者低于重量百分比1％、特别优选地低于重量百分比0.75％、完全优选地低于重量百分比0.5％、以及尤其是低于重量百分比0.25％。
从聚乙烯醇份额和残余醋酸含量可以以计算的方式确定缩醛度。
所述膜优选地具有最大为重量百分比40％、重量百分比35％、重量百分比32％、重量百分比30％、重量百分比28％、重量百分比26％、重量百分比24％、或者重量百分比22％的增塑剂含量，其中出于膜的易加工性的原因而不应低于重量百分比15％的增塑剂含量(分别相对于总的膜组成)。根据本发明的膜以及光伏模块可以含有一种或多种增塑剂。
用于根据本发明所使用的膜的合适增塑剂是选择下列组的一种或多种化合物：
-多价脂肪酸或芳香酸的酯、例如：己二酸双酯(Dialkyladipat)、比如己二酸二己酯、己二酸二辛酯、己二酸己基环己酯(Hexylcyclohexyladipat)、由己二酸庚酯(Heptyladipat)和己二酸壬酯(Nonyladipat)构成的混合物、己二酸二异壬酯、己二酸庚壬酯(Heptylnonyl-adipat)、以及己二酸与脂环酯醇或含有醚化合物的酯醇的酯；癸二酸二酯(Dialkylsebazate)、比如癸二酸二丁酯、以及癸二酸与脂环酯醇或含有醚化合物的酯醇的酯、邻苯二甲酸的酯、比如邻苯二甲酸丁苄酯或者邻苯二甲酸二(2-乙基乙基酯)(Bis-2-butoxyethylphthalat)
-多价脂肪醇或芳香醇或者寡乙二醇醚(Oligoetherglykolen))与一种或多种无支链或者有支链的脂肪族或芳香族取代物的酯或醚、比如二乙二醇、三乙二醇或四乙二醇与直线型或支链型脂肪族或脂环族羧酸的酯；可以充当后一组的例子是：
二乙二醇双(2-己酸乙酯)(Diethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat))，
三乙二醇双(2-己酸乙酯)(Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat))，
三乙二醇双(2-丁酸乙酯)(Tri-ethylen-glykol-bis-(2-ethylbu-ta-no-at))，
四乙二醇双n己酸酯(Tetra-ethylen-glykol-bis-n-hexanoat)，三乙二醇双n己酸酯(Triethylengly-kol-bis-n-hexanoat)，三乙二醇双n己酸酯(Triethylenglykol-bis-n-hexanoat)，四二乙醇二甲醚(Tetraethylen-glykol-dimethyl-ether)和/或二丙二醇苯甲酸酯(Dipropylenglykolbenzoat)，
-脂肪族或芳香族酯醇的磷酸酯、比如磷酸三(2-乙基己基)酯(Tris(2-ethylhexyl)phosphate)(TOF)、磷酸三乙酯(Triethyl-phosphat)、磷酸二苯-2-乙基己酯(Diphenyl-2-ethylhexylphosphat)、和/或磷酸三甲苯酯(Trikresylphosphat)，-柠檬酸、琥珀酸、和/或富马酸的酯。
特别适于作为根据本发明所使用的膜的增塑剂的是选自下列组的一种或多种化合物：癸二酸二(2-乙基己基)酯(Di-2-ethylhexylsebacat)(DOS)、己二酸二(2-乙基己基)酯(Di-2-ethylhexyladipat)(DOA)、己二酸二己酯(Dihexyladipat)(DHA)、癸二酸丁二酯(Dibutylsebacat)(DBS)、三乙二醇双n庚酸酯(Triethylenglykol-bis-n-heptanoat)(3G7)、四乙二醇双n庚酸酯(Tetraethylenglykol-bis-n-heptanoat)(4G7)、三乙二醇双2-己酸乙酯(Triethylenglykol-bis-2-ethylhexanoat)(3GO或3G8)、四乙二醇双2-己酸乙酯(Tetraethylenglykol-bis-n-2-ethylhexanoat)(4GO或4G8)、己二酸二2-丁氧基乙酯(Di-2-butoxy-ethyl-adipat)(DBEA)、己二酸二2-丁氧基乙氧基乙酯(Di-2-butoxyethoxyethyl adipat)(DBEEA)、癸二酸二2-丁氧基乙酯(Di-2-butoxyethyl sebacat)(DBES)、邻苯二酸二2-乙基己酯(Di-2-ethylhexylphthalat)(DOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(Di-isononylphthalat)(DINP)、三乙二醇双二异壬酸酯(Triethyleneglykol-bis-isononanoat)、三乙二醇双2-己酸丙酯(Triethylenglykol-bis-2-propylhexanoat)、磷酸三(2-乙基己基)酯(TOF)、环己烷二羧酸二异壬酯(Diisononyl
Figure BPA00001251251900061
)(DINCH)和二乙二醇苯甲酸酯(Dipropyleneglykolbenzoat)。
特别适于作为根据本发明所使用的膜的增塑剂的是如下的增塑剂：其极性由式子100x O/(C+H)小于/等于9.4来表达，其中O、C和H表示相应的分子中的氧原子、碳原子和氢原子的数目。下面的表1示出了根据本发明所使用的增塑剂及其根据式子100x O/(C+H)的极性值。
表1
  名称   极性值
  癸二酸二(2-乙基己基)酯(DOS)   5.3
  环己烷二羧酸二异壬酯(DINCH)   5.4
  己二酸二(2-乙基己基)酯(DOA)   6.3
  邻苯二酸二2-乙基己酯(DOP)   6.5
  三乙二醇双2-己酸丙酯   8.6
  三乙二醇双二异壬酸酯   8.6
  癸二酸二2-丁氧基乙酯(DBES)   9.4
  三乙二醇双2-己酸乙酯(3G8)   9.4
此外，可能与膜的含水量有关的离子迁移率以及由此电阻率可以通过添加SiO2、尤其是热解硅酸而被影响。含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜优选地含有重量百分比0.001至15％、优选地重量百分比2至5％的SiO2。
此外，根据本发明所使用的膜可以附加地还含有常规的添加物、例如氧化稳定剂、UV稳定剂、染料、色素以及防粘剂。
基于聚乙烯醇缩醛的膜的原理性的制造和组装例如在EP 185 863B1、EP 1 118 258 B1、WO 02/102591 A1、EP 1 118 258 B1或者EP 387 148 B1中予以了描述。
光伏模块的层压在膜熔化的情况下进行，使得获得用膜对光敏半导体层的无泡和无条纹的包围。
在根据本发明的光伏模块的一个变型方案中，光敏半导体层被涂敷到覆盖体d)上(例如通过汽化渗镀、气相沉积、溅射或湿法沉积)，并且通过膜c)与透明的前部覆盖体a)粘接。
在另一变型方案中，光敏半导体层被涂敷到透明的前部覆盖体a)上并且通过膜c)与背部覆盖体d)粘接。
可替代地，光敏半导体层可以被嵌入到两个膜c)之间并且因此与覆盖体a)和d)粘接。
基于含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的膜的厚度通常处于0.38、0.51、0.76、1.14、1.52或2.28mm。
在层压过程期间，根据本发明所使用的膜充满存在于光敏半导体层或其电连接处的空腔。
透明的前部覆盖体a)在通常情况下由玻璃或PMMA制成。根据本发明所使用的光伏模块的背部覆盖体d)(所谓的背板(Backsheet))可以由玻璃、塑料、或者金属及其复合物制成，其中所述载体之一可以是透明的。同样可能的是，将两个覆盖体之一或二者实施成复合玻璃化部(即由至少两个玻璃片和至少一个PVB膜构成的层合板)，或者实施成具有气体间隙的绝缘玻璃化部。当然也可以将这些措施相组合。
模块中所使用的光敏半导体层不必具有特别的特性。可以使用单晶硅、多晶硅体系或者非晶体系。
在薄层太阳能模块的情况下，光敏半导体层被直接涂敷到载体上。在此，不可能进行封装。因此，层本体由载体(例如背部覆盖体)与光敏半导体层和透明的前部覆盖体通过至少一个处于中间的基于含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的根据本发明的膜组装而成，并且在提高的温度下通过该膜被粘接在一起。可替代地，光敏半导体层可以被涂敷到作为载体的透明前部覆盖体上，并且与背部覆盖体通过至少一个处于中间的基于含增塑剂的聚乙烯醇缩醛的根据本发明的膜被粘接在一起。
为了层压这样获得的层本体，可以在预制或不预制预复合物(Vorverbund)的情况下使用本领域的技术人员常用的方法。
所谓的高压蒸汽过程(Autoklavenprozess)在大约10至15bar的提高的压力和130至145℃的温度下在大约2小时内执行。例如根据EP 1235 683 B1的真空袋或真空环方法在大约200mbar和130至145℃下运行。
为了制造根据本发明的光伏模块，优选地使用真空层压机。所述真空层压机由可加热和可抽成真空的室构成，在所述室中，可以在30至69分钟内层压复合玻璃化部。0.01至300mbar的减小的压力和100至200℃、尤其是130至160℃的温度在实际中被证明是可行的。
可替代地，如上述那样被合并而成的层本体可以在60至150℃的温度下在至少一个辊对之间被挤压成根据本发明的模块。这种类型的设备对于制造复合玻璃化部而言是公知的，并且在存在两个压制机的情况下常常具有处于第一压制机之前或之后的至少一个加热通道。
工业实用性
此外，本发明的主题是将含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的具有大于5的碱滴度或利用优选实施方式的膜用于制造光伏模块的应用。
根据本发明的光伏模块可以用作立面构件、屋面、温室覆盖体、隔音墙、阳台或护栏元件、或者窗面的组件。
本发明实施方式
测量方法：
膜的体积电阻率的测量根据DIN IEC 60093是在所定义的温度和环境湿度(23℃和85％相对湿度)下在该膜已经至少24小时被调节在所述条件下以后进行的。为了执行该测量，所使用的是FertronicGmBH公司的型号302 132的板电极以及Amprode公司的电阻测量设备ISO-Digi 5kV。测试电压为2.5kV，在施加测试电压以后到检测测量值的等待时间是60秒。为了保证测量电极的平板与膜之间的足够接触，其表面粗糙度Rz应当在根据DIN EN ISO 4287进行测量的情况下不大于10mm，也就是说，PVB膜的原始表面在必要时必须在电阻测量以前通过热改铸被平滑。
聚乙烯醇缩醛的聚乙烯醇和聚醋酸乙烯酯的含量是根据ASTM D1396-92确定的。金属离子含量的分析通过原子吸收光谱学(AAS)进行的。
膜的水或水分含量利用Karl-Fischer方法来确定。所述方法既可以对未层压的膜、又可以对层压的光伏模块根据到膜的边缘的间隔来进行。
碱滴度
3至4克的含增塑剂的聚乙烯醇缩醛膜经过一整夜被溶解在磁力搅拌器中的乙醇/THF(80∶20)的100ml的混合物中。为此，10ml稀释的盐酸(c＝0.01mol/L)被提供，并且接着以电位的方式用2-丙醇中的四丁基氢氧化铵(Tetrabutylammoniumhydroxid)(TBAH)的溶液(c＝0.01mol/L)利用滴定处理器在对照空白样本的情况下以电位的方式被滴定。碱滴度按如下方式计算：
碱滴度＝每100克样本的HCI的毫升数(ml)＝(所消耗的TBAH空白样本-TBAH样本x100除以样本的重量(克))。
湿热测试根据IEC 61646来进行。
例子
在层压机方法中，尺寸为30x30cm的上面沉积有功能性地接触的薄层电池(CIS)的衬底玻璃通过PVB膜与覆盖玻璃粘接。在首次浸光处理(平衡)以后，确定测试模块的输出功率(光电流产量)。在1000小时的湿热负荷(85％的相对湿度，85℃)以后，再次平衡并且光电流产量被确定。
光伏模块可能由于边缘影响、例如水分的侵入而失去模块的一部分功率。这以相同的程度影响根据本发明的模块和比较模块。
附加地出现与膜的碱度有关的腐蚀效应。表2和3示出了，尽管根据本发明的模块具有功率损失，但是该功率损失与利用具有低碱滴度制造的膜的模块相比结果是显著更小。该效果可以通过SiO2的存在被进一步改善。
图2和3中的数量说明是以相对于PVB和增塑剂之和的重量百分比来说明的。3G8表示三乙二醇双2-己酸乙酯，AEROSIL 130和TINUVIN 328是Evonik Degussa GmBH以及CIBA的商品。功率损失是在1000小时的湿热测试以后以％对CIS模块进行说明的，并且体积电阻是根据DIN IEC 60093对被调节为23℃/85％相对湿度的膜以欧姆进行说明的(如上述那样)。
表2
Figure BPA00001251251900101
Figure BPA00001251251900111
表3
Figure BPA00001251251900112

Claims (12)

1.一种光伏模块，包括层合板，所述层合板由下列项目构成：
a)透明的前部覆盖体；
b)一个或多个光敏半导体层；
c)至少一个含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜；以及
d)背部覆盖体；
其特征在于，所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)具有大于5的碱滴度。
2.根据权利要求1所述的光伏模块，其特征在于，所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)含有最大为重量百分比40％的增塑剂含量。
3.根据权利要求1或2所述的光伏模块，其特征在于，所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)在85％相对湿度/23℃的环境气侯下具有大于1E11欧姆*cm的体积电阻。
4.根据权利要求1至3之一所述的光伏模块，其特征在于，所述聚乙烯醇缩醛具有小于重量百分比3％的聚醋酸乙烯酯含量。
5.根据权利要求1至4之一所述的光伏模块，其特征在于，所述聚乙烯醇缩醛具有小于重量百分比22％的聚乙烯醇含量。
6.根据权利要求1至5之一所述的光伏模块，其特征在于，所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)含有具有1至15个碳原子的羧酸的金属盐作为碱性化合物。
7.根据权利要求1至6之一所述的光伏模块，其特征在于，所述含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜含有重量百分比0.001至5％的SIO2。
8.根据权利要求1至7之一所述的光伏模块，其特征在于，一个或多个光敏半导体层b)被涂敷到透明的前部覆盖体a)上，并且通过至少一个含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)与背部覆盖体d)粘接。
9.根据权利要求1至7之一所述的光伏模块，其特征在于，一个或多个光敏半导体层b)被涂敷到背部覆盖体d)上，并且通过至少一个含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜c)与透明的前部覆盖体a)粘接。
10.根据权利要求1至7之一所述的光伏模块，其特征在于，一个或多个光敏半导体层b)被嵌入到两个膜c)之间并且与覆盖体a)和d)粘接。
11.一种将含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的具有大于5的碱滴度的膜用于制造光伏模块的应用。
12.一种将根据权利要求1至9之一所述的光伏模块用作立面构件、屋面、温室覆盖体、隔音墙、阳台或护栏元件、或者窗面的组件的应用。
CN2009801153961A 2008-04-30 2009-04-16 含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块 Expired - Fee Related CN102017182B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008001507A DE102008001507A1 (de) 2008-04-30 2008-04-30 Photovoltaikmodule enthaltend plastifizierte Zwischenschicht-Folien mit hohem Alkalititer
DE102008001507.5 2008-04-30
PCT/EP2009/054511 WO2009132963A2 (de) 2008-04-30 2009-04-16 Photovoltaikmodule enthaltend plastifizierte zwischenschicht-folien mit hohem alkalititer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102017182A true CN102017182A (zh) 2011-04-13
CN102017182B CN102017182B (zh) 2013-01-02

Family

ID=41130698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801153961A Expired - Fee Related CN102017182B (zh) 2008-04-30 2009-04-16 含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110041897A1 (zh)
EP (1) EP2286461B1 (zh)
CN (1) CN102017182B (zh)
DE (1) DE102008001507A1 (zh)
TW (1) TWI443142B (zh)
WO (1) WO2009132963A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001654A1 (de) * 2008-05-08 2009-11-12 Kuraray Europe Gmbh Photovoltaikmodule enthaltend plastifizierte Zwischenschicht-Folien mit hohem Durchgangswiderstand und guter Penetrationsfestigkeit
DE102008001684A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Kuraray Europe Gmbh Verfahren zur Herstellung von Photovoltaikmodulen im Vakuumlaminator mit reduziertem Prozessvakuum
WO2011125791A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 株式会社クラレ ポリビニルアセタールフィルムおよびその用途
JP6324813B2 (ja) * 2013-05-31 2018-05-16 株式会社クラレ 太陽電池モジュールおよびその製造方法
WO2025197793A1 (ja) * 2024-03-21 2025-09-25 株式会社クラレ 可撓性電子デバイスモジュールおよびその製造方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1052697A (zh) * 1963-10-21 1900-01-01
US3841890A (en) * 1972-12-07 1974-10-15 Monsanto Co Plasticizer systems for polyvinyl butyral interlayers
BE876681A (fr) 1978-06-14 1979-11-30 Bfg Glassgroup Procede de fabrication d'un panneau comprenant au moins une cellule photovoltaique et panneau comprenant au moins une telle cellule
ES8100843A1 (es) 1979-05-08 1980-12-16 Saint Gobain Vitrage Procedimiento de fabricacion de paneles de fotopilas solares
DE3536118A1 (de) 1984-12-24 1986-06-26 Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf Verfahren zur herstellung von folien, insbesondere auf der basis von polyvinylbutyral mit geringer oberflaechenklebrigkeit
US4814529A (en) * 1985-07-02 1989-03-21 Cartier George E Cross-linked polyvinyl butyral
DE3538986C3 (de) 1985-11-02 1994-11-24 Deutsche Aerospace Verfahren zur Herstellung eines Solargenerators
US4681810A (en) * 1985-12-23 1987-07-21 Monsanto Company Fire-resistant interlayer
US4952457A (en) * 1988-12-05 1990-08-28 Monsanto Company Laminated safety glass and polymeric laminate for use therein
FR2644112B1 (zh) 1989-03-10 1991-05-10 Saint Gobain Vitrage
DE4026165A1 (de) 1990-08-15 1992-03-05 Flachglas Solartechnik Gmbh Bauplatte fuer laermschutzwand
US5246764A (en) * 1991-10-21 1993-09-21 Monsanto Company Laminated glazing with improved impact strength
DE4122721C1 (zh) 1991-07-06 1992-11-05 Flachglas Solartechnik Gmbh
US5427861A (en) * 1991-08-12 1995-06-27 Monsanto Company Laminated glazing panel having improved resistance to light exposure
DE4128766C2 (de) 1991-08-29 1995-07-20 Flachglas Ag Solarmodul sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE4227860A1 (de) 1991-09-19 1993-04-01 Aug Guttendoerfer Gmbh & Co Photovoltaische platte, insbesondere zum einsatz als fassadenplatte
DE19756274A1 (de) * 1997-12-18 1999-06-24 Huels Troisdorf Weichmacherhaltige Folie aus teilacetalisierten Polyvinylalkoholen
US6801652B1 (en) 1998-09-29 2004-10-05 Siemens Aktiengesellschaft Method for checking the presentation of components to an automatic onserting unit
US6383647B1 (en) * 1998-09-30 2002-05-07 Sekisui Chemical Co., Ltd. Intermediate film for laminated glass and laminated glass
US6201180B1 (en) * 1999-04-16 2001-03-13 Omnion Power Engineering Corp. Integrated photovoltaic system
DE19951444A1 (de) 1999-10-25 2001-04-26 Huels Troisdorf Verfahren und Folie zur Herstellung von Verbundsicherheitsscheiben
DE10018517A1 (de) * 2000-04-13 2001-10-18 Clariant Gmbh Hochmolekulare, vernetzte Polyvinylbutyrale, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE10129422A1 (de) 2001-06-19 2003-01-02 Huels Troisdorf Weichmacherhaltige PVB-Folie
DE10143190A1 (de) 2001-09-04 2003-03-20 Kuraray Specialities Europe Hochmolekulare, vernetzte Polyvinylbutyrale, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
DE10150091A1 (de) * 2001-10-11 2003-04-17 Huels Troisdorf PVB-Folie für Verbundsicherheitsglas und Verbundsicherheitsglas
DE10319198A1 (de) 2002-07-04 2004-01-15 Kuraray Specialities Europe Gmbh Vernetzte Polyvinylacetale
BR0317977A (pt) 2003-01-09 2005-12-06 Kuraray Specialities Europe Poliacetais reticulados
WO2004063232A1 (de) 2003-01-09 2004-07-29 Kuraray Specialities Europe Gmbh Vernetzte polyvinylacetale
DE20302045U1 (de) 2003-02-10 2003-07-10 Wulfmeier Solar GmbH, 33609 Bielefeld Photovoltaik-Module mit PVB (Polyvinyl-Butyral)-Folie
DE102004030411A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-19 Kuraray Specialities Europe Gmbh Solarmodul als Verbundsicherheitsglas
WO2006004162A1 (ja) * 2004-07-06 2006-01-12 Sekisui Chimical Co., Ltd. 合わせガラス用中間膜及び合わせガラス
US20080000195A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Visionwall Corporation Insulating window incorporating photovoltaic cells and a pressure equalization system
US8197928B2 (en) * 2006-12-29 2012-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Intrusion resistant safety glazings and solar cell modules
DE102007000817A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Kuraray Europe Gmbh Weichmacherhaltige Folien auf Basis von Polyvinylacetal mit erhöhter Glasübergangstemperatur und verbessertem Fließverhalten
DE102007000818A1 (de) * 2007-10-05 2009-04-09 Kuraray Europe Gmbh Photovoltaikmodule mit weichmacherhaltigen Folien geringer Feuchtigkeitsaufnahme
DE102007055733A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Kuraray Europe Gmbh Photovoltaikmodule mit reflektierenden Klebefolien

Also Published As

Publication number Publication date
EP2286461A2 (de) 2011-02-23
WO2009132963A3 (de) 2010-09-23
WO2009132963A2 (de) 2009-11-05
EP2286461B1 (de) 2012-12-05
TWI443142B (zh) 2014-07-01
US20110041897A1 (en) 2011-02-24
TW201009003A (en) 2010-03-01
CN102017182B (zh) 2013-01-02
DE102008001507A1 (de) 2009-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101933160B (zh) 带有低吸湿性的包含增塑剂的膜的光电模块
CN101889352B (zh) 具有反射性粘合膜的光电模块
CN101933161B (zh) 带有高电阻系数的基于聚乙烯醇缩醛的包含增塑剂的膜的光电模块
CN102355992B (zh) 包含具有高的辐射透射率的增塑中间层膜的光电模块
EP2728625B1 (en) Solar cell sealing material and laminated glass interlayer
US20100206374A1 (en) Plasticized films based on polyvinyl acetal having an increased glass transition temperatuare and improved flow properties
CN102017182B (zh) 含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块
JP2011520278A (ja) 高い体積抵抗及び良好な耐浸透性を有する可塑化された中間層シートを有する光起電力モジュール
TW201009004A (en) Photovoltaic modules comprising plasticized intermediate layer films having a low polyvinyl acetate content
US20100307585A1 (en) Photovoltaic modules with films containing plasticisers having low tendency to creep
TW201009005A (en) Photovoltaic modules comprising plasticized intermediate layer films containing silica
TWI440195B (zh) 包括具有低玻璃轉移溫度的塑化中間層薄膜之光伏模組

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130102

Termination date: 20170416