ES2559806T3

ES2559806T3 - Un proceso para recocer película de polímero de encapsulación fotovoltaica

Info

Publication number: ES2559806T3
Application number: ES10792815.2T
Authority: ES
Inventors: Johan Willy Declerck
Original assignee: Novopolymers NV
Current assignee: Novopolymers NV
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2016-02-16
Anticipated expiration: 2030-10-11
Also published as: CN103189426B; US20130273685A1; CN103189426A; KR101529905B1; KR20130089650A; US9331232B2; EP2627695A1; WO2012048715A1; EP2627695B1

Abstract

Un proceso para el recocido de una película de encapsulación de polímero fotovoltaico, que comprende las etapas de - producir una película de encapsulación de polímero fotovoltaico hecha de una poliolefina funcionalizada del tipo de vinilacetato de etileno mediante extrusión a lo largo de una dirección de extrusión, la película comprende moléculas de polímero orientadas a lo largo de la dirección de máquina a lo largo de la dirección de extrusión y - recocer la película de encapsulación de polímero fotovoltaico obtenida de esta forma al cargar la película en la forma de una lámina continua sobre una superficie de respaldo de medios de soporte y en donde un fluido está comprendido entre la película y la superficie de respaldo y calentar la película mediante calentamiento infrarrojo a una temperatura de relajación para aumentar la isotropía de las moléculas de polímero de tal manera que la película por lo menos se recuece parcialmente, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Rz entre 50 y 120 micras, en donde Rz representa la aspereza de diez puntos del perfil de aspereza 2D determinada de acuerdo con ISO 4287:1997, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Ra entre 5 y 50 micras, en donde Ra representa la aspereza aritmética del perfil de aspereza determinada de acuerdo con ISO 4287:1997.

Description

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DESCRIPCION

Un proceso para recocer pelmula de poKmero de encapsulacion fotovoltaica

La invencion actual se relaciona con un proceso para recocer pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, que comprende moleculas de poKmero sustancialmente orientadas a lo largo de una direccion de maquina, de acuerdo con el preambulo de la primera reivindicacion.

Los poUmeros, convertidos en pelmulas por medio de tecnologfa de extrusion de polfmero convencional, en mdices de alto rendimiento (>5-7 m/min) y en calibre fino (por ejemplo 500 micras o menos), tienen un alto nivel de orientacion a lo largo de una direccion de maquina, es la direccion de extrusion de la pelfcula fuera de la maquina. Una de las consecuencias de este alto nivel de orientacion tiene alta contraccion cuando dicha pelfcula se calienta hasta por encima de su temperatura de fusion. Especialmente para la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico cuando las disposiciones de celdas solares se encapsulan en modulos fotovoltaicos con dicha pelfcula, este es un problema. La contraccion puede provocar dano a las celdas solares fragiles y/o puede resultar en falta del material en los bordes o en los modulos. Se ha encontrado que una etapa de recocido separada antes de la etapa de laminacion en donde tiene lugar la encapsulacion mediante por ejemplo un proceso de laminacion de vacm en donde la pelmula se calienta hasta fusion y tambien se puede calentar adicionalmente para permitir el curado o entrecruzamiento de la matriz de polfmero, que permite relajar la pelfcula y por lo tanto reducir significativamente la contraccion en el punto de laminacion. Una pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico recocida con contraccion reducida esta presente en el mercado, bajo el nombre comercial PHOTOCAP, fabricado por STR. La informacion acerca del proceso para obtener esta pelfcula sin embargo no se ha descrito para el publico. Sin embargo, esta pelfcula fabricada por STR se vende unida a papel con silicona y si se retira el papel con silicona, una impresion microscopica del papel es visible en la pelfcula. Debido a la presencia de este papel con silicona, se observa una transferencia de silicona del papel a la pelfcula, que no se desea. Mas aun, la presencia del papel con silicona provoca un coste adicional de material y una etapa de proceso adicional, es decir el retiro del papel, se debe realizar cuando se aplica la pelfcula en un modulo fotovoltaico.

Aunque la orientacion y tension de las moleculas de polfmero se puede reducir a un grado limitado, por ejemplo mediante extrusion de baja velocidad, enfriamiento lento de la pelmula extrudida y extension limitada de la cortina fundida despues de extrusion, mediante procesamiento inteligente durante extrusion convencional, esta solucion viene en el coste considerable de disminuir el proceso de produccion. Sin los medios apropiados para recocer la pelmula despues de extrusion, la velocidad de extrusion se limita a 100 hasta 250 kg para una pelfcula del copolfmero EVA alto en acetato de vinilo de aproximadamente 500 micras de grosor y 1000 mm de ancho. La tension resultante y por lo tanto contraccion de este tipo de pelfcula es alta.

Es un objeto de la presente invencion para proporcionar un proceso para recocer pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico en la que la contraccion de la pelfcula se reduzca.

Dicho proceso para el recocido de una pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, que comprende las etapas de

- producir una pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico hecha de una poliolefina funcionalizada del tipo de vinilacetato de etileno mediante extrusion a lo largo de una direccion de extrusion, la pelmula comprende moleculas de polfmero orientadas a lo largo de la direccion de maquina a lo largo de la direccion de extrusion y

- recocer la pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico obtenida de esta forma al cargar la pelmula en la forma de una lamina continua sobre una superficie de respaldo de medios de soporte y en donde un fluido esta comprendido entre la pelfcula y la superficie de respaldo y calentar la pelfcula mediante calentamiento infrarrojo a una temperatura de relajacion para aumentar la isotropfa de las moleculas de polfmero de tal manera que la pelmula es por lo menos se recuece parcialmente, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Rz entre 50 y 120 micras, en donde Rz representa la aspereza de diez puntos del perfil de aspereza 2D determinada de acuerdo con ISO 4287:1997, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Ra entre 5 y 50 micras, en donde Ra representa la aspereza aritmetica del perfil de aspereza determinada de acuerdo con ISO 4287:1997.

En realizaciones mas preferidas de acuerdo con la invencion, la superficie aspera esta hecha de metal, tal como por ejemplo acero, acero inoxidable, ceramica, cobre, aluminio etc. Las superficies de metal son en general muy durables y no reaccionan con los polfmeros en los rangos de temperatura pertinentes para relajacion de pelmula de polfmero. Adicionalmente, existe una amplia variedad de tecnicas de aspereza de la superficie, para aplicar una aspereza particular a la superficie, especialmente una superficie de metal.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, los medios de respaldo comprenden, preferiblemente por lo menos un rodillo con la superficie aspera como la superficie cilmdrica externa. Un rodillo con la superficie aspera como la superficie cilmdrica externa no solo proporciona una superficie para mantener la pelmula, tambien ofrece la posibilidad de transportar la dificultad de manipular, calentar, la pelmula suave pegajosa, de una estacion de proceso

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a la otra, al hacer girar el rodillo alrededor de su eje longitudinal, como parte de un proceso de produccion continuo y automatico.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, la pelmula comprende moleculas funcionales y la temperature de relajacion esta por debajo de la temperature de descomposicion termica de las moleculas funcionales. Las moleculas funcionales son por ejemplo moleculas de curado, tales como por ejemplo peroxidos organicos, necesarios para el proceso de curado o moleculas cebadoras, tal como por ejemplo silanos, para aumentar la adhesion de la pelfcula a una superficie de vidrio, por ejemplo en un modulo fotovoltaico.

En la realizacion preferida de acuerdo con la invencion, la temperatura de relajacion esta por lo menos por encima del punto de suavizado vicat, y mas preferiblemente por encima del punto de fusion. La temperatura de relajacion se mantiene por encima del punto de suavizado vicat, y mas preferiblemente por encima del punto de fusion con el proposito de obtener una relajacion mas rapida de la pelfcula de polfmero y reduciendo el tiempo del proceso de recocido general. El resultado es un aumento en el rendimiento de la pelfcula de polfmero recocida y un riesgo reducido que las reacciones qmmicas indeseadas ocurren mientras se mantiene la estabilidad qmmica del polfmero, con el proposito de no alterar las propiedades qmmicas, termodinamicas, mecanicas y opticas de las pelfculas de polfmero.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, durante recocer, la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, en la forma de una lamina continua, se carga sobre los medios de respaldo por medios de accionamiento, preferiblemente a una velocidad de 8 m/min o mayor de la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico. La ventaja de un proceso para recocer una lamina continua de pelfcula de polfmero a velocidad de alto rendimiento es tal que dicho proceso de recocido es adecuado para ser suministro con una pelfcula de polfmero recocida mediante maquina de extrusion de alta capacidad de produccion, para producir una lamina continua pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, especialmente cuando el recocido se lleva a cabo en la superficie cilmdrica externa de un rodillo. Preferiblemente, la carga de la pelmula sobre los medios de respaldo mediante los medios de accionamiento es tal para evitar la reorientacion de las moleculas de polfmero, es decir perder isotropfa. Mas preferiblemente, la reorientacion de las moleculas de polfmero, es decir perdida de isotropfa, se evita en cualquier tratamiento posterior de la pelmula, por ejemplo durante transporte adicional de la pelmula mediante los medios de accionamiento despues recocer la pelmula. Por ejemplo, esto se puede lograr al evitar la tension en la pelmula durante transporte de la pelmula mediante los medios de accionamiento.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, despues de recocer, la pelmula se cura en una etapa separada, preferiblemente despues de recocer la pelmula y mas preferiblemente despues de enfriar la pelmula a temperatura ambiente tal como para formar un elemento medio fabricado. El curado de la pelmula de polfmero endurece y fortalece la pelmula y congela dimensionalmente la pelmula y los componentes que se encapsulan por la pelmula. Esto crea un material elastico (caucho) que no se puede fundir mas despues de encapsulacion.

En la realizacion preferida de acuerdo con la invencion, los medios de calentamiento comprenden elementos de calentamiento infrarrojo. Los elementos de calentamiento infrarrojo permiten un calentamiento rapido y uniforme de la pelmula de polfmero. Una ventaja adicional de los elementos de calentamiento infrarrojo es su tiempo de respuesta rapida a la unidad de control de accionamiento. La posibilidad de aumentar/reducir rapidamente el accionamiento permite control de temperatura y calentamiento mas exacta. Especialmente cuando el recocido se lleva a cabo sobre la superficie cilmdrica externa de un rodillo y los elementos de calentamiento infrarrojo se ponen radialmente a lo largo de la superficie externa del rodillo, se puede lograr control de temperatura mas exacto, ajustado para la velocidad rotacional del rodillo.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, la pelmula de polfmero se hace de un material de elastomero termoplastico tal como pero no limitado a polivinilbutiral (PVB), estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), estireno-etileno-propileno-estireno (SEPS), copolfmero de polimetilmetacrilato-acrilato, polietileno metaloceno, poliuretanos termoplasticos, y otros cauchos termoplasticos, poliolefinas o poliolefinas funcionalizadas. Estos materiales, solos o en combinacion se han seleccionado con el proposito de obtener pelmulas con propiedades espedficas, tal como buenas propiedades opticas, elasticidad, propiedades de barrera, etc. El polfmero es transparente, tiene una absorcion adecuada y reflexion de luz y exhibe propiedades adhesivas y elasticas.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, la pelmula de polfmero esta hecha de una poliolefina funcionalizada del tipo vinilacetato de etileno (EVA). Determinados grados EVA son muy transparentes, elasticos, y pueden tener un mdice de flujo de alta fusion y una baja temperatura de fusion y baja expansion termica, haciendola particularmente adecuada para encapsular dispositivos fotovoltaicos.

En realizaciones preferidas de acuerdo con la invencion, el EVA tiene una concentracion de acetato de vinilo entre 28% y 40%. EVA con una concentracion de acetato de vinilo entre 28% y 40% tiene transparencia mejorada sobre el monopolfmero de etileno mientras mantiene la temperatura de fusion relativamente baja.

La invencion tambien se relaciona con un proceso para producir una pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico recocida, que comprende las etapas de producir la pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico

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mediante extrusion a lo largo de una direccion de extrusion, la peKcula comprende moleculas de poKmero sustancialmente orientadas a lo largo de una direccion de maquina a lo largo de la direccion de extrusion y recocer la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico obtenida de esta forma mediante uno de los procesos descritos anteriormente.

La invencion tambien se relaciona con un proceso para ensamblar disposiciones de celdas solares en modulos fotovoltaicos al encapsular las disposiciones de celda solar con una pelfcula de encapsulacion fotovoltaica recocida obtenida en el proceso de acuerdo con la invencion.

El inventor ha encontrado que, cuando se encapsulan las disposiciones de celda solar con una pelfcula de encapsulacion fotovoltaica recocida de acuerdo con la invencion en modulos fotovoltaicos, no ejerce tension de contraccion sustancial se ejerce en las celdas solares durante la fase de fusion, antes del inicio de la cura del polfmero. Por lo tanto, la baja contraccion evita que las celdas se muevan durante el ensamble, preferiblemente mediante un proceso de laminacion de vado de lecho plano, y evita deformacion y/o tension en las celdas y cintas y por lo tanto evita grietas y por consiguiente falla costosa durante uso.

La invencion tambien se relaciona con un modulo fotovoltaico que comprende la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico obtenida mediante el proceso de acuerdo con la invencion.

La invencion tambien se relaciona con un aparato, espedficamente disenado para llevar cabo el proceso de acuerdo con la invencion.

Otros detalles y ventajas del proceso para recocer una pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, el proceso para producir una pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico recocida, la pelfcula de encapsulacion fotovoltaica obtenida mediante este proceso, el proceso para ensamblar las disposiciones de celda solar en modulos fotovoltaicos al encapsular las disposiciones de celda solar con una pelfcula de encapsulacion fotovoltaica recocida y el modulo fotovoltaico obtenido mediante este proceso de acuerdo con la invencion seran evidentes a partir de las figuras adjuntas y la descripcion de las realizaciones preferidas de la invencion.

La Figura 1 muestra una vision general de una construccion de una pila de modulos fotovoltaicos, de acuerdo con la invencion actual;

La Figura 2 muestra una representacion esquematica de moleculas de polfmero en una pelfcula de encapsulacion fotovoltaica, antes de recocer (a) y despues de recocer (b).

La Figura 3 muestra una representacion esquematica del proceso de acuerdo con la invencion actual.

La Figura 4 muestra una representacion esquematica de otra realizacion del proceso de acuerdo con la presente invencion.

La Figura 5 muestra una seccion transversal de una pelfcula de encapsulacion de polfmero, se soporta en una superficie aspera, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion actual.

La Figura 6 muestra una vision general de la superficie aspera de acuerdo con la Figura 5.

En los dibujos un mismo numero de referencia se ha asignado a un mismo elemento o elemento analogo.

Las disposiciones de celdas solares, por ejemplo disposiciones 4 de celdas solares de silicona cristalina, por ejemplo, se ensamblan en modulos 1 fotovoltaicos, al conectar una serie de celdas solares por medio de tiras 5 de metal (cintas). Las celdas 4 solares se encapsulan normalmente con una pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico. La Figura 1 muestra un ejemplo de una posible encapsulacion de un modulo 1 fotovoltaico, que comprende una capa 2 de vidrio ngido (1a 5 mm, preferiblemente 2 a 4 mm), una primera capa de pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, 300 a 600 micrometres, preferiblemente 400 a 500 micrometres de grueso, la disposicion 4 de celda solar, conectada por cintas 5, una segunda capa de pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, usualmente de un grosor igual como la primera capa y una lamina 6 de respaldo con base en polfmero aislada electricamente.

La pelreula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico rodea las celdas 4 solares y la cinta en el modulo 1 fotovoltaico. El modulo 1 se sella hermeticamente desde la parte externa al producir un vado para retirar todos los gases entre las interfaces y luego al calentar la pelreula 3 de encapsulacion, por medio de por ejemplo un laminador de lecho plano, y la pelreula 3 de encapsulacion se calienta posteriormente a una temperatura solo por encima de su punto de suavizado vicat o solo por encima de su punto de fusion y a una temperatura para permitir el entrecruzamiento del polfmero en una red tridimensional.

Un polfmero tfpico puede ser un copolfmero de acetato de vinilo y etileno de alto % de acetato de vinilo, con un punto de fusion de por ejemplo 61 hasta 75° C, que contiene por ejemplo peroxidos organicos de la familia de por

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ejemplo la clase dialquilo de peroxidos, el tipo de monoperoxi-carbonato de peroxidos o el tipo peroxicetal de peroxidos o combinaciones de los mismos. Todos los peroxidos tienen un perfil de temperature de descomposicion termica diferente, que resulta, para una temperature dada, en una velocidad de curado diferente. Las temperatures normalmente aplicadas a la cura de dichos copolfmeros con dichos peroxidos estan en el rango de 140 hasta 160°C. El curado final se logra cuando se forma una red tridimensional, que no se puede disolver por un solvente tal como tolueno o xileno en una prueba de extraccion. Este estado tambien se conoce como caucho. La pelfcula de encapsulacion de polfmero 3 no se puede fundir mas y el modulo 1 se cierra hermeticamente.

El curado con la ayuda de moleculas de curado sin embargo no es cntico para la invencion y el curado de la pelfcula tambien se puede obtener utilizado por ejemplo radiacion UV. Luego para curar las moleculas, la pelfcula tambien puede comprender otras moleculas, tales como moleculas cebadoras, rellenos, estabilizantes o antioxidantes.

La pelfcula de encapsulacion curada dejara el modulo 1 por ejemplo hace frente con tensiones mecanicas y de impacto tales como expansiones debido al calor, sin danar el modulo (es decir craqueo de celulas, desconexion de cintas, y cualquier otra forma que debe interrumpir el modulo) y proteger el modulo 1 de ingreso de humedad.

La pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico de acuerdo con la presente invencion tiene un rndice de contraccion muy bajo y evita el dano de tension por contraccion para las celdas 4 solares fragiles.

Dicha pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico se obtiene mediante un proceso de recocido, de acuerdo con la presente invencion.

En general, se puede utilizar cualquier polfmero transparente elastico para producir la pelfcula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, preferiblemente un material de elastomero termoplastico tal como pero no limitado a polivinilbutiral (PVB), estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), estireno-etileno-propileno-estireno (SEPS), copolfmero de polimetilmetacrilato-acrilato, polietileno metaloceno, poliuretanos termoplasticos, y otros cauchos termoplasticos, poliolefinas o poliolefinas funcionalizadas. Particularmente son adecuadas las poliolefinas funcionalizadas del tipo de vinilacetato de etileno (EVA), especialmente EVA con una concentracion de acetato de vinilo entre 28% y 40%. Ejemplos de dichos tipos de materiales disponibles en el mercado son por ejemplo ELVAX® PV1400.EVATANE® 33-45 pV o, Escorene™ UL04331 EL producidos por DuPont, Arkema y ExxonMobile.

Un polfmero altamente elastico se puede convertir en una pelfcula, por ejemplo por medio de un proceso de extrusion de polfmero convencional a lo largo de una direccion de maquina. Ejemplos de dichos procesos de extrusion son por ejemplo extrusion por fundido, gofrado fundido, calandrado. Cuando dichas pelfculas 3 se hacen en indices de alto rendimiento (por ejemplo >5-7 m/min) a un calibre delgado de 500 micras o menos, dichas pelfculas 3 normalmente tendran un alto nivel de orientacion de moleculas de polfmero de la pelfcula en la direccion de maquina. La direccion de maquina es la direccion paralela al movimiento delantero de la pelfcula de polfmero que resulta del proceso de extrusion realizado por un extrusor. En el proceso de extrusion el polfmero altamente viscoso por ejemplo se fuerza a fluir a traves de canales angostos y/o a traves de un espacio de boquilla angosta (por ejemplo 100-700 micras) en altas presiones (por ejemplo 60-300 bar), que resulta en un alto nivel de orientacion y la tension de las moleculas de polfmero en la direccion de maquina dependiendo de las tensiones y relaciones de estiramiento a las que el polfmero es sometido durante fabricacion y a la temperatura del polfmero en el punto de salida de la boquilla.

La Figura 2 por ejemplo muestra una representacion esquematica de (a) las moleculas de polfmero bajo tensiones en la pelfcula 3 y (b) moleculas de polfmero sometidas a menos tension. Recocer la pelfcula 3 de acuerdo con el proceso proporcionado por la presente invencion reduce rapida y significativamente la contraccion como se describio anteriormente y permite transformar una pelfcula como se muestra en (a) en una pelfcula como se muestra en (b). En el ejemplo espedfico mostrado, las moleculas de polfmero de la pelfcula tienen una forma longitudinal antes de recocer la pelfcula y reorientar a una asf llamada configuracion de bobina aleatoria mostrada en 2(b).

El proceso de recocido de acuerdo con la invencion tiene lugar en una unidad 7 de recocido. La unidad 7 de recocido por ejemplo comprende medios 10 de accionamiento, para transportar la pelfcula de polfmero a traves de la unidad 7 de recocido, medios 8 de calentamiento para calentar la pelfcula de polfmero a una temperatura de relajacion, una superficie de respaldo de medios 12 de respaldo en los que la pelfcula se calienta y opcionalmente medios 11 de enfriamiento mediante los cuales se enfna la pelfcula de polfmero. La Figura 3 y la Figura 4 muestran dos realizaciones preferidas diferentes de una unidad 7 de recocido en la que puede tener lugar un proceso de recocido de acuerdo con la invencion. Los medios 10 de accionamiento en estas realizaciones particulares son uno o mas rodillos o cintas transportadores pero tambien pueden ser combinaciones de ambos, los medios 8 de calentamiento son por ejemplo calentadores infrarrojos, la superficie 12 de respaldo es por ejemplo una superficie aspera y los medios 11 de enfriamiento por ejemplo rodillo de enfriamiento convencional. Los diferentes elementos que comprenden la unidad 7 de recocido se discuten adelante.

Despues de la etapa de extrusion la pelfcula de polfmero se calienta con medios de calentamiento a una temperatura de relajacion de tal manera que la pelfcula por lo menos se reconoce parcialmente. El calentamiento de la pelfcula 3 de polfmero se puede lograr mediante cualesquiera medios de calentamiento conocidos por el experto

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en la tecnica tal como por ejemplo al conducir un Kquido de calentamiento a lo largo de la superficie 12 de respaldo, por ejemplo al conducir agua caliente a lo largo de la superficie de respaldo. El calentamiento se hace preferiblemente mediante elementos 8 de calentamiento infrarrojo. Los calentadores 8 infrarrojos por ejemplo pueden estar ondas cerca del infrarrojo, ondas en medio del infrarrojo, ondas lejos del infrarrojo. La eleccion de la longitud de onda del infrarrojo y el tipo de generador dependera del material que necesita ser calentado. Los materiales absorben una fraccion de las ondas infrarrojas, refleja una fraccion en la superficie y permite que una fraccion pase a traves de estos. Al seleccionar emisores con espectro adecuado, la posible fraccion mas grande de radiacion se absorbe por el material y se convierte en calor. Una ventaja adicional de los calentadores 8 infrarrojos es el tiempo de respuesta de encendido y apagado rapido (los emisores de eleccion para esta aplicacion por ejemplo se pueden apagar o encender en 1 a 2 segundos). Es posible adicionalmente para aumentar/reducir la potencia mediante unidades de control de potencia simples y pirometros despues de los elementos de calentamiento, permitiendo control de temperatura y calentamiento muy exacto y permitiendo correr a velocidad variable. Los calentadores infrarrojos se pueden disponer en formas diferentes dependiendo de la realizacion de la unidad 7 de recocido, como se muestra en las figuras 3 y 4. Por ejemplo, cuando se lleva a cabo el recocido sobre la superficie cilmdrica externa de un rodillo como se muestra en la Figura 4, los elementos de calentamiento infrarrojos se ponen radialmente a lo largo de la superficie externa del rodillo, cuando se lleva a cabo el recocido en una cinta transportadora como se muestra en la Figura 3, los elementos de calentamiento infrarrojo por ejemplo se ponen justo por encima de la cinta transportadora que lleva la pelfcula. La pelfcula de encapsulacion de polfmero 3 por ejemplo se presenta en la unidad 7 de recocido en el punto de entrada de la pelfcula, la temperatura de la pelfcula se mantiene si la temperatura es suficientemente alta o se eleva por medios de calentamiento, preferiblemente aumentan, normalmente en menos de 5 segundos, a una temperatura de relajacion, la temperatura dependiendo del tipo de polfmero utilizado.

La pelfcula de encapsulacion se calienta mediante los medios de calentamiento a una temperatura de relajacion para aumentar la isotropfa de las moleculas de polfmero. La temperatura de relajacion esta preferiblemente por encima del punto de suavizado vicat. El punto de suavizado vicat se toma como la temperatura en la que el material se penetra a una profundidad de 1 mm mediante una aguja de extremo plano con una seccion transversal cuadrada o circular de 1 mm cuadrado. Los estandares para determinar el punto de suavizado vicat incluyen ASTM D 1525 y/o ISO 306, que son enormemente equivalentes. La temperatura de relajacion esta preferiblemente por debajo de la temperatura de descomposicion termica de las moleculas funcionales, si estan presentes en la pelfcula, o de las moleculas de polfmero. En la temperatura de descomposicion termica las moleculas funcionales tales como las moleculas de curado, por ejemplo peroxidos organicos para curado, o las moleculas cebadoras, por ejemplo silanos, para la adhesion de la pelfcula a una superficie de vidrio pierden sus propiedades inicialmente especificadas y esto se debe evitar.

La pelfcula 3 de polfmero elastica se calienta sobre una superficie de respaldo de medios de respaldo que comprende un fluido entre 13 la pelfcula y la superficie 12 de respaldo. La pelfcula 3 en una realizacion se soporta en un lecho 13 fluido. Preferiblemente, gas tal como aire, mas preferiblemente temperatura de gas controlada tal como aire se utiliza como un fluido para el lecho 13 fluido. Alternativamente, se puede utilizar un lecho 13 fluido de temperatura controlada. Por ejemplo los lfquidos se pueden seleccionar de lfquidos con un bajo punto de fusion, un punto de ignicion suficientemente alto y un bajo punto de fusion, que es suficientemente bajo para que se lleve a cabo el lfquido que esta en estado lfquido a la temperatura en la que se recuece la pelfcula de polfmero, dependiendo del material de la pelfcula 3 de polfmero que se va a recocer. Dichos lfquidos son por ejemplo pero no se limitan a hidrocarburos saturados tales como octano, nonano, decano, undecano, dodecano, eicosano, triacontano, de mezclas de aquellos (por ejemplo cera de parafina). Tambien pueden ser de interes otros lfquidos en esta solicitud: estearina u otros tipos de aceite tales como aceite de silicona. Se puede utilizar cada fluido, mientras que se calientan hasta una temperatura objetivo en la que puede ocurrir contraccion optima y no se inducen efectos negativos en la superficie de la pelfcula mediante adsorcion de lfquido a la superficie 3 de la pelfcula. La superficie 12 de respaldo en la que pelfcula de polfmero se calienta puede ser plana o curva.

En una realizacion preferida, tal como por ejemplo se muestra en las figuras 5 y 6, la superficie 12 de respaldo tiene una superficie aspera para soportar la pelfcula 3, preferiblemente una superficie aspera con valores de aspereza Rz que vanan de 50 a 120 micras o valores de aspereza Ra que vanan de 5 a 50 micras, preferiblemente 5-25 micras, mas preferiblemente 10-25 micras. Los valores Rz y Ra se obtienen mediante Mitutoyo SJ-201 con un corte de 0.8 mm utilizando ISO 4287:1997. La convencion de cada parametro de aspereza en 2D es una R mayuscula seguido por caracteres adicionales en el submdice. El subrndice identifica la formula que se utiliza, y la R significa que la formula se aplica a un perfil de aspereza 2D. Ra es el promedio aritmetico del perfil de aspereza y Rz es la aspereza de diez puntos. Una seccion cruzada esquematica y una vision general de dicha superficie aspera se muestran en las figuras 5 y 6, respectivamente. La pelfcula 3 de polfmero elastica se soporta en puntos 12 discretos y en combinacion con los bolsillos 13 aire entre las elevaciones de la superficie aspera, que actuan como cojines de aire, esta disposicion evita que la pelfcula se adhiera, se alargue el flujo o cambie dimensionalmente significativamente en las 3 dimensiones durante recocido. La distribucion de las elevaciones y depresiones de acuerdo con un patron aleatorio en la superficie se considera que contribuyen a un aumento adicional de la isotropfa de las moleculas de polfmero en la pelfcula.

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La superficie 12 aspera se puede hacer de cualquier material, pero preferiblemente, la superficie aspera se hace de metal. Metal significa cualquier metal y/o sus aleaciones que sea durable, dura, termicamente suficientemente para ser utilizado en la presente solicitud. De una parte diversos metales y/o sus aleaciones pueden ser de interes que se utilizan como una superficie de respaldo, de otra parte existen diversas tecnicas para aplicar una determinada aspereza seleccionada a una superficie. El experto en la tecnica es capaz de hacer la combinacion correcta de un metal adecuado con una tecnica de aspereza adecuada. Las superficies de acero o las superficies de acero inoxidable por ejemplo cumplen con los requerimientos para esta aplicacion particular.

La superficie 12 aspera es por ejemplo una superficie plana de cualquier forma. La pelfcula de polfmero se puede reconocer en la superficie l2 plana como parte de un proceso de recocido continuo o en un proceso de recocido en tanda. La pelfcula se puede proporcionar a la superficie plana por medios 10 de accionamiento, o se puede fijar en la superficie plana o se pone sobre la superficie de cualquier otra forma. Los medios 8 de calentamiento se pueden poner por encima de la superficie 12 plana en el lado que soporta la pelfcula 3 de polfmero, o por debajo de la superficie plana o ambas formas.

Preferiblemente, durante recocido, la pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, en la forma de una lamina continua, se carga sobre los medios 12 de respaldo por medios 10 de accionamiento.

La Figura 3 muestra una realizacion en la que pelfcula 3 de polfmero se soporta en una superficie 12 plana, se monta sobre medios 10 de accionamiento en este caso una cinta 10 transportadora. La cinta 10 transportadora transporta la pelfcula 3 de polfmero. La pelfcula 3 de polfmero primero se calienta en la superficie 12 plana por medios 8 de calentamiento a una temperatura de relajacion y despues que la pelfcula se ha recocido, la pelfcula se enfna por medios 11 de enfriamiento. Tiempo durante el cual la pelfcula 3 de polfmero se reconoce, es una funcion de la velocidad de la cinta 10 transportadora, y se puede seleccionar en funcion de las propiedades deseadas de la pelfcula 3 recocida, como se discute adelante.

La Figura 4 muestra una realizacion preferida en la que la pelfcula 3 de polfmero elastica se soporta en los medios 12 de soporte, espedficamente un rodillo con una superficie 12 aspera como la superficie cilmdrica externa. El rodillo se puede hacer completo o hueco en la parte interna. Opcionalmente, el rodillo se puede calentar desde adentro por medios de calentamiento. En la realizacion actual, la pelfcula 3 extrudida por ejemplo se transporta en el rodillo con una superficie 12 aspera por medio de una cinta transportadora y/o uno o mas rodillos 10 de transporte, como se muestra en la Figura 4. El rodillo puede girar alrededor de su eje longitudinal a una velocidad rotacional suficientemente lenta para que la pelfcula 3 sea por lo menos parcialmente recocida pero suficientemente rapida para lograr un nivel suficiente de productividad. La optimizacion de recocido es una funcion de la temperatura de relajacion y el tiempo durante el cual la pelfcula 3 se expone a esta temperatura. Para el mismo porcentaje de contraccion, uno puede seleccionar diferentes estrategias: baja temperatura y poco tiempo de recocido o mayor temperatura y tiempo de recocido corto. Preferiblemente, para obtener un alto rendimiento, la pelfcula 3 se puede transportar a lo largo de los medios de calentamiento a alta temperatura para el posible tiempo de recocido mas corto. Todavfa, no se desea muy alta temperatura. A temperaturas altas, la pelfcula 3 de polfmero se puede volver muy fluida, haciendo el procesamiento automatico adicional de la pelfcula 3, por ejemplo en rodillos 10, diffcil y/o induce curado temprano. Para los materiales y el grosor de la pelfcula implicado en esta aplicacion particular, se preve una velocidad lineal de aproximadamente 10 a 15 metros de pelfcula 3 de polfmero por minuto.

Despues de calentar y recocer la pelfcula 3 de polfmero elastica, la pelfcula aun esta caliente y se puede enfriar antes de aplicar de nuevo tension en la direccion de maquina, por ejemplo para manipular la pelfcula, al enrollar la pelfcula en un rodillo.

La pelfcula recocida se puede enfriar en diferentes formas, tales como, pero no limitadas a enfriamiento de la pelfcula en un bano fno, enfriando la pelfcula al soplar gas fno en la pelfcula o enfriando la pelfcula en una superficie fna. En una realizacion preferida la pelfcula 3 recocida, blanda se proporciona, preferiblemente, para ser fijada gentilmente en un rodillo 11 de enfriamiento convencional, como se ilustra en las figuras 3 y 4. En o despues de esta etapa, se puede aplicar gofrado adicional, para crear determinados patrones funcionales en la superficie de la pelfcula.

Un proceso continuo para producir la pelfcula 3 recocida de encapsulacion de polfmero fotovoltaico consiste usualmente de las etapas de convertir un polfmero elastico en una pelfcula 3 recocida por medio de por ejemplo tecnologfa de extrusion de polfmero, transportando la pelfcula 3 en rodillos 10 y/o cintas transportadoras o cualquier medio adecuado a la unidad 7 de recocido, calentar la pelfcula 3 soportada por un rodillo cilmdrico con una superficie 12 aspera, enfriando la pelfcula 3 por ejemplo en un rodillo 11 de enfriamiento convencional y enrollando la pelfcula 3 recocida y enfriada en un rodillo. El tiempo de residencia de la pelfcula 3 a una determinada temperatura resultara en un nivel de contraccion seleccionado de la pelfcula 3. El proceso tambien es adecuado para procesar laminas en tanda de una pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero no recocida, a saber que la pelfcula de encapsulacion de polfmero 3 se puede recocer en lmea con el proceso de extrusion o fuera de lmea en un rodillo a rodillo separado o rodillo para operacion de la lamina. Esto hace posible separar la produccion de la pelmula 3 de polfmero del recocido de la pelmula 3 de polfmero. Por ejemplo pelmula 3 de polfmero se puede producir en una ubicacion diferente y se suministra para ser recocidas en la forma de una lamina continua o como tandas separadas

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de pelfcula de poKmero. Preferiblemente, la pelfcula 3 de encapsulacion de poKmero se transporta en los rodillos 10 o cintas transportadoras o cualquier combinacion adecuada de los mismos. La velocidad de transporte se ajusta preferiblemente para que sea compatible con el proceso de recocido. La pelfcula 3 de encapsulacion de polfmero en una realizacion preferida se proporciona en la forma de una lamina continua de tal manera que la pelfcula recocida se puede producir en una forma economicamente eficiente a una velocidad de alto rendimiento y en un proceso de produccion automatico.

Ejemplo 1

Una pelfcula de aproximadamente 450 micras, hecha de EVA con un porcentaje de concentracion VA de 31-33% y un punto de fusion de 61-63 °C, que contiene un agente de curado de peroxido organico tiene una tension original de mas 55% de contraccion, cuando se mide en una condicion de flotacion libre antes de relajacion, utilizando el metodo de prueba de bano de agua descrito adelante a 80° C.

En el metodo de prueba de bano de agua, una pieza de pelfcula EVA (100 x 100 mm) se pone en un bano de agua caliente a una temperatura de 80° C. Esta temperatura esta por encima de la temperatura de fusion de EVA. A esta temperatura, la pelfcula flotara libremente en la superficie de agua. Despues de aproximadamente 25 segundos ha ocurrido la contraccion. La pelfcula se toma del bano utilizando un dispositivo similar a tamiz y se congela (apaga) en un segundo bano a temperatura ambiente. Finalmente, se registran las dimensiones de la pelfcula. La contraccion se expresa en porcentaje de longitud residual a lo largo de la direccion de maquina con respecto a la longitud original de la pelfcula, a saber 100 mm. Por lo tanto una pelfcula de baja contraccion tiene el porcentaje mas alto de longitud residual.

La misma pelfcula, procesada en una unidad de recocido a una temperatura elevada de 68 a 69° C durante 39 segundos por ejemplo, resulta en 15% de contraccion.

La unidad de recocido en este caso comprende un sistema emisor infrarrojo de onda cercana, que incluye manejo de potencia y un pirometro para controlar la temperatura y de esta forma calentar la pelfcula al dar retroalimentacion al dispositivo del manejo de potencia. Simultaneamente, la pelfcula se fija al sistema transportador, utilizando una superficie de acero aspera, que tiene una aspereza Rz de -85 a 90 micras, mientras se mantiene el sistema de soporte/transporte a una temperatura elevada utilizando un circuito de agua cerrado con base en el sistema de calentamiento y mantiene el sistema transportador a aproximadamente 68 a 69° C. Aunque la pelfcula esta en este estado muy pegajoso, no ocurre adhesion a la superficie aspera. La pelfcula se puede manejar sobre un dispositivo de enfriamiento que enfna la pelfcula a 25° C, sin alargar la pelfcula aunque aun a alta temperatura en un estado lfquido y blando. El dispositivo de enfriamiento es un rodillo de enfriamiento con base en agua convencional.

Ejemplo 2

La misma pelfcula como en el ejemplo 1 se calienta solo a 66° C. Ahora la pelfcula es mucho mas facil de manipular y todavfa tiene una determinada resistencia de fusion. Para lograr el mismo recocido efectivo (<15 mm de contraccion) ahora el tiempo necesario a temperatura elevada es 93 segundos. La influencia de la temperatura a la velocidad de recocido parece ser exponencial.

Ejemplo 3

La misma pelfcula como el ejemplo 1 tambien se recuece durante 39 segundos a solo 66° C. Ahora la contraccion es 35 mm.

Ejemplo 4

La misma pelfcula como en los ejemplos 1, 2 y 3 se recuece de acuerdo con el metodo 1 de 68 a 69° C, utilizando un sistema de peroxido organico diferente (una combinacion de dos esteres de peroxido organicos). Se obtienen los mismos resultados de contraccion. La contraccion parece ser independiente del tipo de peroxido organico.

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Reivindicaciones

1. Un proceso para el recocido de una pelmula de encapsulacion de poKmero fotovoltaico, que comprende las etapas de

- producir una pelmula de encapsulacion de poKmero fotovoltaico hecha de una poliolefina funcionalizada del tipo de vinilacetato de etileno mediante extrusion a lo largo de una direccion de extrusion, la pelmula comprende moleculas de polfmero orientadas a lo largo de la direccion de maquina a lo largo de la direccion de extrusion y

- recocer la pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico obtenida de esta forma al cargar la pelmula en la forma de una lamina continua sobre una superficie de respaldo de medios de soporte y en donde un fluido esta comprendido entre la pelmula y la superficie de respaldo y calentar la pelmula mediante calentamiento infrarrojo a una temperatura de relajacion para aumentar la isotropfa de las moleculas de polfmero de tal manera que la pelmula por lo menos se recuece parcialmente, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Rz entre 50 y 120 micras, en donde Rz representa la aspereza de diez puntos del perfil de aspereza 2D determinada de acuerdo con ISO 4287:1997, y en donde la superficie de los medios de soporte tiene una aspereza Ra entre 5 y 50 micras, en donde Ra representa la aspereza aritmetica del perfil de aspereza determinada de acuerdo con ISO 4287:1997.
2. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, en donde la superficie aspera esta hecha de metal.
3. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 2, en donde los medios de soporte comprenden un rodillo con la superficie aspera como la superficie cilmdrica externa y en donde el calentamiento infrarrojo se proporciona por elementos de calentamiento infrarrojo puestos radialmente a lo largo de la superficie externa de la superficie cilmdrica.
4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde la pelmula comprende moleculas funcionales y la temperatura de relajacion esta por debajo de la temperatura de descomposicion termica de las moleculas funcionales.
5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde la temperatura de relajacion por lo menos esta por encima el punto de suavizado vicat.
6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde durante recocido, la pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico, en la forma de una lamina continua, se carga sobre los medios de soporte mediante medios de accionamiento.
7. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 6, en donde la pelmula de encapsulacion de polfmero fotovoltaico se carga sobre los medios de soporte a una velocidad de 8 m/min o mas.
8. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en donde el EVA tiene una concentracion de acetato de vinilo entre 28% y 40%.
9. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en donde la pelmula de polfmero elastica esta soportada en un lecho fluido, en donde el gas tal como aire se utiliza como un fluido para el lecho fluido.
10. Un proceso para ensamblar disposiciones (4) de celda solar en modulos (1) fotovoltaicos al encapsular las disposiciones (4) de celda solar con una pelmula (3) de encapsulacion fotovoltaica, obtenida mediante un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9.