CN103765599A - 具有疏水背面涂层的薄层光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有疏水背面涂层的薄层光伏组件，其至少包含：基板(1)（钠钙玻璃），其中在基板(1)的背面(IV)上布置至少一个疏水涂层(5)（含有烷基硅烷，优选氟化烷基硅烷），在基板(1)的正面(III)上的光伏层结构(2)，和覆盖板(3)，其用至少一个中间层(4)经其背面(II)平面地粘合到基板(1)的正面(III)上。

Description

具有疏水背面涂层的薄层光伏组件
本发明涉及具有疏水背面涂层的薄层光伏组件、其制造方法及其用途。
薄层光伏组件例如在空旷场地或屋顶系统中在高电压下暴露在严重风化下。薄层光伏组件通常含有单片集成的薄层光伏电池，其在光伏组件中的水分存在下腐蚀。
已知的是，由于薄层光伏组件近旁周围物的地电位与光伏层结构之间的不同电位，产生高达1000 V的高电气系统电压。在地电位下的周围物可以例如以薄层光伏组件的接地固定装置或以薄层光伏组件上的具有接地线的导电水膜为代表。高系统电压在组件框架与光伏层结构之间造成高电场强度。由此造成电瞬变或离子从玻璃漂移到光伏电池的薄层中。光伏电池的腐蚀或层离造成性能的长期退化或光伏组件的故障。
为了将电能输入公众供电网，光伏系统需要光伏组件电路和逆变器以将直流电压转换成交流电压。
从DE 10 2007 050 554 A1中获知具有升高的电位以降低长期使用过程中的性能退化的光伏系统。光伏组件电路的正极的电位在逆变器中相对于地电位变化以致不发生从光伏组件向地面的不受控放电。
用于光伏系统的逆变器也是已知的，其经由隔离变压器将光伏组件与对地电位电隔离以防止从光伏系统向地面的不受控放电。但是，这需要昂贵地使用适合光伏组件的具有低电效率的逆变器。
DE 10 2009 044 142 A1公开了在具有导电保护装置的玻璃上的薄层构件。由电场造成的来自玻璃板的离子漂移和/或放电从功能层结构转移到导电保护装置。作为附加电气部件引入导电保护装置使得薄层构件的制造方法更困难。
DE 10 2008 007 640 A1公开了具有光入射面疏水涂层（覆盖板）的光伏组件。这防止光入射面被水分弄湿。降水从覆盖板上滴落并降低降水中带来的污垢粒子的沉积。这旨在降低由覆盖板变脏造成的光伏组件效率变差。
从DE 100 63 739 A1、US 2002/0014090 A1和US 2010/0119774 A1中还获知具有作为光伏组件的面向光入射的覆盖板的疏水涂层的玻璃板。
本发明的目的是提供不依赖于逆变器和附加电气部件的防潮和防止高电场强度的改进的薄层光伏组件。
根据本发明通过根据独立权利要求1的具有疏水背面涂层的薄层光伏组件实现本发明的目的。从从属权利要求中看出优选实施方案。
本发明的具有疏水背面涂层的薄层光伏组件包含下列特征：
- 基板，其中在基板背面上布置至少一个疏水涂层，
- 在基板正面上的光伏层结构，和
- 覆盖板，其用至少一个中间层经其背面平面地粘合到基板正面上。
在本发明中，“正面”是指面向光入射的面。“背面”是指背向光入射的面。
本发明的薄层光伏组件包含在基板构造中的光伏组件。光伏层结构直接沉积到基板上。基板位于该光伏组件的背向光入射的面上。覆盖板面向光入射。光经过覆盖板入射到光伏组件中。
接地组件框架与光伏层结构之间的电场强度决定性地依赖于在其上布置光伏层结构的基板的表面电导率。对在组件框架与光伏层结构之间具有1000 V电位差的光伏试验电池的计算机模拟中已经证实，例如，玻璃基板的表面电导率从8.3 x 10-14 S/m（新玻璃）提高到3.3 x 10-8 S/m（老化玻璃）导致电场强度从630000 V/m到730000 V/m提高了16 %。
当由于降水或由于冷凝大气水分在基板表面上形成连续水膜时，基板的表面电导率特别高。本发明的疏水涂层使水与基板表面的接触角变大。这减轻基板表面被水润湿并特别有利地防止在背向施加的光伏层结构的基板表面上形成完整的水膜。这降低组件框架与光伏层结构之间的电场强度。这降低从光伏系统向地面放电的危险。此外，减少离子从基板漂移到光伏电池的薄层中。特定优点在于降低光伏层结构的腐蚀和因此降低薄层光伏组件在长期使用中的性能退化。本发明的疏水涂层还有利地降低水分渗透到光伏组件中的危险。
该疏水涂层优选含有至少一种有机硅烷。在该情况中，硅原子被至少一个有机基团取代。
在本发明的一个优选实施方案中，该有机基团是烷基。烷基的结构可以是直链、支链或环状的。该烷基优选具有2至21个碳原子，特别优选8至16个碳原子。这对该涂层的疏水性质和施加该涂层时烷基硅烷的反应性特别有利。
该烷基特别优选被卤化，最特别优选被氟化。特别地，该烷基链在远离硅原子的链端上或在支链烷基链的情况中在远离硅原子的链端上包括至少一个全氟化烷基。“全氟化”是指该烷基被氟原子完全取代。这对该涂层的疏水性质和耐化学性特别有利。
或者，该有机基团可含有聚醚基团，优选卤化聚醚基团，特别优选氟化聚醚基团。
该有机基团还可以是不饱和的并含有一个或多个双键和/或三键。该有机基团还可包括芳基。
该疏水涂层还可包括蜡、合成树脂或硅酮，优选卤化，特别优选氟化硅酮。
该疏水涂层还可包括各种有机硅烷、硅酮、蜡和/或合成树脂的混合物。
该疏水涂层可共价或静电键合到基板表面上。
该疏水涂层的层厚度优选为0.5纳米至50纳米，特别优选1纳米至5纳米，最特别优选1.2纳米至4纳米，特别是1.5纳米至3纳米。这对该涂层的疏水性质和机械稳定性特别有利。
可以在基板与疏水涂层之间布置一个或多个附加涂层。
在本发明的一个优选实施方案中，在基板与疏水涂层之间布置针对碱金属离子的扩散阻隔层。这防止碱金属离子，例如钠或钾离子从基板中扩散到基板表面上。碱金属离子沉积到基板表面上会导致基板的表面电导率提高并因此导致组件框架与光伏层结构之间的电场提高。因此，有利地，借助扩散阻隔层实现电场的进一步降低。该扩散阻隔层含有例如至少氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、氮化铝或氧氮化铝。该扩散阻隔层优选至少含有氮化硅。这对该涂层的热和化学稳定性以及该涂层的防止碱金属离子扩散的能力特别有利。氮化硅的高比电阻进一步降低基板的表面电导率。该扩散阻隔层还可含有至少一种金属，例如铝或硼的共混物。
该扩散阻隔层的层厚度优选为3纳米至300纳米，特别优选10纳米至200纳米，最特别优选20纳米至100纳米。用其获得特别好的结果。
覆盖板和基板优选由钢化、部分钢化或非钢化玻璃，特别是浮法玻璃制成。覆盖板特别含有具有高日光透过率的硬化或非硬化的低铁的钠钙玻璃。当基板含有 0.1重量%至20重量%，优选10重量%至16重量%碱金属元素，特别优选Na2O时，本发明特别有利。具有充足强度以及对实施的工艺步骤的惰性行为的其它绝缘材料也可用于基板。覆盖板和基板优选具有1.5毫米至10毫米的厚度。该板的面积可以为100平方厘米至18平方米，优选0.5平方米至3平方米。该薄层光伏组件可以是平坦或曲形的。
该光伏层结构在正面电极层与背面电极层之间包含至少一个光伏活性吸收剂层。背面电极层布置在基板与吸收剂层之间。
该光伏活性吸收剂层包括至少一个p-导电半导体层。在本发明的一个有利的实施方案中，该p-导电半导体层含有非晶的、微晶（mikromorph）的或多晶的硅、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）、有机半导体或p-导电黄铜矿半导体，如铜-铟-硫/硒（CIS）族的化合物例如二硒化铜铟（CuInSe2），或铜-铟-镓-硫/硒（CIGS）族的化合物例如Cu(InGa)(SSe)2。该吸收剂层可以被金属，优选钠掺杂。该光伏活性吸收剂层优选具有500纳米至5微米，特别优选1微米至3微米的层厚度。
在本发明的一个有利的实施方案中，背面电极层含有至少一种金属，优选钼、钛、钨、镍、钛、铬和/或钽。背面电极层优选具有300纳米至600纳米的层厚度。背面电极层可包含不同单层的叠层。该叠层优选含有例如由氮化硅制成的扩散阻隔层以防止例如钠从基板扩散到光伏活性吸收剂层中。
正面电极层在半导体层敏感的光谱范围中透明。在本发明的一个有利的实施方案中，正面电极层含有n-导电半导体，优选铝掺杂的氧化锌或氧化铟锡。正面电极层优选具有500纳米至2微米的层厚度。
电极层还可含有银、金、铜、镍、铬、钨、氧化锡、二氧化硅、氮化硅和/或它们的组合以及混合物。
可以在正面电极层与吸收剂层之间布置缓冲层。该缓冲层可实现吸收剂材料与正面电极层之间的电子适配。该缓冲层含有例如镉-硫化合物和/或固有的氧化锌。该缓冲层优选具有1纳米至50纳米，特别优选5纳米至30纳米的层厚度。
该光伏层结构优选是单片集成的电串联电路。将该光伏层结构分成独立的光伏活性区，所谓的“太阳能电池”，它们经由背面电极层的区域互相串联。
光伏层结构优选在基板边缘上以优选5毫米至20毫米，特别优选10毫米至15毫米的宽度环绕着去涂层（entschichten），以在边缘上防止水分进入或被固定元件遮蔽。
背面电极层的周缘区域优选未被光伏活性吸收剂层涂布。未被吸收剂层涂布的背面电极层的边缘区域的宽度优选为5毫米至30毫米，例如大约15毫米。这种区域优选用于使背面电极层与例如箔导体电接触。
覆盖板用至少一个中间层经其背面平面地粘合到基板正面上。由于在基板正面上大面积地布置光伏层结构，基板与中间层之间的粘合大面积地经由光伏层结构进行。该中间层优选含有热塑性塑料，如聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和/或乙烯乙酸乙烯酯（EVA）或它们的多个层，优选具有0.3毫米至0.9毫米的厚度。该中间层还可含有聚氨酯（PU）、聚丙烯（PP）、聚丙烯酸酯、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、注塑树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯丙烯、聚氟乙烯、乙烯四氟乙烯、它们的共聚物和/或混合物。
在本发明的一个有利的实施方案中，在薄层光伏组件上，优选在覆盖板和基板的外缘上施加导电固定装置。
在本发明的另一有利的实施方案中，该导电固定装置在覆盖板和基板的外缘上至少部分包围该薄层光伏组件。该导电固定装置优选被设计为沿薄层光伏组件外缘的环绕框架。
但是，该导电固定装置还可优选作为不连续框架、环绕框架或护片提供。例如通过固定元件的螺丝接合、夹紧和/或胶合将薄层光伏组件固定在例如支架上。固定装置的电位通常相当于参考系统的地电位，优选为地面的电位。
通过制造具有疏水背面涂层的薄层光伏组件的方法进一步实现本发明的目的，其中至少
a) 在基板正面上施加光伏层结构，
b) 基板正面在热、真空和/或压力的作用下经由中间层粘合到覆盖板背面，和
c) 在基板背面上施加疏水涂层。
在覆盖板、基板和光伏层结构粘合形成光伏组件后根据本发明施加疏水涂层。由此，可以有利地避免尤其由光伏组件制造过程中的热和/或机械载荷造成的疏水涂层损伤。
优选以溶液形式在基板背面上施加疏水涂层。该溶液优选含有至少一种有机硅烷。该溶液中的有机硅烷浓度优选为0.05重量%至5重量%，特别优选1重量%至3重量%。这特别有利于形成均匀涂层。
该有机硅烷优选具有化学通式：
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE001
X是羟基或可水解官能团，优选烷氧基，特别优选甲氧基或乙氧基，或卤素原子，特别优选氯原子。在本发明的方法中，任何可水解官能团可以与水反应而脱除H-X以形成羟基。有机硅烷可通过该羟基与基板表面上的反应性基团，优选羟基反应而脱除水并由此在基板上形成共价键。或者，该有机硅烷可以在没有预先水解的情况下与基板表面上的羟基反应而脱除H-X。
p是0至2的整数，优选p = 0。这对有机硅烷与基板的粘合稳定性特别有利。
在本发明的一个有利的实施方案中，该有机硅烷至少是烷基硅烷。R可以是直链烷基。该烷基硅烷具有化学通式：
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE002
Q是整数，优选1至20，特别优选7至15。这对该涂层的疏水性质和烷基硅烷的反应性特别有利。
或者，R可含有支链烷基、环烷基、烯基、炔基或芳基。
在本发明的另一有利的实施方案中，该有机硅烷是至少一种卤化的，优选氟化的烷基硅烷。特别优选地，R在远离硅原子的链端上含有至少一个全氟化烷基。借助氟原子实现该涂层的尤其有利的疏水性质和耐化学性。此外，该涂层还疏油。该氟化烷基硅烷优选具有化学通式：
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE003
n是整数，优选1至5。m是整数，优选0至15。特别优选地，m是n的至少两倍大。这对该涂层的疏水性质和耐化学性以及氟化烷基硅烷的反应性特别有利。
在本发明的另一有利的实施方案中，R含有聚醚基团，优选卤化的，特别优选氟化的聚醚基团。聚醚硅烷优选具有化学通式：
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE004
或
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE005
  。
氟化聚醚硅烷优选具有化学通式：
Figure 2012800424614100002DEST_PATH_IMAGE006
或
r是整数，优选1至3，特别优选r=1。s是整数，优选2至30。由此获得特别好的结果。
或者，疏水涂层溶液可含有蜡、合成树脂或硅酮，优选卤化的，特别优选氟化的硅酮。
疏水涂层溶液可含有不同有机硅烷、硅酮、蜡和/或合成树脂的混合物。
R’优选是烷基或氢。
溶剂优选含有至少一种醇，例如乙醇或异丙醇。溶剂特别优选含有至少一种醇和水的混合物。水用于有机硅烷的可水解基团的水解。这对疏水涂层在基板表面上的粘合稳定性和速度特别有利。溶剂中的水含量优选为3体积%至20体积%。这对有机硅烷通过水解的有效活化和避免有机硅烷的均聚反应特别有利。
在本发明的一个有利的实施方案中，该溶液还含有催化剂。催化剂加速有机硅烷的可水解基团的水解。催化剂优选含有布朗斯台德酸，例如盐酸或乙酸，或布朗斯台德碱，例如氢氧化钠。该溶液优选含有 0.005重量%至20重量%，特别优选5重量%至15重量%催化剂。由此获得特别好的结果。
该溶液可例如通过喷涂或刷涂施加。或者，可以将基板浸在该溶液中。施加该溶液时的基板温度优选为20℃至300℃。这对疏水涂层与基板的粘合速度以及避免对疏水涂层组分的热损伤特别有利。也可以在施加该溶液后将基板加热至20℃至300℃的温度。
在本发明的一个有利的实施方案中，在施加该疏水涂层之前在基板背面上施加增粘剂。增粘剂优选含有至少一种硅烷，其中硅原子被至少两个羟基和/或可水解基团，例如烷氧基或卤素原子取代。硅原子特别优选被四个羟基和/或可水解基团取代。这种硅烷可以经由羟基或可水解基团一方面结合到基板表面上而另一方面结合到疏水涂层上，特别是通过共价化学键合结合。特定优点在于疏水涂层与基板的耐久稳定的粘合。增粘剂优选在溶剂中施加，例如通过喷涂、刷涂或将基板浸在溶液中。该溶液优选含有0.001重量%至5重量%的增粘剂。由此获得特别好的结果。
在本发明的另一有利的实施方案中，在施加该疏水涂层之前在基板背面上施加针对碱金属离子的扩散阻隔层。可以在施加光伏层结构之前或之后在基板正面上施加该扩散阻隔层。可以在覆盖板与基板粘合之前或之后施加该扩散阻隔层。
该扩散阻隔层含有例如氧氮化硅、氧化硅、氮化铝、氧氮化铝，优选氮化硅。通过例如阴极溅射在基板上施加扩散阻隔层。
优选通过阴极溅射、气化渗镀或化学气相沉积（CVD）在表面上施加光伏层结构的各层。
在本发明的一个优选实施方案中，将该光伏层结构分成独立的光伏活性区，所谓的“太阳能电池”。在它们施加后使用合适的结构化技术（如激光记录和机械加工，例如通过切削或划痕）将层结构切成单层或单组层而实现该分割。
在一个优选实施方案中，将基板的边缘区域去涂层。例如借助激光烧蚀、等离子体蚀刻或机械方法实现边缘区域的去涂层。或者，可以使用掩蔽技术。
优选地，在基板上施加层结构之后和在覆盖板与基板粘合之前，将背面和/或正面电极层用于电接触而导电连接到例如箔导体。例如通过焊接、粘合、软焊、夹紧或用导电粘合剂胶合实现导电连接。也可以经由总导体（Sammelleiter）实现箔导体与背面和/或正面电极层的连接。
为了将覆盖板和基板连接到中间层，可以使用本领域技术人员熟悉的方法，可以预先制造和不预先制造预复合件。例如，可以在大约10巴至15巴的升高的压力和130℃至145℃的温度下经大约2小时进行所谓的压热器法。本身已知的真空袋法或真空环法例如在大约200毫巴和130℃至145℃下操作。
优选地，可以在压延机中在至少一对辊之间与中间层一起压制覆盖板和基板以形成本发明的光伏组件。这种类型的设备已知用于制造复合玻璃窗并通常在压制单元上游具有至少一个加热隧道。压制程序过程中的温度为例如40℃至150℃。压延机法和压热器法的组合经证实在实践中特别有价值。
或者，真空层压机用于制造本发明的光伏组件。这些由一个或多个可加热和可抽空的室构成，其中可以在0.01毫巴至800毫巴的减压和80℃至170℃的温度下在例如大约60分钟内层压覆盖板和基板。
该薄层光伏组件优选用在具有至少-100 V，特别优选至少-600 V的与地面的负电位的光伏组件串联电路中。
本发明还包括在背向光入射的薄层光伏组件表面上的疏水涂层用于避免形成连续水膜和因此用于降低表面电导率的用途。
参照附图和示例性实施方案详细解释本发明。附图是示意图并且不是完全按比例的。附图无论如何不限制本发明。它们描绘了：
图1     本发明的具有疏水背面涂层的薄层光伏组件的横截面，
图2     本发明的具有疏水背面涂层的薄层光伏组件的另一实施方案的横截面，和
图3     本发明的方法的详细流程图。
图1描绘本发明的具有疏水背面涂层5的薄层光伏组件的横截面。该薄层光伏组件包含由氧化钠含量为12重量%的钠钙玻璃制成的电绝缘基板1。在基板1的正面(III)上施加光伏层结构2。
光伏层结构2包含布置在基板1的正面(III)上的含有钼并具有大约300纳米层厚度的背面电极层10。光伏层结构2进一步含有光伏活性吸收剂层11，其含有钠掺杂的Cu(InGa)(SSe)2并具有大约2微米的层厚度。光伏层结构2进一步含有正面电极层12，其含有铝掺杂的氧化锌（AZO）并具有大约1微米的层厚度。在正面电极层12与吸收剂层11之间沉积缓冲层13，其含有硫化镉（CdS）单层和固有氧化锌（i-ZnO）单层。使用本身已知用于制造薄层光伏组件的方法将光伏层结构2分成独立的光伏活性区，所谓的“太阳能电池”，它们经由背面电极层10的区域互相串联。光伏层结构2在基板1的边缘区域中以15毫米的宽度机械摩擦去涂层。
基板1和光伏层结构2经由中间层4粘合到覆盖板3的背面(II)。覆盖板3对日光透明并含有低铁含量的硬化超白玻璃。覆盖板3的正面(I)面向光入射。覆盖板3具有1.6 m x 0.7 m的面积。中间层4含有聚乙烯醇缩丁醛（PVB）并具有0.76毫米的层厚度。通过铝框作为导电固定框6框住薄层光伏组件的外缘。在基板1和覆盖板3的表面上以5毫米深度实现固定框6的夹紧。
在背向光伏层结构2的基板1的背面(IV)上施加疏水涂层5。疏水涂层5覆盖基板1的背面(IV)没有被导电固定框6覆盖的整个区域。疏水涂层5含有作为F3C(CF2)7(CH2)2SiCl3施加到基板1上的氟化烷基硅烷。疏水涂层5具有1.5纳米的层厚度。疏水涂层5用增粘剂9粘合到基板1的表面(IV)。增粘剂9作为化学式Si(OCH3)4的烷氧基硅烷施加到基板1上。
疏水涂层5使水相对于基板1的表面(IV)的接触角变大。这减轻基板1的表面(IV)被水润湿（由于降水或由于冷凝大气水分）并特别防止在基板1的表面(IV)上形成连续水膜。由此降低基板1的表面电导率。基板1的较低表面电导率造成导电固定框6与光伏层结构2之间的较低电场强度。可由此减少碱金属离子从基板1迁移到光伏层结构2中（这由电场造成）。这有利地降低光伏层结构2的腐蚀。此外，疏水涂层2降低水分侵入薄层光伏组件中的危险。
图2描绘本发明的具有疏水背面涂层5的薄层光伏组件的另一实施方案的横截面。在疏水背面涂层5与基板1的背面(IV)之间布置针对碱金属离子的扩散阻隔层7。扩散阻隔层7含有氮化硅并具有50纳米的层厚度。扩散阻隔层7防止碱金属离子从基板1扩散到基板1的表面(IV)中。这防止碱金属离子沉积在基板1的表面(IV)上并进一步降低基板1的表面电导率。
图3举例描绘本发明的制造具有疏水背面涂层5的薄层光伏组件的方法。
实施例1
用基板1、光伏层结构2、覆盖板3、中间层4、导电固定框6和疏水涂层5制造薄层光伏组件的试样。基板1和覆盖板3由钠钙玻璃制成并具有30厘米的长度和宽度和2.9毫米的厚度。光伏层结构2接连包括背面电极层10、光伏活性吸收剂层11、缓冲层13和正面电极层12。背面电极层10含有钼并具有300纳米层厚度。光伏活性吸收剂层11含有钠掺杂的Cu(InGa)(SSe)2并具有2微米的层厚度。缓冲层13含有硫化镉（CdS）并具有大约20纳米的厚度。正面电极层12含有铝掺杂的氧化锌（AZO）并具有1微米的层厚度。光伏层结构2在具有15毫米宽度的基板1的边缘区域中去涂层并具有27厘米的长度和宽度。光伏层结构2不分成独立的光伏活性区并因此形成单块太阳能电池。光伏层结构2经由背面电极层10粘合到基板1的正面(III)。覆盖板3的背面(II)经由中间层4粘合到基板1的正面(III)。中间层4含有聚乙烯醇缩丁醛（PVB）并具有0.76毫米的层厚度。通过铝制导电固定框6框住薄层光伏组件的外缘。
在基板1的背面(IV)上施加疏水涂层5。疏水涂层5的组成和层厚度列在表1中。在施加疏水涂层5之前，在基板1的背面(IV)上施加含有烷氧基硅烷Si(OCH3)4的增粘剂9。
对光伏层结构2施加-1000 V的相对于接地导电固定框6的电位。由于疏水涂层5，不会由于试验电池中的水分冷凝而在基板1的背面(IV)上形成连续水膜。
在220小时的试验期后观察到光伏层结构2开始明显腐蚀。在500小时的试验期后，观察到光伏层结构2在其面积的大约25%上腐蚀或层离。结果列在表2中。
实施例2
实施例2与实施例1相同地进行。此外，在基板1与疏水涂层5之间施加针对碱金属离子的扩散阻隔层7。疏水涂层5和扩散阻隔层7的组成和层厚度列在表1中。借助扩散阻隔层7，可以降低在薄层光伏组件制造过程中在基板1的背面(IV)上的碱金属离子沉积。因此可以进一步降低基板1的表面电导率。
与实施例1相比，可以观察到光伏层结构2的更晚的腐蚀开始。在500小时试验期后，较小比例的光伏层结构2腐蚀或层离。结果列在表2中。
对比例
对比例与实施例1相同地进行。不同于实施例1，在基板1的背面(IV)上不施加疏水涂层5。这不可能防止由于试验电池中的冷凝水分而在基板1的背面(IV)上形成连续水膜。因此，基板1的表面电导率高于本发明的实施例。
与本发明的实施例相比，在对比例中，可以观察到光伏层结构2的更早的腐蚀开始。在500小时试验期后，较大比例的光伏层结构2腐蚀或层离。结果列在表2中。
表1
表2
  腐蚀/层离的开始 在500小时后光伏层结构2的面积的腐蚀/层离比例
实施例1 220 h 25 %
实施例2 400 h 10 %
对比例 100 h 45 %
经证实，根据本发明的具有疏水背面涂层5并优选具有扩散阻隔层7的薄层光伏组件具有比已知薄层光伏组件更好的抗腐蚀稳定性。
结果对本领域技术人员而言是出乎意料和令人惊讶的。
标号列表
(1)      基板
(2)      光伏层结构
(3)      覆盖板
(4)      中间层
(5)      疏水涂层
(6)      导电固定装置
(7)      扩散阻隔层
(9)      增粘剂
(10)    背面电极层
(11)     吸收剂层
(12)     正面电极层
(13)    缓冲层
I    覆盖板3的正面
II   覆盖板3的背面
III  基板1的正面
IV  基板1的背面

Claims (15)

1.具有疏水背面涂层的薄层光伏组件，其至少包含：
- 基板(1)，其中在基板(1)的背面(IV)上布置至少一个疏水涂层(5)，
- 在基板(1)的正面(III)上的光伏层结构(2)，和
- 覆盖板(3)，其用至少一个中间层(4)经其背面(II)平面地粘合到基板(1)的正面(III)上。
2.根据权利要求1的薄层光伏组件，其中所述疏水涂层(5)含有至少一种烷基硅烷，优选氟化烷基硅烷。
3.根据权利要求1或2的薄层光伏组件，其中所述疏水涂层(5)具有0.5纳米至50纳米，优选1纳米至5纳米的层厚度。
4.根据权利要求1至3之一的薄层光伏组件，其中在所述疏水涂层(5)与基板(1)之间布置针对碱金属离子的扩散阻隔层(7)。
5.根据权利要求4的薄层光伏组件，其中所述扩散阻隔层(7)至少含有氮化硅、氧氮化硅、氧化硅、氮化铝和/或氧氮化铝并具有优选3纳米至300纳米，特别优选10纳米至200纳米，最特别优选20纳米至100纳米的层厚度。
6.根据权利要求1至5之一的薄层光伏组件，其中所述基板至少含有钠钙玻璃，优选具有1.5毫米至10毫米的厚度，且碱金属元素的比例优选为0.1重量%至20重量%，特别优选10重量%至16重量%。
7.根据权利要求1至6之一的薄层光伏组件，其中所述光伏层结构(2)在正面电极层(12)和背面电极层(10)之间具有至少一个光伏活性吸收剂层(11)，且背面电极层(10)含有至少一种金属，优选钼、氮化钛化合物或氮化钽化合物，且正面电极层(12)含有至少一种n-导电半导体，优选铝掺杂的氧化锌或氧化铟锡，光伏活性吸收剂层(11)至少含有非晶的、微晶的或多晶的硅、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）或铜-铟(镓)-硫/硒（CI(G)S）。
8.制造具有疏水背面涂层的薄层光伏组件的方法，其中至少
(a) 在基板(1)的正面(III)上施加光伏层结构(2)，
(b) 基板(1)的正面(III)在热、真空和/或压力的作用下经由中间层(4)粘合到覆盖板(3)的背面(II)，和
(c) 在基板(1)的背面(IV)上施加疏水涂层(5)。
9.根据权利要求8的方法，其中在工艺步骤(c)中由至少含有0.05重量%至5重量%的在硅原子上具有一个、两个或三个可水解取代基，优选烷氧基或卤素原子的烷基硅烷，优选氟化烷基硅烷和溶剂的溶液施加所述疏水涂层(5)。
10.根据权利要求9的方法，其中所述溶剂至少含有醇和水的混合物，且所述溶剂混合物中的水含量为3体积%至20体积%。
11.根据权利要求9或10的方法，其中所述溶液含有 0.005重量%至20重量%的布朗斯台德酸或布朗斯台德碱作为催化剂。
12.根据权利要求8至11之一的方法，其中在工艺步骤(c)之前，在基板(1)的背面(IV)上施加增粘剂(9)，且增粘剂(9)优选至少含有四羟基硅烷、四烷氧基硅烷和/或四卤代硅烷。
13.根据权利要求8至12之一的方法，其中在工艺步骤(a)之前或在工艺步骤(b)之前或在工艺步骤(c)之前，在基板(1)的背面(IV)上施加扩散阻隔层(7)。
14.具有至少-100 V，优选至少-600 V的与地面的负电位的根据权利要求1至7之一的薄层光伏组件的用途。
15.根据权利要求1至7之一的在背向光入射的薄层光伏组件表面上的疏水涂层的用途。
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