CN103999233A - 改进的挠性低模量光伏建筑覆层部件 - Google Patents

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杨冠豪
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Abstract

本发明涉及一种改进的光伏建筑覆层部件(“PV器件”)，更具体地涉及一种挠性低模量光伏建筑覆层部件，所述部件包括：挠性光伏电池组件，主体部分，所述主体部分由主体材料组成并且连接至所述光伏电池组件的外围边缘段，其中所述主体部分在至少95％的沿外围边缘段的点上1cm内具有至少35mm2的横截面积；其中所述主体材料包含在-40至85℃之间的温度具有5至200MPa的模量的组合物，所述组合物具有低于100x10-6/℃的热膨胀系数(CTE)，并且所述主体部分展现小于15mm的翘曲值。

Description

改进的挠性低模量光伏建筑覆层部件
本发明以在由能源部授予的合同DE-FC36-07G01754下的美国政府资助做出。美国政府在本发明中具有特定的权益。
发明领域
本发明涉及改进的光伏器件(“PVD”或“PV器件”)，更具体地涉及具有多层光伏电池组件和在界面区域连接的主体部分的改进的挠性光伏器件(建筑覆层部件)。
背景
改进PV器件，特别是集成至建筑结构(例如屋顶瓦片或外墙覆盖物)的那些器件以成功地使用的努力应当该满足一定数目的标准。PV器件应当是耐久的(例如长期持久、密封以抗湿气和其他环境条件)和被保护不受机械损坏持续所需的产品寿命，优选至少10年，更优选至少25年。器件应当容易地安装(例如类似于传统的屋顶瓦片或外墙覆盖物安装)或替换(例如如果损坏)。可以适宜的是与有助于满足所需的耐久性需要如没有将削弱性能和/或美观的变形(翘曲)的设计特征一起选择材料和组件。
为了使这整个包装物适合于客户，并且在市场中获得广泛的认可，该系统应当对于建造和安装是便宜的。这可以有助于促进更低的能量产生成本，使得PV技术相对于其他发电方式更加有竞争力。
用于PV器件的现有技术系统可以允许将器件直接安装至建筑结构或者它们可以将器件固定至建筑外部(例如屋顶板或外覆板)上方的板条、沟槽或“轨道”(“支脚”)。这些系统可以是复杂的，典型地不像传统的覆板材料(例如屋顶瓦片或壁板)那样安装并且，作为结果，对于安装可能是昂贵的。同样，它们可能不是在视觉上吸引人的，因为它们看起来与传统的建筑材料不同。每2-4英尺可能需要安装PV器件的“支脚”。因此，安装成本可以与制品的成本一样高或更高。它们还可能遭遇与环境条件相关的问题如翘曲、褪色和其物理性质的劣化。
在文献中，可能与本技术相关的包括以下专利文献：WO2020151803A1；US20100101627A1；WO2008137966A2；WO2007123927A2；和US631028181，其全部为了所有目的通过引用结合在此。
发明概述
本发明涉及针对在上面的段落中描述的至少一个或多个问题的PV器件。
因此，按照本发明的一个方面，考虑到一种制品，所述制品包括：挠性低模量光伏建筑覆层部件，所述部件包括：挠性光伏电池组件；主体部分，所述主体部分由主体材料组成并且连接至光伏电池组件的外围边缘段，其中主体部分在至少95％的沿外围边缘段的点上1cm内具有至少35mm2的横截面积；其中主体材料包括在-40至85℃的温度之间具有5至200MPa的模量的组合物，所述组合物具有低于100x10-6/℃的热膨胀系数(CTE)，并且所述主体部分展现小于15mm的翘曲值。
本发明的特征还在于本文所公开的特征的一个或任意组合，如挠性光伏电池组件具有电池高度和主体部分具有主体高度，其中电池高度与主体高度的比例为至少0.3；一个或多个增强零件设置在主体部分上与光伏电池组件相邻的区域中；一个或多个增强零件包括加强筋；加强筋具有至少3.8的横向间隔与加强筋高度的比例；加强筋具有小于30.0mm的横向间隔；加强筋具有每边约1至4度的加强筋斜度；光伏电池组件具有15KPa至20KPa之间的模量；主体材料的模量高于40MPa并且至多200MPa，热膨胀系数(CTE)为10x10-6/℃至30x10-6/℃；主体材料的模量为5和40MPa之间并且热膨胀系数(CTE)为50X10-6/℃至约100x10-6/℃之间；当模量高于40MPa并且至多200MPa时主体材料组合物的CTE范围通过下式确定：CTE＝a+(b+c×翘曲)1/2并且将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值，并且对于每个相应的值求解CTE并且包括多个常数：a、b和c，此外其中常数a在-106.0至118.0的值的范围内，常数b在-18550至18585的值的范围内，并且常数c在144.5至966.0的值的范围内；并且当模量高于5MPa并且至多40MPa时主体材料组合物的CTE范围通过下式确定：CTE＝a×翘曲+b×E+c并且将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值并且对于每个相应的值求解CTE并且包括多个常数：a、b、c和E，此外其中常数a在约9.75至10.75的值的范围内，常数b在1.25至2.5的值的范围内，常数c在44.5至83.25的值的范围内，并且常数E在10.5至32.0的值的范围内。公式给出N x 10-6/℃的CTE，其中N是变量。
应当明白的是以上参考方面和实例是非限制性的，因为在本发明内还存在其他情况，如本文所显示和描述的。
附图简述
图1示例本发明的一种光伏器件。
图1A显示当设置在结构体上时展现翘曲的本发明的器件。
图2A示例多层光伏器件的一个分解图。
图2B示例多层光伏器件的另一个分解图。
图3显示可用于光伏器件的不同层的示例材料。
图4显示可用于将相邻的光伏结构体连接在一起的一种连接器。
图5显示光伏器件的适合于放置在结构体上的那一侧和结构体的数个剖视图，5A至5D。
图6显示可用于在光伏器件上进行弯曲测试的一种系统。
优选实施方案详述
本发明涉及如图1中所示的改进的光伏器件10(在下文中“PV器件”)，通常可以描述为当经受太阳光(例如日光)辐射时发挥提供电能的功能的多个部件的组件或部件组件。本公开的特别感兴趣的以及主要焦点是至少包括连接至主体部分200的多层光伏电池组件100(在下文“MPCA”)的改进的PV器件10。在一个优选的实施方案中，PV器件通过取得MPCA(以及潜在地其他部件和组件如连接器部件)并在在MPCA的至少部分周围形成(例如经由注射模塑)主体部分形成。所考虑到的是部件和部件组件之间的关系(例如至少几何性质和材料性质)在解决一个或多个在上面的背景节中讨论的问题如翘曲中是出乎意料地重要的。翘曲“W”可以定义为器件10的任意部分的升起(从应该是平坦的部分)，例如图1A中所示，特别是当安装在结构体上时。翘曲作为建筑结构的表面与适合于平放在建筑结构上的光伏器件而未放置在建筑结构上的部分之间的距离以毫米测量。所考虑到的是，在器件中可以接受的翘曲的最大量小于约20mm，更优选小于约15mm并且最优选小于约10或5mm，其中最终无翘曲将是理想的。特别感兴趣的是采用PV器件10用于通常作为建筑集成光伏器件或BIPV已知的情况。部件和部件组件的每一个和它们的关系在下面的段落中更详细并且具体地公开。
多层光伏电池组件(MPCA)100
所考虑到的是，MPCA100(也称为挠性光伏电池组件)可以是多个层和部件/组件的集合体(compilation)，例如通过引用结合在此的当前待决的国际专利申请号PCT/US09/042496中所公开的。MPCA至少含有顶部阻挡层122和光伏电池层110(通常位于阻挡层122的外围边缘内侧)。所考虑到的是MPCA100还可以含有其他层，如密封剂层和其他保护层。示例实例在图中示出并且在下面讨论。示例MPCA100的分解图在图2A和2B中示出。
功能上，这些密封剂层和其他保护层可以包括许多各自用于保护MCPA100和/或将其连接在一起的不同的层。每个优选的层在下面更详细描述，从“顶部”(例如最多暴露至元件的层)移动至“底部”(例如最接近地接近建筑或结构体的层)。通常每个优选的层或片可以是单个层或者其自身可以包含子层。优选的是MCPA100是挠性的。对于本公开的术语，优选的是“挠性”可以定义为意指MCPA100并且最终PV器件10是比它所连接的基板(例如建筑结构)更加挠性的或更低刚性的。更优选的是“挠性”可以定义为MCPA100并且最终地PV器件10可以围绕约1米直径圆柱体弯曲而不降低性能或临界损坏。再更优选的是挠性器件10在100Kg的负载下采用约560mm的支撑体跨度SS将经历大于50mm(～2英寸)的挠曲，而不在性能上降低，例如如采用图6中所示的仪器的三点弯曲测试示出的。所显示的是设置在支撑体603上的多层光伏电池组件100。支撑体跨度55是支撑体603之间的距离。还显示的是侧力仪601和中央负载板602。
如附图中所示，MCPA具有高度(HBL)和宽度(LBL)，这些分别可以小至10cm并且高达100cm以上，虽然通常小于主体200的宽度/长度。
顶部阻挡层122
顶部阻挡层122可以发挥通常作为用于MPCA100的环境遮板的功能，并且更具体地作为用于光伏电池层110的至少一部分的环境遮板。顶部阻挡层122优选由允许光能穿过至光伏电池层110的光活性部分的透明或半透明材料构成。该材料应当是挠性的(例如薄聚合膜或多层膜)，从而允许MPCA容易地弯曲而不损坏。该材料的特征还可以在于耐湿/粒子渗透或积累。顶部阻挡层122还可以发挥过滤特定波长的光以使得优选的波长可以容易地达到光伏电池的功能。在一个优选的实施方案中，顶部阻挡层122材料将也在约70um至约700um的厚度的范围内。其他物理特征，至少在一层膜或多层膜的情况下，可以包括：大于20MPa的抗拉强度(如通过JIS K7127测量)；1％以上的拉伸伸长率(如通过JIS K7127测量)；和/或0.05％以下的水吸收率(23℃，24小时)(如按ASTM D570测量)；和/或约10X10-6/℃至高达350X10-6/℃的热膨胀系数(“CTE”)和至少约85％，优选约至少87％，更优选至少约90％的可见光透射率。在一个优选的实施方案中，顶部阻挡层122，如图3中所示，可以由许多层组成。在该优选的实施方案中，所述层包括氟聚合物、粘合层(例如，使用与下面的密封剂层相同的材料)，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/AlOx，其具有一个或多个平面化层顶层，如可商购的TechniMet FG300。
第一密封剂层124
在一个实例中，第一密封剂层124可以设置在顶部阻挡层122下方并且通常在光伏电池层110上方。所考虑到的是，第一密封剂层124可以作为连接机构，帮助将相邻的层保持在一起。还应当允许所需量和类型的光能的透射，以达到光伏电池110。第一密封剂层124还可以发挥补偿相邻的层的几何机构上的不规则性或通过那些层转化(例如厚度改变)的功能。它还可以用来允许层之间归因于温度变化和物理移动和弯曲的挠曲和移动。在一个优选的实施方案中，第一密封剂层124可以基本上由粘合剂膜或网，优选EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)，热塑性聚烯烃或相似的材料组成。该层的优选厚度在约0.1mm至1.0mm，更优选约0.2mm至0.8mm，并且最优选约0.25mm至0.5mm的范围内。
光伏电池层110
在本发明中考虑到的光伏电池层110可以由任意数目的已知的可商购的光伏电池构成，或者可以选自一些未来开发的光伏电池。这些电池发挥将光能转化为电能的功能。光伏电池的光活性部分是将光能转化为电能的材料。可以使用已知提供该功能的任意材料，包括无定形硅、CdTe、GaAs、染料敏化的太阳能电池(通常所说的Gratezel电池)、有机/聚合物太阳能电池或将日光经由光电效应转化为电的任意其他材料。然而，光活性层优选为下列各项的层：IB-IIIA-硫属化物，如IB-IIIA-硒化物、IB-IIIA-硫化物或IB-IIIA-硒化硫化物。更具体的实例包括硒化铜铟、硒化铜铟镓、硒化铜镓、硫化铜钢、硫化铜钢镓、硒化铜镓、硫硒化铜钢、硫化硒化铜镓以及硫化硒化铜铟镓(在本文其全部称为CIGSS)。这些还可以由式CuIn(1-x)GaxSe(2-y)Sy表示，其中x为0至1并且y为0至2。硒化铜铟和硒化铜铟镓是优选的。在本文还考虑到如本领域中已知可以在基于CIGSS的电池中使用的另外电活性层如下列中一个或多个：发射体(缓冲)层、导电层(例如透明导电层)等。这些电池可以是挠性的或刚性的，并且具有各种形状和尺寸，但通常为易碎的并且经受环境劣化。在一个优选的实施方案中，光伏电池组件110是可以弯曲而没有显著破裂和/或没有功能性显著损失的电池。示例光伏电池教导并描述于许多美国专利和公开中，其包括US3767471、US4465575、US20050011550A1、EP841706A2、US20070256734al、EP1032051A2、JP2216874、JP2143468和JP10189924a，用于所有目的通过引用结合在此。
光伏电池层110，例如如图2B中所示，还可以包括电路，如电连接至电池的一根或多根母线111，一个或多个连接器组件部件300，并且通常从PV器件10的一侧运行至另一侧。该区域可以作为母线区域311已知。第二密封剂层126
在密封剂层的另一个实例中，第二密封剂层126通常连接性地(connectively)位于光伏电池层110下方，虽然在一些情况下，它可以直接接触顶层122和/或第一密封剂层124。所考虑到的是第二密封剂层126可以发挥与第一密封剂层相似的功能，虽然不一定需要传输电磁辐射或光能。
背板128
在保护层的一个实例中，可以存在连接性地位于第二密封剂层126下方的背板128。背板128可以充当环境保护层(例如从上面的层排除湿气和/或颗粒物)。它优选由挠性材料(例如薄聚合膜、金属箔、多层膜或橡胶片)构成。在一个优选的实施方案中，背板128材料可以是不能渗透湿气的，并且还在约0.05mm至10.0mm，更优选约0.1mm至4.0mm，并且最优选约0.2mm至0.8mm的厚度的范围内。其他物理特征可以包括：约20％以上的断裂伸长率(如通过ASTM D882测量)；约25MPa以上的抗拉强度(如通过ASTM D882测量)；和约70kN/m以上的抗撕强度(如用Graves方法测量)。优选的材料的实例包括铝箔和(DuPont的商标)或它们的组合。另一种优选的材料是来自Madico(Woburn，MA)的Protekt TFB。
补充阻挡片130
在保护层的另一个实例中，可以存在补充阻挡片130，其可连接性地位于背板128下方。补充阻挡片130可以充当阻挡物，保护上面的层不受可以由结构的任意特征(例如，屋顶板的不规则性，凸出物等)导致的在其上的PV器件10经历的环境条件和物理损坏影响。所考虑到的是，这是任选的层并且可以不需要。还考虑到的是，该层可以充当与主体部分200相同的功能。在一个优选的实施方案中，补充阻挡片130材料可以是至少部分地湿气不可渗透的并且也在约0.25mm至10.0mm，更优选约0.5mm至2.0mm，并且最优选0.8mm至1.2mm的厚度的范围内。优选的是该层展现约20％以上的断裂伸长率(如通过ASTM D882测量)；约10MPa以上的抗拉强度(如通过ASTM D882测量)；和约35kN/m以上的抗撕强度(如用Graves方法测量)。优选的材料的实例包括热塑性聚烯烃(“TPO”)、热塑性弹性体、烯烃嵌段共聚物(“OBC”)、天然橡胶、合成橡胶、聚氯乙烯和其他弹性和塑性材料。另一方面，保护层可以由更刚性的材料组成，以便提供在结构和环境(例如风)负载下另外的屋顶功能。另外的刚性也可以是适宜的，以便提高PV器件10的热膨胀系数并保持温度波动过程中所需的尺寸。用于结构性质的保护层材料的实例包括聚合材料如聚烯烃、聚酯酰胺、聚砜、缩醛、丙烯酸类、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、酚类、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环氧树脂，包括玻璃和矿物填充复合材料，或它们的任意组合。
上面描述的层可以以许多组合构造或层叠，但优选的是顶部阻挡层122是顶层。另外，所考虑到的是这些层可以经由任意数目的方法整体地结合在一起，所述方法包括但是不限于：粘合剂连接；热或振动焊接；重叠注塑；或机械扣件。
主体部分200
所考虑到的是，主体部分200可以是部件/组件的集合体，但优选为通常通过将聚合物(或聚合物共混物)注入至模具(具有或不具有插入物如MPCA100或一个或多个其他组件(例如连接器组件)-在本申请中稍后描述的)形成的聚合制品，例如如公开在通过引用结合在此的当前待决的国际专利申请号PCT/US09/042496中的。主体部分200发挥作为用于PV器件10的主要结构载体的功能并且应当以与此一致的方式构造。例如，可以基本上发挥塑料框架材料的功能。
所考虑到的是，组合物具有约5MPa至高达200MPa的范围内的挠曲模量。组合物的挠曲模量通过测试方法ASTM D790-07(2007)使用2mm/分钟的测试速度确定。所考虑到的是，构成主体部分200的组合物也展现约10x10-6/℃至100x10-6/℃的热膨胀系数(“主体CTE”)。匹配包括主体部分200的组合物和MPCA之间的CTE可以对于最小化在温度改变过程中BIPV器件上热诱导的应力是重要的，所述热诱导的应力可以潜在地导致器件的不适宜的翘曲(例如高于约15mm)。
在一个优选的实施方案中，主体支撑部分200可以包括主体材料(基本上由主体材料组成)。该主体材料可以是填充的或未填充的可模制塑料(例如聚烯烃、丙烯腈丁二烯苯乙烯(SAN)、氢化苯乙烯丁二烯橡胶、聚酯酰胺、聚醚酰亚胺、聚砜、缩醛、丙烯酸类、聚氯乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、热塑性和热固性聚氨酯、合成和天然橡胶、环氧树脂、SAN、丙烯酸类、聚苯乙烯，或它们的任意组合)。填充剂(优选至多约50重量％)可以包括以下各项中的一个或多个：着色剂、阻燃剂(FR)或抗点燃(IR)材料、增强材料如玻璃或矿物纤维、表面活性剂。塑料还可以包括抗氧化剂、脱模剂、发泡剂和其他通用塑料添加剂。
在一个优选的实施方案中，主体材料(一种或多种组合物)具有至少5g/10分钟，更优选至少10g/10分钟的熔体流动速率。熔体流动速率为优选小于100g/10分钟，更优选小于50g/10分钟并且最优选小于30g/10分钟。组合物的熔体流动速率通过测试方法ASTM D1238-04，“通过挤出塑度计的用于热塑性塑料的熔体流动速率的REV C标准测试方法(REVC Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by ExtrusionPlastometer)”，2004条件L(Condition L)(230℃/2.16Kg)确定。在本申请中使用的聚丙烯树脂也使用该相同的测试方法和条件。本发明中的聚乙烯和乙烯-α-烯烃共聚物的熔体流动速率使用条件E(190℃/2.16Kg)测量，通称为熔体指数。
在所有实施方案中，组合物具有约5MPa至高达200MPa的范围内的挠曲模量。组合物的挠曲模量通过测试方法ASTM D790-07(2007)使用2mm/分钟的测试速度确定。所考虑到的是，构成主体部分200的组合物还展现约10x10-6/℃至100x10-6/℃的热膨胀系数(“主体CTE”)。
所考虑到的是，主体部分200可以是任意数目的形状和尺寸。例如，它可以是方形的、矩形的、三角形的、卵形的、圆形的或它们的任意组合。主体部分200还可以描述为具有高度“HBP”和宽度“LBP”，例如如图2A中标记的并且可以分别小至10cm并且大至200cm以上。它还可以具有可以在小至约5mm至多至20mm以上的范围内的厚度(T)并且可以在主体部分200的不同区域中变化。优选地，主体部分200可以描述为具有主体下表面部分202，主体上表面部分204和在上与下表面部分之间跨接并形成主体外围边缘208的主体侧表面部分206。还考虑到的是，至少在器件10的边缘约1cm范围内，并且在MCPA100的至少95％的沿外围边缘段的点上的主体部分的横截面积为至少约35mm2。所述的横截面积是主体部分的从主体200的外围边缘朝向层叠结构100的横截面积。优选地，垂直于主体部分的外围边缘测量横截面部分。这通过图5C和5D示例。
连接器组件
连接器组件发挥允许至和/或来自PV器件10的电通讯的功能。该通讯可以与连接至光伏电池层110的线路结合，也可以刚好促进经由其他电路通过和跨越PV器件10的通讯。连接器组件可以由多个部件和组件组成，并且本发明的主要焦点涉及整合至PV器件(埋入其内)的一个或多个连接器部件组件300。通常，如图4中所示，该组件300包括聚合物外壳310和突出至PV器件10中的电引线320，虽然也考虑到其他构造。构成外壳310的优选的材料的实例包括：PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PPO(聚环氧丙烷)、PPE(聚苯醚)、PPS(聚苯硫醚)、PA(聚酰胺)和PEI(聚醚酰亚胺)的聚合化合物或共混物，并且这些可以具有或不具有至多65重量％的填充剂。
几何和材料性质关系
所相信的是，在PV器件10的构造中使用的材料的选择和其构成部件，以及几乎和物理性质关系两者，都对系统的整体性能(例如耐久性、美学和多个PV器件组装在一起的容易性)具有影响。平衡易于制造、成本和/或产品性能要求的需要可以驱动独特的材料选择和组件设计。本发明考虑到这些因素并为实现所需的结果提供特定的解决方案。
所考虑到的是，可能想要的是使多个组件的物理性质尽可行地匹配以使得整个系统可以协调工作(例如所有或大部分组件由相似的材料或材料家族构成)。在这不能完全实现的情况下，所考虑到的是可能需要独特的几何设计特征。特别关心的是主体部分200和MCPA100的材料性质的选择的关系，以及彼此的几何关系。所考虑到的是器件10可以具有可以小至约25cm到大至200cm，或它们之间任意处的高度12和宽度14。在一个优选的实施方案中，高度12和宽度14具有约1，更优选约0.5并且最优选约至少0.3的最小高度与宽度的比例。
MPCA和主体的关系
该节集中于MCPA100与主体部分200之间的关系的特定方面。在本文详述数个示例实例和优选的实施方案。本领域技术人员应当明白，这些实例不应当是限制性的并且本发明考虑到其他潜在的构造。
在第一示例性实例中，挠性低模量光伏建筑覆层部件可以包括：挠性光伏电池组件；主体部分，所述主体部分由主体材料组成并且连接至光伏电池组件的外围边缘段(例如在界面区域IR)，其中主体部分在至少95％的沿外围边缘段的点上1cm内具有至少35mm2的横截面积；并且主体材料包括在-40至85℃之间的温度具有5至200MPa的模量的组合物，所组合物具有低于100x10-6/℃的热膨胀系数(CTE)，并且主体部分展现小于15mm的翘曲值。应当注意的是MCPA通常小于主体部分并且沿其外围边缘(例如其厚度)由主体部分环绕。在一个优选的实施方案中，MCPA的HBL(电池高度)为HBP(主体高度)的至少约一半，换言之，HBL与HBP的比例为至少约0.5，更优选至少约0.4并且最优选约至少0.3。多层光伏电池组件的高度HBL与其宽度LBL的比例可以影响光伏器件翘曲的倾向。该比例可以选择为减少器件翘曲的倾向。优选地，比例HBL/LBL为0.33以上，更优选约0.5以上并且最优选约1.0以上。该比例的上限是实有性。优选地，比例HBL/LBL为约4.0以下，更优选约3.0以下并且最优选约2.0以下。
在一个优选的实施方案中，所考虑到的是如果组合物具有约5MPa至高达40MPa的模量，则优选的是主体CTE应当在约50X10-6/℃至约100x10-6/℃之间的范围内。还考虑到的是，如果组合物具有高于40MPa至约200MPa的模量，则优选的主体CTE应当在约10x10-6/℃至约30x10-6/℃之间的范围内。
在第二示例实例中，挠性低模量光伏建筑覆层部件还包括设置在主体部分上与光伏电池组件相邻的区域中的一个或多个增强零件。增强零件发挥支撑光伏器件的挠性光伏电池组件的功能同时在该结构上并防止如果当固定至建筑结构的同时施加压力例如归因于站在光伏器件上的人的断裂或对多层光伏组件的损坏。采用增强结构以提供增强和支撑而不需要与建筑结构接口的实心层，从而减少光伏器件的重量和成本。优选地，增强体允许水在光伏器件下流动至建筑结构的边缘。可以采用执行这些功能的任何增强结构，例如从主体部分向建筑结构的凸出物，其中凸出物可以随机或以任意图案排列以使得获得所述的功能。凸出物可以是连续的或间断的。如果连续，凸出物可以是实现所述功能的任意图案，例如加强筋的形式。加强筋可以在与功能一致的任何排列中提供。加强筋可以以平行排列提供，优选排列为允许水流下建筑结构。备选地，加强筋可以设置在不同方向上并且加强筋可以彼此交叉以形成图案，例如蜂窝型的图案。
在一个优选的实施方案中，所考虑到的是这些增强零件是加强筋的形式，如图5中所示。优选的是加强筋具有每边约1至4度的加强筋斜度，在其底部约3.3mm的加强筋的最大厚度和1.5mm的最小加强筋厚度。另外，所考虑到的是最大加强筋高度为约7.0mm。
在另一个优选的实施方案中，加强筋具有至少3.8的横向间隔与加强筋高度的比例，并且再更优选，加强筋具有小于约30.0mm的横向间隔(LS)。
在第三示例实施例中，挠性低模量光伏建筑覆层部件可以如第一或第二示例实例中配置。在该实例中，主体材料200与MCPA100之间的关系可以以下式表达。所考虑到的是，在低模量范围(5-40MPa)内的主体材料组合物的CTE范围通过下式确定：CTE＝a×翘曲+b×E+c，其中将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值并且对于每个相应的值求解CTE并且包括多个常数：a、b、c和E，此外其中常数a在约9.75至10.75的值的范围内，常数b在1.25至2.5的值的范围内，常数c在44.5至83.25的值的范围内，并且常数E在10.5至32.0的值的范围内。还考虑到的是更高范围(高于40至200MPa)内的主体材料组合物的CTE范围，该CTE范围通过下式确定：CTE＝a+(b+c×翘曲)1/2，其中将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值，并且对于每个相应的值求解CTE并且包括多个常数：a、b和c，此外其中常数a在-106.0至118.0的值的范围内，常数b在-18550至18585的值的范围内，并且常数c在144.5至966.0的值的范围内。
除非另外声明，本文描述的多种结构的尺寸和几形状不意在是本发明的限制，并且其他尺寸或几何形状是可能的。复数个结构组件可以通过单个集成的结构提供。备选地，单一集成的结构可以分为分开的多个组件。此外，虽然本发明的特征可能已经描述在仅一个所示实施方案的上下文中，但是这些特征可以与其他实施方案的一个或多个其他特征组合，用于任何给定应用。从上面还将明白的是，本文中独特结构的制造及其操作也构成根据本发明的方法。
已经公开了本发明的优选实施方案。然而，本领域技术人员将明白，在本发明的教导下可以得到特定的修改。因此，应当研究以下权利要求以确定本发明的真实范围和内容。
以上申请中的叙述的任何数值包括从下限值以一个单位的增量至上限值的所有值，条件是任何更低的值与任何更高的值之间存在至少2个单位的分离。作为实例，如果所陈述的是组分的量或工艺变量的值如例如温度、压力、时间等为例如，1至90，优选20至80，更优选30至70，意在的是值如15至85，22至68，43至51，30至32等在该说明书中明确列举。对于小于一的值，适宜时一个单位认为是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是具体想要的实例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能组合被认为是在本申请中以相似的方式明确地陈述。
除非另外指出，所有范围包括两个端点以及在端点之间的所有数。“约”或“大约”与范围结合的使用适用于范围的两个端点。因此，“约20至30”意图覆盖“约20至约30”，至少包括所指定的端点。
包括专利申请和公布在内的所有文章和参考文件的公开内容通过引用用于所有目的结合在此。
用来描述组合的术语“基本上由……组成”应当包括所指出的要素、成分、组件或步骤，以及不实质上影响该组合的基本并且新的特征的其他要素成分、组件或步骤。
描述要素、成分、组件或步骤的组合的术语“包含”或“包括”的使用也考虑到基本上由这些要素、成分、组件或步骤组成的实施方案。
多个要素、成分、组件或步骤可以通过单一集成的要素、成分、组件或步骤提供。备选地，单一集成的要素、成分、组件或步骤可以分为分开的多个要素、成分、组件或步骤。用来描述要素、成分、组件或步骤的“一个”或“一种”的公开不意在排出另外的要素、成分、组件或步骤。本文对于属于特定族的元素或金属的所有引用是指由CRC Press，Inc.，1989出版并享有版权的元素周期表。对于一个或多个族的任何引用应当是该元素周期表中使用用于编号族的IUPAC体系反映的一个或多个族。

Claims (12)

1.一种制品，所述制品包括：
挠性低模量光伏建筑覆层部件，所述部件包括：
挠性光伏电池组件；
主体部分，所述主体部分由主体材料组成并且连接至所述光伏电池组件的外围边缘段，其中所述主体部分在至少95％的沿所述外围边缘段的点上1cm内具有至少35mm2的横截面积；
其中所述主体材料包括在-40至85℃的温度之间具有5至200MPa的模量的组合物，所述组合物具有低于100x10-6/℃的热膨胀系数(CTE)，并且所述主体部分展现小于15mm的翘曲值。
2.根据权利要求1所述的制品，其中所述挠性光伏电池组件具有电池高度并且所述主体部分具有主体高度，其中所述电池高度与所述主体高度的比例为至少0.3。
3.根据权利要求1所述的制品，其中一个或多个增强零件设置在所述主体部分上与所述光伏电池组件相邻的区域中。
4.根据权利要求3所述的制品，其中所述一个或多个增强零件包括加强筋。
5.根据权利要求4所述的制品，其中所述加强筋具有至少3.8的横向间隔与加强筋高度的比例。
6.根据权利要求3或4所述的制品，其中所述加强筋具有小于30.0mm的横向间隔。
7.根据权利要求3、4或5所述的制品，其中所述加强筋具有每边约1至4度的加强筋斜度。
8.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中光伏电池组件具有15KPa至20KPa之间的模量。
9.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述主体材料的模量高于40MPa并且至多200MPa，所述热膨胀系数(CTE)为10x10-6/℃至30x10-6/℃。
10.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述主体材料的模量为5至40MPa之间，并且所述热膨胀系数(CTE)为50X10-6/℃至约100x10-6/℃之间。
11.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中当所述模量高于40MPa并且至多200MPa时所述主体材料组合物的CTE范围通过下式确定：
CTE＝a+(b+c×翘曲)1/2
其中将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值并且对于每个相应的值解出CTE并且包括多个常数：a、b和c，此外其中常数a在-106.0至118.0的值的范围内，常数b在-18550至18585的值的范围内，并且常数c在144.5至966.0的值的范围内。
12.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中当模量高于5MPa并且至多40MPa时所述主体材料组合物的CTE范围通过下式确定：
CTE＝a×翘曲+b×E+c
其中将可接受的翘曲值设定为上限值并且之后设定为下限值，并且对于每一个相应的值解出CTE并且包括多个常数：a、b、c和E，此外其中常数a在约9.75至10.75的值的范围内，常数b在1.25至2.5的值的范围内，常数c在44.5至83.25的值的范围内，并且常数E在10.5至32.0的值的范围内。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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