CN106663708B - 包括聚合物正面的光伏模块 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题主要是一种光伏模块(1)，该光伏模块包括：透明的第一层(3)，形成光伏模块(1)的正面的透明的第一层(3)；一组(4)多个光伏电池(5)；以及封装组件(6a，6b)，对光伏电池(5)进行封装。光伏模块(1)的特征在于，第一层(3)包括彼此独立的多个板(8)，每个板(8)与光伏电池(5)相对地被布置，封装组件(6a，6b)的刚性由封装材料在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量(E)和封装组件(6a，6b)的介于0.4mm与1mm之间的厚度(e)来限定，第一层(3)由属于丙烯酸嵌段共聚物的至少一种透明聚合物材料组成，上述至少一种透明聚合物材料属于丙烯酸嵌段共聚物，或由包括至少一种丙烯酸嵌段聚合物的复合物组成，上述至少一种丙烯酸嵌段聚合物具有通式(A)nB，其中，n是大于或等于1的整数；A是玻璃化转变温度高于50℃的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物；并且B是玻璃化转变温度高于20℃的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物。

Description

包括聚合物正面的光伏模块
技术领域
本发明涉及光伏模块领域，包括电连接在一起的光伏电池组，并且具体地包括所谓的“晶体”光伏电池，即，具有晶体硅基底或多晶硅基底的光伏电池。
本发明可以针对多种应用来实现，特别地关注需要使用轻量、柔性以及关于碰撞和高机械负载具有鲁棒性的光伏模块的应用。上述光伏模块因此可以特别用于诸如住宅或工业厂房等建筑物(例如，用于实现这些建筑物的屋顶)，可以用于设计城市设施(例如，用于公共照明、道路标志或对电动车进行充电)，或者还可以用于在行人和/或车辆可通行的区域(例如，路面或道路、自行车道、工业平台、广场、人行道等)中上述项的结合。
本发明因此提出了设置有由聚合物制成的正面的光伏模块，包括该光伏模块的光伏结构组件，该光伏模块被应用于刚性支承件上的该光伏模块的用途，以及用于实现这样的模块或这样的光伏结构组件的方法。
背景技术
光伏模块是光伏电池组件，光伏电池并排布置在形成光伏模块的正面的、透明的第一层与形成光伏模块的背面的第二层之间。
有利地，形成光伏模块的正面的第一层是透明的以使得光伏电池能够接收光通量。传统上，在厚度大约是3mm的单块玻璃板上来实现上述第一层。尤其可以基于玻璃、金属、或塑料等来实现形成光伏模块的背面的第二层。第二层通常由基于电绝缘聚合物的(例如，具有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)类型或聚酰胺(PA)类型)的聚合物结构来形成，该聚合物结构可以由基于含氟聚合物(例如，聚氟乙烯(PVF)或聚偏二氟乙烯(PVDF)的一个或更多个层来保护，并且该聚合物结构厚度大约是300μm。
光伏电池通过正面电接触元件和背面电接触元件(被称为连接导体)而串联电连接在一起，并且由例如分别抵着各个光伏电池的正面(与光伏模块的用于接收光通量的正面相对的面)和背面(与光伏模块的背面相对的面)布置的铜带形成。
此外，对位于分别形成光伏模块的正面和背面的第一层与第二层之间的光伏电池进行封装。传统上，所选择的封装剂与弹性体(或橡胶)类型的聚合物对应，并且例如可以包括使用其间布置有光伏电池以及电池的连接导体的两个聚乙酸乙烯酯(EVA)层(或膜)。每个EVA层的厚度可以至少是0.3mm，并且每个EVA层在室温下的杨氏模量在室温下小于或等于30MPa。
通常还有，实现光伏模块的方法包括：在高于或等于140℃或甚至150℃的温度下将上文描述的各个层层压至少8分钟甚至15分钟的单一层压步骤。在上述层压操作之后，两个EVA层被熔融以形成嵌置光伏电池的仅单个层。
然而，光伏模块的现有技术中已知的这些生产方法不能完全令人满意并且针对光伏模块的至少一些应用具有几个缺点。
因此，首先，使用玻璃板形成光伏模块的正面不适用光伏模块的可能需要相对轻便地形成光伏模块的一些应用。相比之下，使用玻璃作为光伏模块的正面的现有技术的设计暗示着所获得的模块很重并且集成能力有限。
考虑了一些解决方案使用塑料材料来替代光伏模块的由玻璃制成的正面同时仍保持传统的结构以及用于实现光伏模块的方法。例如，专利申请FR2955051A1和国际专利WO2012/140585A1和WO2011/028513A2描述了替代玻璃的多种可能方案来设计光伏模块的正面，在这些可能方案中，使用厚度小于或等于500μm的聚合物片，例如，聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。
然而，单纯地用聚合物材料替换玻璃以获得轻质柔性光伏模块一般会增加模块对碰撞和机械负载的脆性，而这对于一些应用而言不可接受。
此外，在现有技术的一些实施方式中，每个光伏模块的(没有玻璃的)正面是连续的，即，上述正面形成了覆盖整个模块的片或单板。以此方式，每个光伏模块的柔性受到限制并且大多不充分。此外，这还带来了加重上述结构的各个层之间的差膨胀约束的问题，这可以导致在上述结构的界面处例如在封装界面/外层界面处的非期望的形变或层间剥离。
提出旨在获得光伏模块的正面的相对不连续性的一些解决方案以获得更好的模块的柔性以及更好地管理差膨胀约束。因此，例如专利申请US2014/0000683A1描述了用于对光伏电池分别进行封装的方法。可以将经封装的电池互连以获得灵活的光伏模块。此外，专利申请US2014/0030841A1公开了在柔性基板上实现光伏模块。光伏模块具有包括互连的光伏电池的“子模块”，其中，每个子模块电独立于相邻的子模块。
然而，从光伏模块的柔性、对碰撞和机械负载的耐受性以及性能和成本方面来讲，特别是对于从光伏模块的机械耐受性方面对光伏模块施加大的应力的约束应用，上文描述的解决方案不能完全令人满意。具体地，用于实现现有技术的光伏模块的材料不足以令人满意地应付这样应力。
发明内容
因此，需要提出用于设计光伏模块的替代解决方案以应对在使用光伏模块时所考虑的应用内生的至少一些约束，特别地以提高光伏模块的柔性、刚性、轻量性、平坦度以及对碰撞和机械负载的耐受性。
本发明旨在至少部分地满足上文提到的需求以及克服与现有技术的产品有关的缺点。
根据本发明的一个方面，本发明的目的还在于提供一种光伏模块，所述光伏模块至少包括：
透明的第一层，其形成光伏模块的用于接收光通量的正面；
一组多个光伏电池，其被并排布置并且电连接在一起；
封装组件，用于对上述多个光伏电池进行封装；
第二层，其形成光伏模块的背面，封装组件和上述一组多个光伏电池被布置在第一层与第二层之间，
其特征在于，所述第一层由至少一种透明聚合物材料组成，并且包括彼此独立的多个板，每个板与至少一个光伏电池相对地被布置，以形成光伏模块的不连续正面，
并且，封装组件的刚性由封装材料的在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量以及封装组件的在0.4mm与1mm之间的厚度来限定。
包括第一层的所述至少一种透明聚合物材料有利地属于丙烯酸嵌段聚合物，或者由包括至少一种丙烯酸嵌段共聚物的复合物组成，上述至少一种丙烯酸嵌段共聚物具有以下通式：
(A)nB
其中：
n是大于或等于1的整数；
A是玻璃化转变温度Tg高于50℃(更优选地高于80℃)的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物，或者丙烯酸-苯乙烯或甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物；以及
B是玻璃化转变温度Tg小于20℃的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物，优选地由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯组成以及更优选地由丙烯酸丁酯组成。
更精确地，当A是甲基丙烯酸同聚物或共聚物(主要是以甲基丙烯酸甲酯为主的甲基丙烯酸或丙烯酸)时，有利地，包括所述第一层的所述至少一种透明聚合物材料则是纳米结构抗冲击的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
当A是聚苯乙烯共聚物或苯乙烯-丙烯酸共聚物或甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物时，包括第一层的所述至少一个透明聚合物材料属于丙烯酸嵌段共聚物或由包括至少一种丙烯酸嵌段共聚物的复合物组成，B是丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物，但是包括第一层的所述至少一种透明聚合物材料则不是纳米结构抗冲击的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
初始地，即，在任何层压操作之前，封装组件包括两个被称为核心层的封装材料层，在这两个层之间对上述一组多个光伏电池进行封装。然而，在对层进行层压的操作之后，上述封装材料层被熔融以形成其中嵌有光伏电池的仅单一层(或集合)。在层压操作之前，每个封装材料层的刚性因此可以通过封装材料的杨氏模量(在室温下大于或等于75MPa)以及该层的厚度(在0.2mm与1mm之间，甚至在0.2mm与0.5mm之间)来限定。
对上述多个光伏电池进行封装的组件因此包括两个核心层，即，在层压之前与光伏电池直接接触的封装材料层，并且因此不包括如下面描述的可以用于形成刚性梯度的另外的一个或更多个层。
词语“透明”表示形成光伏模块的正面的第一层的材料至少部分地对可见光透明，以使得可见光的至少80％能够透过。
此外，表达“彼此独立的板”表示彼此间隔一定距离来布置这些板，其中，各个板形成与第一层无关以及与彼此无关的单一元件(其被叠置在至少一个光伏电池上)。将所有这些板结合在一起形成了具有不连续外观的第一层。
此外，借助于“封装(encapsulant)”或“被封装(encapsulanted)”，应当理解，所述一组多个光伏电池被布置在以下例如密封的体积中：上述体积至少部分地由经层压之后被连接在一起的上述两个封装材料层形成。
此外，表达“室温”表示大约在15℃与30℃之间的温度。
得益于本发明，因此可以提供用于对灵活以及相对柔韧的光伏模块进行设计的替代解决方案，甚至在不使用玻璃(其通常提供传统光伏模块的平坦性和机械耐受性)作为上述模块的正面的情况下，特别地通过使用用于实现上述光伏模块的各个层的具体材料，上述光伏模块具有令人满意的平坦性(不存在扭曲)并且还足够结实以抵御例如在被施加于刚性支承件上之后所经历的碰撞和机械负载。特别地，使用不连续正面可以赋予本发明的光伏模块柔性，这种柔性使得可以特别地促进光伏模块在不平坦(例如，弯曲)的支承件上的应用。此外，在光伏电池的两侧上使用高刚性的封装材料使得可以通过限制光伏电池的弯折并且因此限制断裂风险来使得光伏电池适当地限制较大的机械负载或碰撞的风险。此外，光伏模块的正面不使用玻璃制成的材料可以使得本发明的光伏模块的重量小于现有技术的光伏模块的重量(基于所使用的各个层的厚度，通常大约是12kg/m2)。最终，使用由聚合物材料制成的不连续正面使得可以防止在室外使用本发明的光伏模块过程中出现的热膨胀问题。事实上，由于热膨胀与形成模块的正面的第一层的尺寸成比例，所以使用尺寸接近光伏电池的尺寸的板使得可以明显地限制由热约束引起的移位，上述移位会引起光伏模块的层间剥离或不受控的构造。
本发明的光伏模块还可以包括单独地或根据任一技术上可行的组合而采用的以下特征中的一个或几个特征。
例如可以通过胶合或不通过胶合将光伏模块施加在刚性支承件上。这样的刚性支承件可以是任意类型，例如，平滑的、多孔的、平坦或弯曲的。例如，当光伏模块须经受高的机械负载(例如，可以上至1500kN/m2甚至5000kN/m2的静态压力或动态压力)时，可以使用这样的刚性支承件。
形成光伏模块的正面的第一层可以是单层或多层。特别地，第一层可以包括一组彼此叠置的透明层。
形成光伏模块的背面的第二层也可以是不连续的。换言之，第二层也可以包括彼此独立的多个板，其中，每个板与至少一个光伏电池相对地被设置，即，与上述至少一个光伏电池叠置。本发明的光伏模块上的不连续的背面例如使得可以进一步改善模块的柔性，例如，以促进光伏模块在设置有表面粗糙性的刚性支承件上的应用。
此外，尽管形成本发明的光伏模块的正面的第一层以及可能还有形成上述模块的背面的第二层具有不连续的外观，但是有利的是，上述一组多个光伏电池和封装组件是连续的。
根据本发明的具体实施方式，第一层以及可能还有第二层的每个板可以被布置成与多个光伏电池相对。特别地，这可以是光伏电池的尺寸小于传统的光伏电池的尺寸(通常是156mm×156mm)的情况。
此外，当单个光伏电池被与第一层的每个板并且可能还有第二层的每个板相对地被布置时，每个板的尺寸可以至少等于与其叠置的光伏电池的尺寸。
有利地，光伏电池避免了用玻璃来实现模块的正面的第一层。因此，如上文所指出的，可以减小光伏模块的重量以及提高光伏模块的集成能力。
如上文指出的，有利地，包括第一层的上述至少一个透明聚合物材料可以是纳米结构抗冲击的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，特别地，例如由ARKEMA公司以品牌销售的纳米结构抗冲击的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
纳米结构抗冲击的PMMA可以是例如在国际申请WO03/062293A1、国际申请WO2006/061523A1或国际申请WO2012/085487A1中描述的纳米结构抗冲击的PMMA。
优选地，嵌段A是聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸苄酯或聚甲基丙烯酸异冰片酯、或基于甲基丙烯酸甲酯单体、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或更多种的共聚物。更加优选地，嵌段A是经丙烯酸或甲基丙烯酸共聚单体改性的PMMA。
此外，嵌段A和/或嵌段B可以由苯乙烯共聚单体，如苯乙烯、丙烯酸类或甲基丙烯酸类、本领域技术人员已知的各种化学官能团(例如，酸、酰胺、羟基、环氧基或烷氧基官能团)的载体组成。
优选地，嵌段B可以由例如苯乙烯的单体组成以提高透明性。此外，嵌段A可以由甲基丙烯酸组成以增加其耐热性。
有利地，使用纳米结构抗冲击的PMMA使得可以提供光伏模块形成多层结构，该光伏模块对机械负载和碰撞具有优于传统的PMMA(即，非抗冲击并且非纳米结构的PMMA)的良好耐受性的多层结构，同时仍能够在在30℃至90℃的温度区间中保持相比传统抗冲击PMMA而言较大的透明度。因此，形成光伏模块的正面的第一层使用非纳米结构抗冲击的PMMA使得能够在(特别是对碰撞的)机械耐受性、透明度、取决于温度的透明度与抗老化性之间取得非常好的折中。相比之下，在透明性和耐冲击性方面具有良好属性的聚碳酸酯对于室外老化具有非常差的耐受性。具有非常好的透明性以及非常好的抗老化性的非抗冲击和非纳米结构的PMMA对冲击的耐受性很差。类似地，具有良好的抗冲击性以及具有良好的抗老化性的非纳米结构的抗冲击PMMA当温度增加并且处于30℃至90℃的区间(形成了光伏模块的正常温度区间)附近时，会丢失其透明性。
如上文所指出的，特别是在层压之前，通过紧邻上述一组光伏电池而设置的分别位于上述一组光伏电池的两侧上的两个核心封装材料层来形成上述封装组件。尤其在层压之前，可以使用一个或多个附加封装材料层来补充此封装组件，除了上述两个核心封装材料层以外，上述一个或更多个附加封装材料层的刚性随着远离所述封装组件而减小。
因此，上述模块可以例如包括至少一个附加封装材料层，上述至少一个附加封装材料层位于紧邻的第一层(形成光伏模块的正面)与核心封装材料层之间。
上述两个核心封装材料层在室温下的杨氏模量可以大于100MPa，并且优选地大于或等于200MPa。所述至少一个附加封装材料层在室温下的杨氏模量严格小于75Mpa。
换言之，有利地，由形成层堆的封装材料层形成光伏模块，在上述层堆中，从与上述一组光伏电池接触的核心封装材料层至距核心层最远的上述一个或更多个附加封装材料层建立刚性渐变或刚性梯度。
上述一个或更多个附加封装材料层可以位于上述一组光伏电池之上和/或之下，并且更优选地在上述一组光伏电池之上，即，在所述第一层与所述一组光伏电池之间。
优选地，由与构成上述核心层一个或更多个层不同的封装材料形成的一个或多个附加封装材料层位于上述一组光伏电池之上，与所述上核心封装材料层接触。实际上，这使得可以限制位于上述一组光伏电池之下的层的厚度以防止该模块的此区域下陷，并且还可以限制光伏模块的材料的成本。
特别地，上述另外的一个或更多个封装材料层可以由从热塑性聚烯烃中选择的材料组成。
在这些热塑性聚烯烃中，特别地可以使用Dow公司的太阳能电池的封装剂(例如系列的等级的封装剂)，或者来自DNP公司的封装剂。
特别地，上述一个或更多个附加封装材料层可以由具有接枝到具有乙烯单元的功能性聚烯烃骨架上的聚酰胺接枝基础部分的功能性热塑性聚烯烃组成，并且特别地，包括来自Arkema公司的太阳膜系列的热塑性聚烯烃，其在室温下具有介于50MPa与100MPa之间的杨氏模量。
来自太阳膜系列的功能性热塑聚烯烃可以是接枝聚合物族的成员，也称作梳状共聚物，其中，包括主结构或骨架或“梳体”的功能性聚烯烃类型的高分子链通过非聚烯烃结构的侧链或接枝或梳齿来接枝。更具体地，来自太阳膜系列的接枝或梳状共聚物包括功能性聚烯烃的主链，在上述主链上是由聚酰胺或聚酯组成的接枝链(梳齿或接枝)。再更特别地，可以被接枝的功能性聚烯烃的主链是具有包括功能性单元的乙烯单元(即，具有不同于烃单元的其他化学功能)的大多数共聚物。这些功能单元的至少一部分具有关于上述接枝(或梳齿)的末端官能团的化学反应性。因此，在这些反应性功能单元中，可以提及例如酸基团、酯基团或酐基团。这些反应单元与接枝的末端单元的反应使得可以从最终的化学结构获得接枝的功能性聚烯烃材料。上述接枝包括选自聚酰胺族以及聚酯族的同聚物或共聚物，其具有功能性聚烯烃的主链的反应性功能单元的单一反应末端。优选地，上述接枝由单胺封端聚酰胺类型的同聚物或共聚物组成。
为片状或膜状的这些材料，相比传统的聚乙酸乙烯酯的片或膜而言，可以具有足够的刚性以及更佳的抗老化性。
此外并且独立地，当使用一个或更多个附加封装材料层时，使得可以建立具有高刚性的上述核心封装材料层与和光伏模块的正面或背面接触的最外层之间的刚性梯度，这些层的刚度小于核心封装材料层的刚度。这使得可以使上述结构松弛以更好地在机械上耐受差膨胀，特别是当该模块的正面和/或背面具有贯穿其厚度和/或所使用的材料的机械模块的大的刚性。实际上，在没有一个或更多个另外的封装材料层的情况下，光伏模块可以相对地是刚性的，这在上述层的膨胀系数不同的情况下会在使用或制造光伏模块期间在膨胀和/或收缩期间，产生可以导致局部层间玻璃的应力，特别是在形成组成模块的形成正面的第一层与其余层之间的界面处。
形成封装组件的两个核心封装材料层的封装材料在室温下的杨氏模量可以大于或等于100MPa，特别地大于或等于150MPa，甚至200MPa。特别地，该杨氏模量是220MPa。
可以由厚度相同或不同的两个核心封装材料层来形成封装组件。
此外，封装组件还可以由异结构体类型的材料组成，例如Jura-plast公司的DG3类型的以离聚物为名称来销售的离聚物，或者由Du Pont公司以PV5414为名称来销售的离聚物，其具有在室温下大于或等于200MPa的杨氏模量。
形成光伏模块的背面的第二层还可以由至少一种聚合物材料组成。
可替代地，形成光伏模块的背面的第二层可以由至少一种复合材料(尤其是聚合物/玻璃纤维类型)组成。
此外，第二层的热膨胀系数更加优选地小于或等于20ppm，并且更加优选地小于或等于10ppm。
形成光伏模块的背面的第二层可以是或者可以不是透明的。
形成光伏模块的背面的第二层的刚性可以由刚性因子限定，该刚性因子对应于第二层的材料的在室温处的杨氏模量乘以第二层的厚度，该刚性因子在5GPa.mm与15GPa.mm之间。
另外地，形成光伏模块的背面的第二层的刚性可以由第二层的材料在室温下的杨氏模量(大于或等于1GPa并且优选地等于或大于3GPa，甚至优选地大于或等于10GPa)和第二层的厚度(0.2mm与3mm之间)来限定。
以此方式，形成光伏模块的背面的第二层具有因此限制其柔性的高刚性。然而，此高刚性使得可以：当光伏电池例如被应用在具有大的表面粗糙度的支承件上时，减少甚至防止该模块的背面对光伏电池的撞击，即，减少或防止光伏电池出现破裂和/或断裂。
两个相邻或连续或毗连的光伏电池之间的间隔可以大于或等于1mm，特别地在1mm与30mm之间，并且优选地大于或等于3mm，特别地在10mm与20mm之间。
所考虑的两个相邻的光伏电池可以是(用词语“串”来指定的)同一连串中的两个相邻的电池或分属于上述一组光伏电池的两个连续连串的两个相邻电池。
在光伏电池之间的明显间隔使得可以获得形成光伏模块的正面的第一层的板之间的明显间隔。以此方式，该模块的正面的不连续外观被突出，因此使得可以为模块提供柔性以方便将光伏模块应用在刚性支承件上。
有利地，第一层的以及可能还有第二层的两个相邻板的间隔小于或等于两个相邻光伏电池之间的间隔。
根据一种替代方案，光伏模块可以包括位于形成光伏模块的正面的第一层与对上述多个光伏电池进行封装的组件之间的所谓“冲击吸收”中间层，使得能够特别地通过胶合将第一层组装在封装组件上。
中间层可以由至少一种聚合物材料组成，具体地，由热固性聚合物树脂或热塑性聚合物树脂组成。
中间层的形式例如可以是板的形式或液体形式。中间层例如可以是或不是PSA类型的粘合剂。中间层可以热实现或在室温下实现。
中间层的刚性可以由封装材料在室温下大于或等于50MPa的杨氏模量以及中间层的在0.01mm与1mm之间的厚度来限定。
中间层可以特别地实现两个主要功能。一方面，中间层使得能够在上述两个层在化学上不相容的情况下将形成光伏模块的正面的第一层粘合在封装组件上。另一方面，中间层使得可以在光伏模块内创建具有一定柔韧性的“冲击吸收”层，使得可以提高模块对碰撞和机械负载的耐受性。
当形成光伏模块的正面的第一层与封装组件之间有化学相容性时，此中间层是可选的，特别地可以去除该中间层。
中间层还对由上述另外的一个或更多个封装材料层提供的刚性梯度起作用。因此，中间层的刚性可以小于上述一个或更多个附加封装材料层的刚性。
光伏模块还可以包括位于形成光伏模块的背面的第二层与对上述多个光伏电池进行封装的组件之间的粘合层，使得能够特别地通过胶合将第二层组装至封装组件上。
词语“粘合层”表示以下层：当实现光伏模块时，该层使得第二层能够粘合至封装组件。因此该层是能够实现封装剂与背面之间的化学相容且粘合的层。
此外，形成光伏模块的正面的第一层的厚度可以大于或等于0.1mm，特别地在0.5mm与6mm之间。
此外，根据本发明的另一个方面，本发明的目的还在于提供一种光伏模块，该光伏模块至少包括：
透明的第一层，其形成光伏模块的用于接收光通量的正面；
一组多个光伏电池，其被并排布置并且电连接在一起；
封装组件，其用于对上述多个光伏电池进行封装；
形成光伏模块的背面的第二层，封装组件和所述一组多个光伏电池被布置在第一层与第二层之间，
其特征在于，第一层由至少一种透明聚合物材料组成，并且包括彼此独立的多个板，每个板与至少一个光伏电池相对地被布置，以形成光伏模块的不连续正面，
其特征在于，封装组件的刚性由封装材料在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量以及封装组件的在0.4mm与1mm之间的厚度来限定。
并且，上述封装组件由紧邻上述一组光伏电池的分别位于上述一组光伏电池的两侧上的两个核心封装材料层形成，其中，特别地在层压之前，用其它的一个或更多个附加封装材料层来补充封装组件；除了上述两个封装材料层以外，上述一个或更多个附加封装材料层的刚性当远离两个核心封装材料层时减小。
此外，根据本发明的另一个方面，本发明的目的还在于提供一种光伏结构组件，包括：
刚性支承件；
诸如上文所限定的光伏模块；以及
固定层，其特别地通过胶合设置在刚性支承件与光伏模块之间，固定层使得能够将光伏模块粘合至刚性支承件。
刚性支承件可以具有表面粗糙性。
使用固定层使得可以获得光伏模块的经加强的背面，使得可以当刚性支承件具有高的表面粗糙度并且光伏模块经受碰撞或高的机械负载时防止背面对光伏电池的撞击风险。实际上，因此可以使用保护粘合剂来填充该模块的背面与刚性支承件之间的界面。
此外，根据本发明的另一个方面，本发明的目的还在于提供一种光伏模块应用在刚性支承件上的用途，所述光伏模块至少包括：
一个透明第一层，其形成光伏模块的用于接收光通量的正面；
一组多个光伏电池，其被并排布置并且电连接在一起；
封装组件，其用于对上述多个光伏电池进行封装；
第二层，其形成光伏模块的背面，封装组件和上述一组多个光伏电池被布置在第一层与第二层之间，
第一层包括彼此独立的多个板，每个板与至少一个光伏电池相对地被布置，以形成光伏模块的不连续正面，
封装组件的刚性由封装材料的在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量以及封装组件的在0.4mm与1mm之间的厚度来限定。
所述第一层特别地由属于丙烯酸嵌段聚合物的至少一种透明聚合物材料组成，或者由包括至少一种丙烯酸嵌段共聚物的复合物组成，上述至少一种丙烯酸嵌段共聚物具有以下通式：
(A)nB
其中：
n是大于或等于1的整数；
A是玻璃化转变温度高于50℃(更优选地高于80℃)的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物、或聚苯乙烯、或者丙烯酸-苯乙烯或甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物；并且
B是玻璃化转变温度小于20℃的丙烯酸或甲基丙烯酸同聚物或共聚物，优选地由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯组成，
并且光伏模块通过固定层被施加在刚性支承件上。
有利地，当A是甲基丙烯酸同聚物或共聚物(主要是以甲基丙烯酸甲酯为主的甲基丙烯酸或丙烯酸)时，第一层可以由纳米结构的抗冲击聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成。
此外，根据本发明的另一个方面，本发明的目的在于提供一种用于实现如所上文限定的光伏模块或如上文限定的光伏结构组件的方法，包括至少下面的步骤a)以及后续至少包括下面的步骤b)和步骤c)：
a)在高于150℃的温度下对包括光伏模块的除了形成光伏模块的正面的第一层以及位于第一层与对上述多个光伏电池进行封装的组件之间的可能的所谓的“冲击吸收”中间层以外的所有层进行热层压，
b)在低于或等于150℃、优选地低于或等于125℃(例如，室温)下将形成光伏模块的正面的第一层以及可能的中间层层压在包括光伏模块的在第一步骤a)期间被层压在一起的层上，
c)在事先沉积了无论是否为反应性的液态胶的情况下，将形成光伏模块的正面的第一层以及可能的中间层胶合或按压特别地热按压在包括光伏模块的在第一步骤a)期间被层压在一起的层上。
因此，步骤b)和c)包括在步骤a)之后执行的两个替代步骤。
优选地通过溶剂蒸发、以及聚合作用和/或温度触发的交联反应或电磁辐射来固化液态胶。当第一层或可能的中间层与在第一步骤a)期间层压在一起的上层之间的粘合已经存在化学相容性，则可使用按压作为胶合的替代方案。
在用于层压的第一步骤a)期间，包括所关注的光伏模块的层因此是上述一组多个光伏电池、封装组件以及形成光伏模块的背面的第二层。
可能的“冲击吸收”中间层使得可以有利于将形成该模块的正面的第一层胶合在其他层上。此中间层是可选的。当形成该模块的正面的第一层与封装组件之间有化学兼容性时，中间层特别地不是必需的。
有利地，在本发明的用于实现光伏模块的方法中的至少两个层压步骤的实现使得可以克服由于使用由聚合物材料制成的模块的正面而出现的任何热膨胀问题。
实际上，光伏模块的特定层需要在高于或等于140℃或甚至150℃的温度下被层压，但是，根据现有技术的实践，用单一步骤在此温度水平下的对该模块的所有层(包括该形成模块的正面的层)的层压会因所生成的过度机械应力而引起不受控的构造以及引起对光伏模块的正面的严重层间剥离。
此外，以相比用于层压光伏模块的正面的层压的第一步骤而言的较低温度进行层压的至少一个第二步骤的存在，可能地结合使得能够将该模块的正面胶合至封装材料上以及对热应力进行吸收的所谓的“冲击吸收”中间层的存在，使得可以限制甚至防止热膨胀。
可替代地，根据本发明的另一个方面，本发明的目的还在于提供一种用于实现如上文限定的光伏模块或如上文限定的光伏结构组件的方法，所述方法包括以下单一步骤：
d)在高于或等于150℃的温度下对包括光伏模块的所有层进行热层压。
对于实现诸如上文限定的光伏结构，步骤a)和b)或者步骤a)和c)或步骤d)后续可以跟有将光伏模块固定至刚性支承件上的步骤e)，以借助于光伏结构组件的固定层来形成光伏结构组件。
如上文所指出的，封装组件的厚度可以在0.4mm与1mm之间，封装组件由至少两个封装材料层(每一个的厚度在0.2mm与0.5mm之间)的层压产生的关联来产生。此外，这两个封装材料层可以具有不同的厚度。
本发明的光伏模块、光伏结构组件和方法可以包括上述特征中的任一特征，上述特征可以单独地被采用或根据与其他特征的任何技术可行的组合被采用。
附图说明
当阅读本发明的非限制性实施方式的以下详细描述以及通过研究附图中的示意性的部分的单个图时，可以更好地理解本发明，其中，附图用横截面图以及分解图示出了包括本发明的光伏模块的光伏结构组件的实施方式。
在此单个图中，不必用同一尺度示出所示的各个部分，以使得该图更加容易理解。
具体实施方式
注意，图1与在本发明的方法的层压步骤之前光伏结构组件10的透视图对应。当执行完这些步骤时，上述各个层实际上彼此叠置而且也还稍微被形变以使得至少第一层3的板8陷入由形变的中间层9和封装组件6a、6b形成的组件中。上述层压步骤提供热按压并且是在真空中进行的。根据上述各个层的厚度，板8可以与光伏模块1齐平或不齐平，中间层9的材料以及可能还有封装组件6a，6b的材料也能够填充板8之间的至少一部分空间。
如上文所说明的，本发明的光伏模块1被设计成足够柔性以能够特别地通过胶合将光伏模块1施加至可能的刚性支承件2上，该刚性支承件能够具有表面粗糙度，换言之，不必是平坦和光滑的。此外，本发明的光伏模块1还被提供用于承受可以高达1500kN/m2甚至5000kN/m2的静态或动态压力。当被施加与施加给光伏模块1的压力相同的压力时，刚性支承件2有利地足够刚硬以使得不形变。刚性支承件2例如尤其可以通过由混凝土或金属片等制成的顶盖形成。
例如可以从图1中看出，光伏模块1包括：形成用于接收光通量的模块1的正面的、透明的第一层3；封装组件6a、6b，其通过将上核心封装材料层6a与下核心封装材料层6b熔融来获得，其中，此封装组件通过位于上核心封装材料层6a之上的附加封装材料层11来覆安装(overmounted)；一组4光伏电池5，其被采用在上核心封装材料层6a与下核心封装材料层6b之间；以及第二层7，其形成光伏模块1的背面、用于被胶合至刚性支承件2。
形成封装组件的两个核心封装材料层6a、6b以及下文中描述的可能的中间层9形成可以通过单一材料或(在存在化学上不相容的情况下)多个材料来实现的相对灵活的结构。
根据本发明，第一层3由纳米结构抗冲击的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的透明聚合物材料组成。上述透明聚合物材料特别地是由ARKEMA公司以品牌销售的纳米结构抗冲击的PMMA。
此外，第一层3包括彼此独立的多个板8，每个板8与至光伏电池5相对地被布置，以形成光伏模块1的不连续正面。第一层3的厚度大于0.1mm并且理想地在0.5mm与6mm之间。在此示例中，第一层3因此包括多个尺寸是162mm×162mm的板8，其由厚度等于3mm的纳米结构抗冲击的PMMA。
此外，有利地，上述另外的封装材料层11的刚性被选择成小于上述两个核心封装材料层6a、6b各自的刚性。具体地，上述两个核心封装材料层6a、6b在室温下的杨氏模量E大于75MPa，有利地大于100MPa，并且更优选地大于200MPa；以及上述附加封装材料层11在室温下的杨氏模量E可以小于75MPa，并且更优选地小于或等于50MPa。
换言之，有利地，光伏模块1包括形成层堆的封装材料层11、6a、6b的组件，其中，从与上述一组4光伏电池5接触的核心封装材料层6a、6b至上述附加封装材料层11建立了刚性渐变或刚性梯度。
尽管在此示例中考虑了单一的附加封装材料层11，但是可以通过在上核心封装材料层6a和/或在下核心封装材料层6b上进行交叠来交替地堆叠多个附加封装材料层11。对多个附加封装材料层进行该堆叠以使得，针对每个被堆叠的新层n+1，该层在室温下的杨氏模量E小于前一层n在室温下的杨氏模量E。
上述附加封装材料层11可以由选自热塑性聚烯烃的材料组成，并且特别地是来自Arkema公司的太阳膜系列的热塑性聚烯烃，例如等级R333A或EXP A的太阳膜封装剂，其在室温下的杨氏模量E介于50MPa与100MPa之间，并且其刚性在核心封装材料层6a、6b的离聚物的刚性与中间层9的TPU的刚性之间。
此外，光伏电池5彼此电互连，在两个相邻电池5之间的间隔s在1mm至30mm之间。光伏电池5可以是所谓的“晶体”光伏电池，即，其基于晶体硅或多晶硅(具有同质结或异质结)，并且厚度小于或等于250μm。此外，在此示例中，每个板通过在下面的光伏电池5的两侧上进行交叠来延伸超过大约3mm，以使得两个相邻板8之间的间隔在这里等于两个相邻电池5之间的间隔s，其小于大约3mm的两倍(即，大约6mm)。
此外，每个核心封装材料层6a、6b的刚性由封装材料在室温下的杨氏模量E(大于或等于50MPa，优选地大于或等于200MPa)和层6a、6b的厚度e(介于0.2mm与1mm之间)来限定。
核心封装材料层6a、6b形成优选地被选择为离聚物的封装组件，上述离聚物例如是：Jura-plast公司的DG3类型的以离聚物为名称销售的离聚物，或由Du Pont公司以PV5414为名称销售的离聚物，其在室温下的杨氏模量大于或等于200MPa并且其厚度大约是500μm。
形成光伏模块1的背面的第二层7由如热固性树脂(例如，具有环氧基的树脂，无论是否透明)的聚合物材料组成或由例如聚合物/玻璃纤维类型的复合材料组成。
此外，从图1中可以看出，光伏模块1还包括被布置在第一层3与上述附加封装材料层11之间的所谓的“冲击吸收”中间层9。
中间层9是可选的并且当第一层3与上述另外的封装材料层11之间有化学不相容性时，中间层9有着明显的效用。
中间层9使得能够将第一层3胶合至上述附加封装材料层11。
中间层9例如由在光伏领域使用的标准封装剂组成，尤其例如，聚乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、聚烯烃、硅树脂、热塑性聚亚安酯、聚乙烯醇缩丁醛。中间层9还可以由丙烯酸、硅树脂或聚亚安酯类型、单组分或双组份、可热交联、光化学地或冷(即，在室温下)的液态树脂组成。中间层9还可以由PSA(“压力敏感型粘合剂”)类型的对压力敏感的粘合剂组成。
在此示例中，中间层9可以由热塑性膜组成，该热塑性膜即是还在缩写TPU下已知的热塑性聚亚安酯，例如，由Bayer公司销售的TPUA4700型的TPU，或者由美国公司Polyfilm销售的PX1001，其厚度大约等于380μm。
中间层9使得可以满足两个主要功能。一方面，中间层9使得能够当上述第一层3与上述附加封装材料层11在化学上不相容时将第一层3粘合在上述附加封装材料层11上。另一方面，中间层9使得能够在光伏模块1创建具有一定柔性的“冲击吸收”层，使得可以改善模块1对冲击以及对机械负载的耐受性。
此外，图1所示的本发明的光伏结构组件10还包括刚性支承件2。刚性支承件2可以由任何类型的材料制成。刚性支承件2可以是平坦或弯曲的，平滑或粗糙的。
为了能够将光伏模块1胶合至刚性支承件2上，组件10还包括固定层12。该固定层12由用于将模块1胶合至刚性支承件2的胶组成。
现在将描述一种用于实现本发明的光伏模块1和光伏结构组件10的方法。
该方法包括第一热层压步骤a)：在大约170℃的温度下并且在真空(压力小于或等于10毫巴)中，将包括光伏模块1的除了第一层3和中间层9以外的层11、6a、4、6b和7进行层压。将此第一层压步骤a)执行大约15分钟以获得经封装的光伏电池5的“叠层”。然而，用于层压的参数(例如，温度、时间和压力)可以取决于所使用的封装材料。
然后，该方法包括第二热层压步骤b)：在大约125℃的温度下并且在真空中使用中间层9将形成光伏模块1的正面的第一层3与在第一步骤a)期间获得的“叠层”进行热层压。将此步骤b)执行大约30分钟以获得本发明的光伏模块1。在实现此第二步骤b)之前，有利地，可以使用电晕处理设备来处理第一层3的板8以获得大于或等于48达因/厘米(dyn/cm)的表面能量。
第一层压步骤a)和第二层压步骤b)后面则跟有将光伏模块1固定至刚性支承件2上的步骤，这使得可以形成光伏结构组件10。
因此，本发明的光伏模块1可以具有适于机械应力方面的约束应用的增加了的机械耐受性，而且由于不连续的正面3还具有分片柔性，使得光伏模块1的正面具有不同的形状以适配不同类型的表面(例如不均匀或具有不理想的平坦性)。此外，经加强的背面7的存在使得可以提高模块1的该背面7的抗撞击性(该撞击能够由承载模块1的支承件2的粗糙度导致，并且该撞击会导致光伏模块1的光伏电池5的破裂)。
当然，本发明不限于上面所描述的实施方式。本领域技术人员还可以做出各种修改。
除非以另外的方式指出，否则表达“包括一个(comprising a)”必须被理解成与“包括至少一个(comprising at least one)”同义。

Claims (39)

1.一种光伏模块(1)，至少包括：
透明的第一层(3)，其形成所述光伏模块(1)的用于接收光通量的正面；
一组(4)多个光伏电池(5)，所述多个光伏电池(5)被并排布置并且电连接在一起；
封装组件(6a，6b)，其用于对所述多个光伏电池(5)进行封装；
第二层(7)，其形成所述光伏模块(1)的背面，所述封装组件(6a，6b)和所述一组(4)多个光伏电池(5)被布置在所述第一层(3)与所述第二层(7)之间；
其特征在于，所述第一层(3)包括彼此独立的多个板(8)，每个板(8)与至少一个光伏电池(5)相对地被布置，以形成所述光伏模块(1)的不连续正面，
其中，所述封装组件(6a，6b)的刚性由封装材料在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量以及所述封装组件(6a，6b)的介于0.4mm与1mm之间的厚度(e)来限定，并且
其中，所述第一层(3)由属于丙烯酸嵌段共聚物的至少一种透明聚合物材料组成，或由包括至少一种丙烯酸嵌段共聚物的复合物组成，所述至少一种丙烯酸嵌段共聚物具有以下通式：
(A)nB
其中：
n是大于或等于1的整数；
嵌段A是下述之一：丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物、甲基丙烯酸共聚物、聚苯乙烯、丙烯酸-苯乙烯共聚物或甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物，其中，所述丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物以及甲基丙烯酸共聚物具有高于50℃的玻璃化转化温度；并且
嵌段B是玻璃化转化温度小于20℃的下述之一：丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物或甲基丙烯酸共聚物。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述嵌段A从以下项中选择：聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸苄酯或聚甲基丙烯酸异冰片酯、或基于甲基丙烯酸甲酯单体、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的两种或更多种的共聚物。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，所述嵌段A是经丙烯酸或甲基丙烯酸共聚单体改性的聚甲基丙烯酸甲酯。
4.根据前述权利要求之一所述的模块，其特征在于，所述嵌段A和/或所述嵌段B包括苯乙烯共聚单体、丙烯酸共聚单体或甲基丙烯酸共聚单体。
5.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述嵌段B由共聚单体组成，并且所述嵌段A包含甲基丙烯酸。
6.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在层压之前，所述封装组件(6a，6b)由紧邻所述一组(4)多个光伏电池(5)而布置的分别位于所述一组(4)光伏电池(5)的两侧上的两个核心封装材料层(6a、6b)形成。
7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，形成所述封装组件(6a，6b)的所述封装材料在环境温度室温下的杨氏模量大于或等于100MPa。
8.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，在层压之前，用其它的一个或更多个附加封装材料层(11)来补充所述封装组件(6a，6b)，所述一个或更多个附加封装材料层(11)的刚性当远离所述封装组件(6a，6b)时减小。
9.根据权利要求6所述的模块，其特征在于，所述模块包括一个或更多个附加封装材料层(11)，所述一个或更多个附加封装材料层(11)被设置在所述第一层(3)与紧邻的所述核心封装材料层(6a)之间。
10.根据权利要求9所述的模块，其特征在于，所述一个或更多个附加封装材料层(11)在室温下的杨氏模量小于75MPa。
11.根据权利要求8至10中之一所述的模块，其特征在于，所述一个或更多个附加封装材料层(11)由选自热塑性聚烯烃的材料组成。
12.根据权利要求11所述的模块，其特征在于，所述一个或更多个附加封装材料层(11)由以下组成：基于被接枝到具有乙烯单元的功能性聚烯烃骨架上的聚酰胺的功能性热塑性聚烯烃。
13.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，形成所述光伏模块(1)的背面的所述第二层(7)由至少一种聚合物材料组成和/或由至少一种复合材料组成。
14.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，形成所述光伏模块(1)的背面的所述第二层(7)的刚性由刚性因子来限定，所述刚性因子对应于所述第二层(7)的材料在室温下的杨氏模量乘以所述第二层(7)的厚度，所述刚性因子介于5GPa.mm与15GPa.mm之间。
15.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，两个相邻光伏电池(5)之间的间隔(s)大于或等于1mm。
16.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述模块包括所谓的“冲击吸收”中间层(9)，所述中间层(9)被布置在形成所述光伏模块(1)的正面的所述第一层(3)与对所述多个光伏电池(5)进行封装的所述封装组件(6a，6b)之间，使得能够将所述第一层(3)组装在所述封装组件(6a，6b)上。
17.根据权利要求16所述的模块，其特征在于，所述中间层(9)由至少一种聚合物材料组成。
18.根据权利要求16或17所述的模块，其特征在于，所述中间层(9)的刚性由所述中间层(9)的材料在室温下的小于或等于50MPa的杨氏模量和所述中间层(9)的介于0.01mm与1mm之间的厚度来限定。
19.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物以及甲基丙烯酸共聚物具有高于80℃的玻璃化转化温度。
20.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述嵌段B由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯组成。
21.根据权利要求5所述的模块，其特征在于，所述共聚单体是苯乙烯。
22.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，形成所述封装组件(6a，6b)的所述封装材料在环境温度室温下的杨氏模量大于或等于150MPa。
23.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，形成所述封装组件(6a，6b)的所述封装材料在环境温度室温下的杨氏模量大于或等于200MPa。
24.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，形成所述封装组件(6a，6b)的所述封装材料在环境温度室温下的杨氏模量等于220MPa。
25.根据权利要求13所述的模块，其特征在于，形成所述光伏模块(1)的背面的所述第二层(7)由聚合物/玻璃纤维类型的复合材料组成。
26.根据权利要求15所述的模块，其特征在于，两个相邻光伏电池(5)之间的间隔(s)在1mm与30mm之间。
27.根据权利要求15所述的模块，其特征在于，两个相邻光伏电池(5)之间的间隔(s)大于或等于3mm。
28.根据权利要求15所述的模块，其特征在于，两个相邻光伏电池(5)之间的间隔(s)在10mm与20mm之间。
29.根据权利要求16所述的模块，其特征在于，所述将所述第一层(3)组装在所述封装组件(6a，6b)上包括：通过胶合将所述第一层(3)组装在所述封装组件(6a、6b)上。
30.根据权利要求17所述的模块，其特征在于，所述中间层(9)由热固性聚合物树脂或热塑性聚合物树脂组成。
31.一种光伏结构组件(10)，包括：
刚性支承件(2)；
根据前述权利要求中任一项所述的光伏模块(1)；以及
固定层(12)，其被布置在所述刚性支撑件(2)与所述光伏模块(1)之间，使得能够将所述光伏模块(1)粘合至所述刚性支承件(2)。
32.一种光伏模块(1)的应用在刚性支承件(2)上的用途，所述光伏模块(1)至少包括：
一个透明第一层(3)，其形成所述光伏模块(1)的用于接收光通量的正面；
一组(4)多个光伏电池(5)，所述多个光伏电池(5)被并排布置并且电连接在一起；
封装组件(6a，6b)，其用于对所述多个光伏电池(5)进行封装；
第二层(7)，其形成所述光伏模块(1)的背面，所述封装组件(6a，6b)和所述一组(4)多个光伏电池(5)被布置在所述第一层(3)与所述第二层(7)之间；
所述第一层(3)包括彼此独立的多个板(8)，每个板(8)与至少一个光伏电池(5)相对地被布置，以形成所述光伏模块(1)的不连续正面；
所述封装组件(6a，6b)的刚性由封装材料的在室温下大于或等于75MPa的杨氏模量和所述封装组件(6a，6b)的介于0.4mm与1mm之间的厚度(e)来限定；
所述第一层(3)由属于丙烯酸嵌段共聚物的至少一种透明聚合物材料组成，或所述第一层(3)由包括至少一种丙烯酸嵌段共聚物的复合物组成，所述至少一种丙烯酸嵌段共聚物具有以下通式：
(A)nB
其中：
n是大于或等于1的整数；
嵌段A是下述之一：丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物、甲基丙烯酸共聚物、聚苯乙烯、丙烯酸-苯乙烯共聚物或甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物，其中，所述丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物以及甲基丙烯酸共聚物具有高于50℃的玻璃化转化温度；并且
嵌段B是玻璃化转化温度小于20℃的下述之一：丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物或甲基丙烯酸共聚物；
并且所述光伏模块(1)通过固定层(12)被施加在所述刚性支承件(2)上。
33.根据权利要求32所述的用途，其特征在于，所述丙烯酸同聚物、丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸同聚物以及甲基丙烯酸共聚物具有高于80℃的玻璃化转化温度。
34.根据权利要求32所述的用途，其特征在于，所述嵌段B由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯组成。
35.一种用于实现根据权利要求1至30中任一项所述的光伏模块(1)的方法，所述方法至少包括下面的步骤a)以及后续至少包括下面的步骤b)或步骤c)：
a)在高于150℃的温度下，将包括光伏模块(1)的除了形成所述光伏模块(1)的正面的所述第一层(3)和可能的所谓的“冲击吸收”中间层(9)以外的一组层(11，6a，4，6b，7)进行热层压，所述中间层(9)被布置在所述第一层(3)与对所述多个光伏电池(5)进行封装的所述封装组件(6a，6b)之间；
b)在低于或等于150℃的温度下，将形成所述光伏模块(1)的正面的所述第一层(3)以及可能的所述中间层(9)层压在包括所述光伏模块(1)的在所述步骤a)期间被层压在一起的所述层(11，6a，4，6b，7)上；
c)将形成所述光伏模块(1)的正面的所述第一层(3)以及可能的所述中间层(9)通过事先沉积无论是否为反应性的液体胶来胶合、或按压至包括所述光伏模块(1)的在所述步骤a)期间被层压在一起的所述层(11，6a，4，6b，7)上。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述步骤b)为在低于或等于125℃的温度下，将形成所述光伏模块(1)的正面的所述第一层(3)以及可能的所述中间层(9)层压在包括所述光伏模块(1)的在所述步骤a)期间被层压在一起的所述层(11，6a，4，6b，7)上。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，所述按压为热按压。
38.一种用于实现根据权利要求1至30中任一项所述的光伏模块(1)的方法，所述方法包括下面的单个步骤：
d)在高于或等于150℃的温度下，将包括所述光伏模块(1)的所有层(3，9，11，6a，4，6b，7)进行热层压。
39.一种用于实现根据权利要求31所述的光伏结构组件(10)的方法，所述方法执行根据权利要求35或38所述的步骤并且后续包括下面的步骤e)：
e)借助于所述光伏结构组件(10)的固定层(12)，将所述光伏模块(1)固定至刚性支承件(2)上以形成所述光伏结构组件(10)。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107994086B (zh) * 2017-12-29 2024-05-24 江苏携创新能源科技有限公司 一种光伏毯
CN110556441A (zh) * 2018-05-15 2019-12-10 上迈（上海）新能源科技有限公司 一种光伏组件及其制备方法和应用
FR3089058B1 (fr) * 2018-11-26 2020-12-25 Commissariat Energie Atomique Dispositif photovoltaïque comportant au moins une couche de revêtement ponçable sur au moins un module photovoltaïque
FR3089059B1 (fr) * 2018-11-26 2020-12-11 Commissariat Energie Atomique Dispositif photovoltaïque comportant au moins une couche de revêtement sur au moins un module photovoltaïque avec indicateur d’usure
FR3098995A1 (fr) * 2019-07-19 2021-01-22 Total Sa Procédé de fabrication d’un collecteur photovoltaïque et collecteur photovoltaïque
CA3208699A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 William Sirski Photovoltaic module for a roof with continuous fiber tape

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101868910A (zh) * 2007-11-21 2010-10-20 阿科玛股份有限公司 使用基于pvdf的柔性上光薄膜的光伏打模块
CN201638830U (zh) * 2010-04-08 2010-11-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种柔性太阳能电池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1473108A (zh) * 1973-09-14 1977-05-11
JP3397637B2 (ja) * 1997-06-11 2003-04-21 キヤノン株式会社 太陽電池一体型屋根板、その製造方法、及びその施工方法
AU2002301252B2 (en) * 2001-10-12 2007-12-20 Bayer Aktiengesellschaft Photovoltaic modules with a thermoplastic hot-melt adhesive layer and a process for their production
US20080015684A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Wu Patrick P Method And Apparatus For Attaching Radiopaque Markers To A Stent
US20100154867A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Mechanically reliable solar cell modules
FR2951187B1 (fr) * 2009-10-08 2012-10-19 Arkema France Composition thermoplastique a base de copolymeres a blocs acryliques et son utilisation dans l'encapsulation d'elements photovoltaiques
US10601457B2 (en) * 2010-07-27 2020-03-24 Comcast Cable Communications, Llc Configuring remote control behavior to limit a maximum amount of transmissions for continuous press of a button
WO2012088098A2 (en) * 2010-12-20 2012-06-28 Solar Machines Incorporated Single cell encapsulation and flexible-format module architecture for photovoltaic power generation and method for constructing the same
FR2971626B1 (fr) * 2011-02-11 2015-12-04 Arkema France Film bi-couches d'un module photovoltaique
SG185829A1 (en) * 2011-05-06 2012-12-28 Choon Sen Soon Apparatus lens and back support plate for cooling solar energy collectors and method of fabrication thereof
JP2013038228A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池モジュール、太陽電池付道路および太陽電池の道路への施工方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101868910A (zh) * 2007-11-21 2010-10-20 阿科玛股份有限公司 使用基于pvdf的柔性上光薄膜的光伏打模块
CN201638830U (zh) * 2010-04-08 2010-11-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种柔性太阳能电池

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