CN112005385A - 光伏模组及其制造方法 - Google Patents

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photovoltaic
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J·埃斯卡拉·帕劳
K·索德尔斯特罗姆
X·布里阿尔德
L-E·佩雷特-埃比
C·巴利夫
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Abstract

一种光伏模组(1)，其包括：‑前板(11)，其设置在所述光伏模组(1)的光入射侧；‑后板(19)，其设置在所述光伏模组(1)的与所述前板(11)相反的一侧；‑光伏转换装置(15)，其置于所述前板(11)和所述后板(19)之间；‑至少一个前密封层(13)，其置于所述光伏转换装置(15)和所述前板(11)之间；其特征在于，所述前密封层(13)包含分布在其中的颜料颗粒(21)。

Description

光伏模组及其制造方法
技术领域
本发明涉及光伏模组的技术领域。更具体地，本发明涉及特别适合于建筑物集成应用的有色光伏模组及其制造方法。
背景技术
光伏(PV)装置(也称为太阳能电池或太阳能电池板)的自然色趋于接近黑色，常常伴有紫色或靛蓝色，可见各个电芯的明确界定的图案。当将这种PV装置安装在建筑物上时，它们可能不美观，并且由于这个原因，将其直接用作建筑物覆层常常是不可接受的。
为了克服这个问题，已经提出了有色PV装置，其使得它们能够集成到建筑物的结构中，特别是作为外部覆层。
文献US 9,281,186公开了一种膜，该膜置于PV装置的前板上以改变模组的外观。然而，该膜需要特定的轮廓，该轮廓必须与构成模组的各个PV电芯的几何形状对齐，并且依赖于包括前板的刻面以及模组非活动部分的嵌入元件的复杂设计。
US 2014/326292公开了一种包含置于模组内部的图形膜的PV装置。该膜印有颜色或纹理，并且需要选择性反射层来限制膜对模组效率的影响。
US 9,276,141和US 8,513,517公开了置于PV模组上或PV模组内的装饰膜覆盖物。
EP2793271描述了一种白色光伏模组，其中，干涉滤光片形成在沉积在光伏模组的光入射侧的中间层上，从而在整个可见光谱内反射一定量的光。需要专用设备和技术来生产该干涉滤光片。
然而，所有这些现有技术解决方案要么复杂，要么需要将额外层应用于模组。本质上，对于添加到模组的每个其他层，由于存在更多可能分离的层之间的界面，因此模组剥离的风险增加。此外，可能需要特殊的制造技术或设备。
因此，本发明的目的是至少部分地克服现有技术的上述缺点。
发明内容
更具体地，本发明涉及一种光伏模组，其包括：
-前板，其设置在所述光伏模组的光入射侧，由例如玻璃、透明陶瓷、聚合物或其他合适的透明材料制成；
-后板，其设置在所述光伏模组(1)的与所述前板相反的一侧，该后板由例如玻璃、金属、聚合物、陶瓷或其他材料制成；
-光伏转换装置，其置于所述前板和所述后板之间，该PV装置为任何适宜的类型；
-至少一个前密封层，其置于所述光伏转换装置和所述前板之间，该前密封层由热塑性或可交联聚合物(如EVA、聚烯烃或类似物)制成。必要时，还可以在PV转换装置和后板之间设置后密封剂。
根据本发明，前密封层包含分布在其中的颜料颗粒。这些颗粒给模组着色，使其适合用作例如建筑物覆层，并且还散射一定量的入射光，这有助于隐藏光伏转换装置的结构。此外，由于该PV模组可以用标准的层压装置组装，并使用没有特殊特征(例如纹理、结构化或类似物)的标准前板形式，因此不需要特殊的制造技术。
有利地，至少一部分的所述颜料颗粒的直径为100nm至1μm，优选为300nm至700nm，更优选为400nm至600nm。颗粒的直径可以针对前密封剂层的期望的光学特性进行优化。同样地，颜料颗粒可以以0.01至10份/百份形成前密封层的树脂的质量浓度设置在所述前密封层中，可以再次对其进行调整以优化期望的特性。
颜料可以包括二氧化钛、氧化锌、铁氧化物、复合含硫硅酸钠、普鲁士蓝或任何其他适宜的颜料中的至少一种。
有利地，光伏模组还可以包括位于前密封剂和光伏转换装置之间的内部前板和内部前密封剂层。因此，本发明的模组可以通过将前密封剂和前板层压到预先存在的预制的PV模组上来简单制造。因此，本发明的模组可以基于现有的市售模组来定制制造。
有利地，印有图像、图案或类似物的图形膜可以置于所述前板的光入射侧。因此，有色前密封剂提供了均匀的背景颜色(例如可以为白色)，从而提供与图形膜的良好对比。
本发明还涉及一种制造光伏模组的方法，其包括以下步骤：
-提供层压装置，例如加热真空袋层压机或其他合适的装置；
-在所述层压装置中设置层堆叠(31)，所述层堆叠包括：
-前板，其旨在设置在所述光伏模组(1)的光入射侧，该前板由例如玻璃、透明陶瓷、聚合物或其他合适的透明材料制成；
-后板，其旨在设置在所述光伏模组的与所述前板相反的一侧，该后板由例如玻璃、透明陶瓷、聚合物或其他合适的透明材料制成；
-任何适宜形式的光伏转换装置，其置于所述前板和所述后板之间；
-合适的热塑性或可交联聚合物的至少一个前密封层，其置于所述光伏转换装置和所述前板之间，所述前密封层包含分布在其中的颜料颗粒。注意，必要时，还可以在PV转换装置和后板之间设置后密封剂。
-对所述层堆叠施加热量和压力，以便通过熔合和/或交联密封层将其组装成所述光伏模组。
颗粒给模组着色，使其适合用作例如建筑物覆层，并且还散射一定量的入射光，这有助于隐藏光伏转换装置的结构。此外，由于PV模组可以用标准的层压方法组装，并使用没有特殊特征(例如纹理、结构化或类似物)的标准前板，因此不需要特殊的制造技术。
在另选方法中，制造光伏模组的方法包括以下步骤：
-提供层压装置，例如加热真空袋层压机或其他合适的装置；
-在所述层压装置中设置层堆叠，所述层堆叠包括：
-预制的光伏模组；
-至少一个前密封层，其置于所述预制的光伏模组的旨在接收入射光的一侧，所述前密封层包含分布在其中的颜料颗粒；
-前板，其设置在所述至少一个前密封层的光入射侧；
-对所述层堆叠施加热量和压力，以便通过熔合和/或交联密封剂材料将其组装成所述光伏模组。
因此，本发明的优点可以应用于预先存在的预制的PV模组。因此，本发明的模组可以基于现有的市售模组来定制制造。由于有色模组可以基于标准的市售模组的现货很容易地定制制造，因此这是特别有效的。
有利地，所述层堆叠还包括置于所述前板的所述光入射侧的图形膜。因此，在层压期间，图形膜可以直接并入模组中。作为另选，其可以在层压后再施加。
有利地，至少一部分、优选至少50％或甚至至少75％的所述颜料颗粒的直径为100nm至1μm，优选为300nm至700nm，更优选为400nm至600nm。颗粒的直径可以针对前密封剂层的期望的光学特性进行优化。同样地，颜料颗粒可以以0.01至10份/百份树脂的质量浓度设置在所述前密封层中，可以再次对其进行调整以优化期望的特性。
有利地，所述颜料包括二氧化钛、氧化锌、铁氧化物、复合含硫硅酸钠或普鲁士蓝中的至少一种。
有利地，所述前密封层通过将所述颜料颗粒与基础树脂混合，并将所述前密封层挤出成膜而制成。
附图说明
结合以下附图，在阅读下面的描述后，本发明的更多细节将更加清楚，所述附图描绘了：
-图1：本发明的光伏模组的示意性剖视图；
-图2：本发明的另一光伏模组的示意性剖视图；
-图3：设有图形膜的本发明的光伏模组的部分的示意性剖视图；
-图4：通过层压装置制造本发明的光伏模组的示意图；
-图5-8：用本发明的光伏模组获得的实验结果图；和
-图9：设有本发明的光伏模组的建筑结构体的示意图。
具体实施方式
在下文中应注意，除非明确指出特定层直接设置在相邻层上，否则在所述层之间也可能存在一个或多个中间层。因此，默认情况下，“在……上”应解释为“直接或间接在……上”。此外，某些层、连接器等的图案化并未示出，因为它们是技术人员公知的。
图1示出了本发明的光伏(PV)模组1的第一实施方式。
该模组1包括在模组1的光入射侧上的预备在使用时被照射(在图中通过太阳符号指示)的前板11，和在模组1的与前板11相反的一侧的后板19。前板可以是玻璃、透明陶瓷、聚合物或任何其他适宜的基本上透明的材料，而后板可以是金属、玻璃、陶瓷、聚合物或任何其他适宜的材料。前板11可以结构化，并且可以设置有涂层。
光伏转换装置15位于前板和后板之间，该光伏转换装置15包括如众所周知的那样被图案化和互连的一个或多个PV电芯(包括NIP、PIN、NP或PN结)。PV电芯可以基于薄膜硅、晶体硅、锗、钙钛矿、染料敏化电芯或适合于由入射在PV模组1的光入射侧的光来产生电能的任何其他类型的PV技术。
PV转换装置15在其前侧被前密封剂层13密封(该前密封剂层13将其密封到前板11)，而在其后侧被后密封剂层17密封。后者将PV转换装置15密封到后板19，尽管其本身实际上可以形成后板。密封剂可以是标准物质，例如聚烯烃、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯)、离聚物、聚乙烯醇缩丁醛、改性的含氟聚合物或类似物。密封剂层13、17各自通常为200μm至1mm厚。此外，可以将多个前密封层13堆叠在彼此的顶部。在透明(例如玻璃)或非深色后板的情况下，为了帮助掩盖模组中存在的互连和结构化，后密封剂层17可以用深色(例如黑色、深棕色、深蓝色或类似的)着色或上色。
应当注意，可以在所示的层之间设置其他中间层，并且这些层不必是平坦的，可以举出曲面或更复杂的表面。
根据本发明，前密封剂13包含并入其中的颜料颗粒21。在多个前密封剂层的情况下，这些中的一个或多个可以包含相同或不同浓度的颜料颗粒，并且包含相同或不同的颜料。
这些颜料颗粒21是高度示意性表示的，并且至少一部分、优选至少50％、进一步优选至少75％(或甚至基本上全部)的颗粒的尺寸通常为100nm至1μm，最特别为300nm至700nm，最特别为400nm至600nm。注意，颜料颗粒是离散颗粒，其与在分子水平上分散在密封剂中的着色剂或由已经着色的材料制成的密封剂不同。
可以使用各种各样的颜料，前提是它们具有化学稳定性，无论是单独使用还是与适当的UV稳定剂(例如，受阻胺光稳定剂(HALS)、羟苯基苯并三唑、草酰苯胺、二苯甲酮、苯并三唑和羟苯基三嗪等)组合使用，均可以在长时间的紫外光暴露下保持稳定。作为合适颜料的实例，可以使用氧化钛或氧化锌颗粒来产生白色。可以使用各种铁氧化物(例如，用于红赭色的Fe2O3或用于黄色的FeO(OH))来产生黄色、橙色、红色和棕色。可以通过复合含硫硅酸钠或普鲁士蓝来产生蓝色。
颜料颗粒21可以以0.01至10份/百份用作前密封层13的基础的树脂(phr)的浓度设置。更具体地，可以使用0.1至5phr、甚至更具体地0.1至1phr的颜料颗粒21，其取决于前密封层13的厚度，较薄的密封剂层通常受益于较高浓度的颜料颗粒21。
颜料颗粒21吸收入射在PV装置1上的部分可见光，从而产生期望的颜色，并且还散射光，该光提供均匀的颜色并且有助于隐藏PV转换装置15的各种特征，例如其图案化、各个电芯之间的电互连的痕迹、各个电芯的边缘以及各个电芯与后密封剂17和/或后板19之间的颜色不匹配等。
与简单地提供通过在分子水平上分散在其中的着色剂来着色的前密封剂相比，这种散射效果特别有利，因为这种着色剂由于缺乏光散射而导致更大程度的光学透明性，因此不会隐藏如上所述的PV转换装置15的各种特征。
此外，散射效应有助于使穿过前密封剂13并进入PV转换装置15的光伏活性部分的光漫射，从而增加光通过电芯的平均路径长度，其方式类似于在PV转换装置15的光入射侧并入PV模组1中的常规漫射元件。当然，总效率与反射或散射回PV装置的光入射侧的光成比例地降低。
可以调整颜料颗粒21的尺寸，以提高对IR光敏感的PV转换装置15在红外范围内的透射率，并且通过优化前密封剂层13中的颜料颗粒尺寸及其密度，可以在颜料颗粒21之间产生干涉，从而产生闪亮、闪光或彩虹效果。
关于前密封剂层13的制造，可以将需要量的颜料颗粒21与将形成密封剂层13的基础树脂或树脂前体简单混合。必要时，也可以将适当的UV稳定剂(如上所述)同时并入树脂中。然后可以将其正常挤出，而无需任何特殊设备或技术。
由于该构造，不再需要有色的烧结前玻璃(或类似物)作为前板11，因此本发明可以在没有专用设备的情况下实施，并且PV模组1可以用常规层压装置组装(见下文)。
图2示出了本发明的PV模组1的另一个实施方式。在该变体中，前密封剂层13和前板11已经被层压到预先存在的预制的PV模组27的前面。因此，本发明的最终PV模组1还包括内部前板25和内部前密封剂层23，因为这些层已经存在于预先存在的预制的PV模组27中。如上所述，其余层15、17和19是预制的PV模组包含的，因此无需再次说明。
该布置通过将前密封剂层13和前板11加装到现有模组上，使本发明的优点应用于任何市售PV模组。这也是特别有利的，因为其使得更容易地根据最终用户的要求生产各种不同的模组1。本质上，制造商可以保持预制的标准PV模组27的现货，然后根据要求在其上层压前密封剂层13和前板11，要么从现货中选择适当着色的前密封剂层13，要么定制制造。
图3部分地示出了本发明的PV模组1的另一变体，其包括施加到前板11的光入射侧的图形膜29。例如，该图形膜29可以是通过任何适宜的技术在其上印刷有图像、图案或类似物的聚合物膜，例如市售PET膜。图形膜29可以在层压过程中(见下文)或在制造以其他方式完成的PV模组1之后施加。
图形膜29可以应用于图1或图2的实施方式，因此，PV模组1的其余部分未在图3中示出。
作为另选，在未示出的实施方式中，图形膜29可以层压在前密封剂13和前板11之间。
作为可以适当地应用于上述任何实施方式中的其他可能性，例如，含有上述颜料颗粒的聚合物层可以用作前板11直接与前密封剂13接触，或者可以作为附加层设置在玻璃或聚合物前板的顶部。在这种情况下，前密封剂13可以含有本发明的颗粒，或者可以是常规的。用于该含颗粒层的特别有利的树脂是氟烯烃，例如Lumiflon(来自Asahi GlassCo.Ltd)，但也可以是其他聚合物。
图4示意性地示出了本发明的制造PV模组1的方法。
在层压装置33中组装至少包括层11、13、15、17和19以及存在的任何其他层的层堆叠31。在图2的实施方式的情况下，层堆叠包括预制的PV模组27，在其上已施加有前密封剂层13和前板11(以及任何其他期望的层)。应当注意，层堆叠31可以以最终PV模组的光入射侧朝下或朝上的方式在层压装置33中组装。
层压装置可以是真空袋层压机、辊式层压机或任何其他适宜的类型。然后，层压装置33施加热量和压力，例如在140℃至180℃的温度和至多1巴的压力(通常为0.4巴至1巴)下持续适当的时长，这使各种密封剂层熔合，从而组装最终的PV模组1。
因此，本发明的PV模组1可以在常规的PV加工设备中制造，而无需专用设备。
图5示出了通过制造图2的实施方式的PV模组1而获得的实验结果图，其中，前密封剂层13由Dow Engage PV POE XUS 38660.00聚烯烃类基础树脂、1phr DuPont Ti-Pure R-960二氧化钛类颜料制成，而不含其他添加剂。颜料中值粒径为500nm。
添加颜料颗粒并与基础树脂手动混合，并通过双螺杆挤出机在170℃下挤出以获得厚度为0.85mm的白色可交联聚烯烃膜。
将所得的白色前密封板与50μm厚的ETFE前板组合，并在165℃的温度和约1巴(±0.99巴)的压力下层压在预制的PV模组上720秒。
为了降低对比度，PV模组的金属连接被黑化，并且后板19也被黑化。
图5的图示出了刚如上描述的本发明的PV模组1(W1)在350nm至刚好超过1150nm的波长范围内的外量子效率(EQE)和反射率(R)，并与具有相同构造但使用透明前密封剂层13的参比电芯(R1)进行对比。可以看出，在较宽的光波长带宽上，EQE下降，反射率增加。
此外，还测量了在“Lab”颜色空间坐标中表示的电芯性能和颜色，其结果示于下表中：
Figure BDA0002719355480000081
从表中可以看出，如此构造的模组1为白色，电流损耗为约58％。
图6示出了通过按照图2的实施方式制造另一PV模组1而获得的实验结果图，其中，前密封剂层13由ExxonMobil Escorene Ultra UL 00728CC EVA共聚物基础树脂制成，其中分散有0.05重量％的Scholz Red 110M颜料颗粒。
将红色颜料颗粒与基础树脂手动混合，然后将其在95℃下挤出以形成0.9mm厚的前密封剂膜。然后将其与100μm厚的ETFE前板组合，并在150℃下在基本上1巴的压力下层压720秒。按照前面的实例，金属连接被黑化并且使用黑色的后板19。
所得的PV模组具有赤陶色，特别适合安装在常见赤陶瓦的区域的屋顶上，图6的图再次示出了该PV模组(T2)与使用常规透明前密封剂的相似构造的参比模组(R2)相比获得的EQE和反射率结果。在这种情况下，赤陶色模组T2的EQE仅在约650nm波长以下显著降低，而反射率曲线仅在约600nm波长以上略有上升。
此外，性能和颜色结果示于下表中：
Figure BDA0002719355480000082
电流损耗限制为28.5％，与先前的白色模组测得的57.7％损耗相比，是有利的。
图7示出了EQE图，图8示出了由根据图1构造的PV模组获得的相对于光波长的反射率图。
在该系列实验中，根据图1的结构构造了本发明的各种PV模组，其包括由以下一个或多个层构成的各种前密封剂：
ID 颜料浓度 厚度[mm]
D_1 0.05重量％ 0.55
D_2 0.15重量％ 0.55
D_3 0.25重量％ 0.55
如上所述，基础树脂是来自Padanaplast的Polidiemme FE1252 EP改性的聚烯烃，颜料颗粒是来自DuPont的Ti-Pure R-960。首先将基础树脂和颜料在双螺杆挤出机上于170℃下混炼并造粒。随后，将粒料在单螺杆挤出机上于170℃下挤出以形成具有所述厚度的膜。对这些膜的着色进行了调整，以便具有光漫射效果和白色，并构造了以下模组：
ID 前密封剂
R3 透明(参比)
WD_1 D_1
WD_2 D_2
WD_3 D_3
WD_4 D_2+D_4(堆叠)
WD_5 D_3+D_3(堆叠)
考虑图7和8的图，PV模组WD_3代表了性能和美观之间的良好折衷。
对相同的PV模组也进行了性能测试和380nm至780nm反射率测试，结果再现于下：
电流 相对性能 反射率
ID J<sub>SC</sub>[mA/cm<sup>2</sup>] ΔJ<sub>SC</sub>[％] R<sub>380-780nm</sub>[％]
R3 36.2 - 6.3
WD_1 31.7 -12.4 15.6
WD_2 27.9 -22.9 23.7
WD_3 23.3 -35.6 29.8
WD_4 18.7 -48.3 46.1
WD_5 15.8 -56.3 48.8
作为最后实例，制造了具有图3的施加的图像层29的图1的实施方式的三个模阻。参比模组再次包括透明的前密封剂13，然后还制造了具有如上所述的WD_3和WD_4的前密封剂层13的另外两个模组。参比模组上的图像图形几乎不可见，而在其他两个上却清晰可见。
下面再现了三个模组的性能结果：
Figure BDA0002719355480000101
再次，与未着色的参比相比，前密封剂WD_3代表了美观与功率/电流损耗之间的良好折衷。
最后，图9示出了安装在建筑结构体35的屋顶上的本发明的光伏模组1。作为另选，PV模组1可以例如作为覆层安装在外墙上，或者集成到墙壁和/或屋顶的结构中。一般而言，PV模组1可以安装在建筑物35的结构上或建筑物35的结构中。
尽管已经根据具体实施方式描述了本发明，但在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对其进行变型。

Claims (14)

1.一种光伏模组(1)，其包括：
-前板(11)，所述前板(11)设置在所述光伏模组(1)的光入射侧；
-后板(19)，所述后板(19)设置在所述光伏模组(1)的与所述前板(11)相反的一侧；
-光伏转换装置(15)，所述光伏转换装置(15)置于所述前板(11)和所述后板(19)之间；
-至少一个前密封层(13)，所述至少一个前密封层(13)置于所述光伏转换装置(15)和所述前板(11)之间；
其特征在于，所述前密封层(13)包含分布在其中的颜料颗粒(21)。
2.如权利要求1所述的光伏模组(1)，其中，至少一部分、优选至少50％、进一步优选至少75％的所述颜料颗粒(21)的直径为100nm至1μm，优选为300nm至700nm，更优选为400nm至600nm。
3.如前述权利要求中任一项所述的光伏模组(1)，其中，所述颜料颗粒(21)以0.01至10份/百份树脂的质量浓度设置在所述前密封层(13)中。
4.如前述权利要求中任一项所述的光伏模组(1)，其中，所述颜料包括以下至少一种：
·二氧化钛；
·氧化锌；
·铁氧化物；
·复合含硫硅酸钠；
·普鲁士蓝。
5.如前述权利要求中任一项所述的光伏模组(1)，其还包括位于前密封剂(13)与光伏转换装置(15)之间的内部前板(25)和内部前密封剂层(23)。
6.如前述权利要求中任一项所述的光伏模组(1)，其还包括置于所述前板(11)的光入射侧的图形膜(29)。
7.一种制造光伏模组(1)的方法，其包括以下步骤：
-提供层压装置(33)；
-在所述层压装置(33)中设置层堆叠(31)，所述层堆叠(31)包括：
-前板(11)，所述前板(11)旨在设置在所述光伏模组(1)的光入射侧；
-后板(19)，所述后板(19)旨在设置在所述光伏模组(1)的与所述前板(11)相反的一侧；
-光伏转换装置(15)，所述光伏转换装置(15)置于所述前板(13)和所述后板(19)之间；
-至少一个前密封层(13)，所述至少一个前密封层(13)置于所述光伏转换装置(15)和所述前板(11)之间，所述前密封层(13)包含分布在其中的颜料颗粒(21)；
-对所述层堆叠(31)施加热量和压力，以将其组装成所述光伏模组(1)。
8.一种制造光伏模组(1)的方法，其包括以下步骤：
-提供层压装置(29)；
-在所述层压装置(29)中设置层堆叠，所述层堆叠包括：
-预制的光伏模组(27)；
-至少一个前密封层(13)，所述至少一个前密封层(13)置于所述预制的光伏模组(27)的光入射侧，所述前密封层(13)包含分布在其中的颜料颗粒(21)；
-前板(11)，所述前板(11)设置在所述至少一个前密封层(13)的光入射侧；
-对所述层堆叠(31)施加热量和压力，以将其组装成所述光伏模组(1)。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中，所述层堆叠(31)还包括置于所述前板(11)的所述光入射侧的图形膜(29)。
10.如权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，至少一部分的所述颜料颗粒(21)的直径为100nm至1μm，优选为300nm至700nm，更优选为400nm至600nm。
11.如权利要求7至10中任一项所述的方法，其中，所述颜料颗粒(21)以0.01至10份/百份树脂的质量浓度设置在所述前密封层(13)中。
12.如权利要求7至11中任一项所述的方法，其中，所述颜料包括以下至少一种：
·二氧化钛；
·氧化锌；
·铁氧化物；
·复合含硫硅酸钠；
·普鲁士蓝。
13.如权利要求7至12中任一项所述的方法，其中，所述前密封层(13)通过将所述颜料颗粒(21)与基础树脂混合，并将所述前密封层(13)挤出成膜而制成。
14.一种建筑结构体(13)，其包含至少一个权利要求1至6中任一项所述的光伏模组(1)。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4068394A4 (en) * 2019-11-25 2024-01-03 Agc Inc SOLAR CELL MODULE, PRODUCTION METHOD THEREFOR AND EXTERNAL WALL CONSTRUCTION MATERIAL USING SAME
WO2021150763A1 (en) 2020-01-22 2021-07-29 GAF Energy LLC Integrated photovoltaic roofing shingles, methods, systems, and kits thereof
US11961928B2 (en) * 2020-02-27 2024-04-16 GAF Energy LLC Photovoltaic module with light-scattering encapsulant providing shingle-mimicking appearance
US11431281B2 (en) * 2020-02-27 2022-08-30 GAF Energy LLC Photovoltaic module with light-scattering encapsulant providing shingle-mimicking appearance
TWI730663B (zh) * 2020-03-11 2021-06-11 南臺學校財團法人南臺科技大學 太陽能電池裝置及複合光學膜組
CA3174671A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 GAF Energy LLC Three-dimensional laminate photovoltaic module
EP4143891A4 (en) 2020-04-30 2024-05-29 GAF Energy LLC FRONT SHEET AND REAR SHEET OF PHOTOVOLTAIC MODULE
CN115461950A (zh) 2020-05-13 2022-12-09 Gaf能源有限责任公司 电力电缆穿透件
US11251744B1 (en) 2020-06-04 2022-02-15 GAF Energy LLC Photovoltaic shingles and methods of installing same
WO2022020490A1 (en) 2020-07-22 2022-01-27 GAF Energy LLC Photovoltaic modules
CA3191420A1 (en) 2020-09-03 2022-03-10 Gabriela Bunea Building integrated photovoltaic system
US11545928B2 (en) 2020-10-13 2023-01-03 GAF Energy LLC Solar roofing system
CA3195662A1 (en) 2020-10-14 2022-04-21 Peter Clemente Mounting apparatus for photovoltaic modules
US11454027B2 (en) 2020-10-29 2022-09-27 GAF Energy LLC System of roofing and photovoltaic shingles and methods of installing same
MX2023005598A (es) 2020-11-12 2023-09-18 GAF Energy LLC Tejas de techado con asas.
CA3197598A1 (en) 2020-11-13 2022-05-19 Gabriela Bunea Photovoltaic module systems and methods
AU2021383678A1 (en) * 2020-11-18 2023-06-15 Tesla, Inc. Colored photovoltaic roof tiles
WO2022120052A1 (en) 2020-12-02 2022-06-09 GAF Energy LLC Step flaps for photovoltaic and roofing shingles
CA3205363A1 (en) 2021-01-19 2022-07-28 Thierry Nguyen Watershedding features for roofing shingles
EP4295414A1 (en) 2021-02-19 2023-12-27 Gaf Energy LLC Photovoltaic module for a roof with continuous fiber tape
CN113948597A (zh) * 2021-04-30 2022-01-18 默克专利股份有限公司 制备彩色太阳能电池的方法
CA3212461A1 (en) 2021-05-06 2022-11-10 Nicholas Boitnott Photovoltaic module with transparent perimeter edges
CA3215217A1 (en) 2021-06-02 2022-12-08 Richard Perkins Photovoltaic module with light-scattering encapsulant providing shingle-mimicking appearance
WO2023287584A1 (en) 2021-07-16 2023-01-19 GAF Energy LLC Roof material storage bracket
US11728759B2 (en) 2021-09-01 2023-08-15 GAF Energy LLC Photovoltaic modules for commercial roofing
WO2023141566A1 (en) 2022-01-20 2023-07-27 GAF Energy LLC Roofing shingles for mimicking the appearance of photovoltaic modules
WO2023173019A1 (en) 2022-03-10 2023-09-14 GAF Energy LLC Combined encapsulant and backsheet for photovoltaic modules
US11811361B1 (en) 2022-12-14 2023-11-07 GAF Energy LLC Rapid shutdown device for photovoltaic modules
CN115799401A (zh) * 2022-12-29 2023-03-14 新源劲吾(北京)科技有限公司 一种利用真空吸附封装光伏组件的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0685299A (ja) * 1992-09-01 1994-03-25 Canon Inc 太陽電池モジュール
JP2001053298A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Bridgestone Corp 太陽電池用調色接着フィルム及び太陽電池
US20090288701A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 E.I.Du Pont De Nemours And Company Solar cell laminates having colored multi-layer encapsulant sheets
US20100282318A1 (en) * 2008-01-08 2010-11-11 Kalkanoglu Husnu M Photovoltaic module
US20120048354A1 (en) * 2009-05-13 2012-03-01 Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd. Sheet for solar cell encapsulant and solar cell module
WO2012104668A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 Toray Films Europe A multilayer white polyester film, method for manufacturing said film and use of this film as part of a back sheet for photovoltaic cells
WO2012121276A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 富士フイルム株式会社 易接着シート及び太陽電池用保護シート
JP2013133447A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 蛍光物質複合材料
JP2014232792A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 日東電工株式会社 波長変換型封止材層およびその製造方法
US20160218234A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Sistine Solar, Inc. Graphic layers and related methods for incorporation of graphic layers into solar modules

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5743970A (en) * 1995-12-13 1998-04-28 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic module having an injection molded encapsulant
JP3717369B2 (ja) * 2000-04-21 2005-11-16 シャープ株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2005079170A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Kyocera Corp 太陽電池モジュールおよびその製造方法
US8319093B2 (en) * 2006-07-08 2012-11-27 Certainteed Corporation Photovoltaic module
CN101787271A (zh) * 2009-01-23 2010-07-28 E.I.内穆尔杜邦公司 太阳能电池用量子点光波长转换层
DE102010004439A1 (de) * 2010-01-05 2011-07-07 Steinbeis-Transferzentrum Angewandte Photovoltaik u. Dünnschichttechnik, 70197 Solarzellenmodul
US9281186B2 (en) * 2011-03-31 2016-03-08 Ats Automation Tooling Systems Inc. Colored photovoltaic modules and methods of construction
WO2012152812A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 Basf Se Novel color converters
FR2978526B1 (fr) * 2011-07-29 2018-05-18 Saint-Gobain Glass France Vitrage multiple lumineux de batiment
US20140352762A1 (en) * 2012-02-03 2014-12-04 The Regents Of The University Of California Luminescent Electricity-Generating Window for Plant Growth
EP2793271A1 (en) 2013-04-16 2014-10-22 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Solar photovoltaic module
US10348239B2 (en) 2013-05-02 2019-07-09 3M Innovative Properties Company Multi-layered solar cell device
US20160308155A1 (en) * 2013-12-08 2016-10-20 Solarpaint Ltd . Solar paint material and painting system using the same
JP2017212403A (ja) * 2016-05-27 2017-11-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0685299A (ja) * 1992-09-01 1994-03-25 Canon Inc 太陽電池モジュール
JP2001053298A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Bridgestone Corp 太陽電池用調色接着フィルム及び太陽電池
US20100282318A1 (en) * 2008-01-08 2010-11-11 Kalkanoglu Husnu M Photovoltaic module
US20090288701A1 (en) * 2008-05-23 2009-11-26 E.I.Du Pont De Nemours And Company Solar cell laminates having colored multi-layer encapsulant sheets
US20120048354A1 (en) * 2009-05-13 2012-03-01 Du Pont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd. Sheet for solar cell encapsulant and solar cell module
WO2012104668A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-09 Toray Films Europe A multilayer white polyester film, method for manufacturing said film and use of this film as part of a back sheet for photovoltaic cells
WO2012121276A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 富士フイルム株式会社 易接着シート及び太陽電池用保護シート
JP2013133447A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 蛍光物質複合材料
JP2014232792A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 日東電工株式会社 波長変換型封止材層およびその製造方法
US20160218234A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Sistine Solar, Inc. Graphic layers and related methods for incorporation of graphic layers into solar modules

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