DE19814652A1 - Photovoltaik-Module mit Verbundfolien - Google Patents

Photovoltaik-Module mit Verbundfolien

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Hans Braun
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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt Photovoltaik-Module, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Schichten, bestehend aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die mindestens eine Schicht aus Polycarbonat und mindestens eine Schicht aus einem fluorhaltigen Polymeren enthält, enthalten, sowie deren Verwendung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Photovoltaik-Module, die eine oder mehrere Schichten aus einer mehrschichtigen Verbundfolie enthalten sowie deren Verwendung zur stationären und mobilen Stromerzeugung.
Für starre Photovoltaik-Module wird fast ausschließlich Glas als Abdeckung einge­ setzt. Abdeckungen aus Glas sind gekennzeichnet durch geringe mechanische Belast­ barkeit.
Abdeckungen aus transparenten Kunststoffen anstelle von Glas sind bekannt. Sie be­ stehen überwiegend aus Polycarbonatplatten. Sie werden eingesetzt, wenn eine höhere mechanische Belastbarkeit benötigt wird, wie dies zum Beispiel auf Segelschiffen der Fall ist. Hier werden die Module in den Deckaufbauten eingesetzt, so daß z. B. nicht auszuschließen ist, daß die Module betreten werden. Module mit Polycarbonat als Ab­ deckung haben den Nachteil, daß sie nur wenig witterungsbeständig sind. Außerdem sind sie wasserdampfdurchlässig, so daß die Photovoltaik-Module korrodieren können. Dies führt dazu, daß diese Module nach kurzer Zeit ausgewechselt werden müssen.
Es ist bereits bekannt, in leichten und flexiblen Photovoltaik-Modulen Folien aus Fluorpolymeren als lichtdurchlässige Abdeckfolie einzusetzen. Hierbei werden sowohl reine Fluorpolymere, wie z. B. Polyvinylfluorid (PVF), als auch modifizierte Fluor­ polymere, wie Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere (ETFE), eingesetzt. Als Folien für den genannten Zweck werden z. B. Tedlar© oder Tefzel©, beides Handelsprodukte der Firma Du Pont, eingesetzt.
Dreischichtfolien mit dem Schichtaufbau Polyvinylfluorid/Polyester/Polyvinylfluorid werden ebenfalls als Rückseitenfolien für Photovoltaik-Module eingesetzt. Ein Bei­ spiel hierfür ist Icosolar®, ein Handelsprodukt der Fa. Isovolta.
Photovoltaik-Module mit Abdeckungen aus Fluorpolymerfolien sind nur wenig mechanisch belastbar. Die Fluorpolymerfolien sind schlecht bedruckbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Photovoltaik-Module mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen. In erster Linie soll im Vergleich zu Photovoltaik-Modulen mit Abdeckungen aus Fluorpolymeren die Bedruckbarkeit verbessert werden. Darüber hinaus soll die mechanische Belastbarkeit verbessert wer­ den. Im Vergleich zu Photovoltaik-Modulen mit Glasabdeckungen soll Gewicht ein­ gespart werden und die Bruchsicherheit erhöht werden. Im Vergleich zu Photovol­ taik-Modulen mit Polycarbonat als Abdeckung soll die Witterungsbeständigkeit, Wasserdampfundurchlässigkeit und Kratzfestigkeit verbessert werden. Die geringe Einsatztemperaturbeständigkeit von Photovoltaik-Modulen mit Fluorpolymeren als Abdeckung soll erhöht werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch Photovoltaik-Module, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie eine oder mehrere Schichten bestehend aus einer mehr­ schichtigen Verbundfolie, die mindestens eine Schicht aus Polycarbonat und min­ destens eine Schicht aus einem fluorhaltigen Polymeren enthält, enthalten.
Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module haben zahlreiche Vorteile.
Photovoltaik-Module auf Basis von Polycarbonat/Fluorpolymer-Verbundfolien zeigen eine verbesserte mechanische Belastbarkeit bei niedrigem Gewicht. Das geringe Ge­ wicht ist besonders vorteilhaft für die Verwendung der erfindungsgemäßen Photo­ voltaik-Module zur mobilen Stromerzeugung. Im Vergleich zu Polycarbonat-Ab­ deckungen besitzen sie eine verbesserte Witterungsbeständigkeit und Wasserdampfun­ durchlässigkeit. Die Kratzfestigkeit ist hoch.
Zusätzlich kann aufgrund einer immer mehr geforderten architektonischen Design­ freiheit die Anforderung nach guter Bedruckbarkeit der Deckschicht oder erforder­ lichenfalls auch tieferliegender Schichten erfüllt werden. Weiterhin können derartige Module unter Praxisbedingungen höheren Temperaturen ausgesetzt werden als Pho­ tovoltaik-Module mit Fluorpolymer-Schichten.
Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module enthalten mindestens eine Schicht be­ stehend aus einer mehrschichtigen Verbundfolie, die mindestens eine Schicht aus Polycarbonat und mindestens eine Schicht aus einem fluorhaltigen Polymer enthält. Außerdem enthalten sie mindestens eine Schicht, bestehend aus einer oder mehreren Solarzellen. Die Solarzellen können parallel oder in Reihe geschaltet sein.
Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module aus mehreren Schichten aufgebaut, wobei die oberste, dem Licht zugewandte Schicht aus einer Verbundfolie, die mindestens eine Schicht aus Polycarbonat und mindestens eine Schicht aus einem fluorhaltigen Polymeren enthält, besteht.
Die Solarzellen der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module bestehen aus anorgani­ schen und/oder organischen photosensitiven Materialien, z. B. monokristallinem Sili­ cium, polykristallinem Silicium oder amorphem Silicium oder Kupfer-Indium-Selenid oder Cadmiumtellurid oder organischen Farbstoffen oder Graetzel-Zellen. Bevorzugt basieren die Solarzellen auf Silicium.
Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Fluorpolymer-Verbundfolien können aus zwei oder mehr Schichten bestehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polycarbonat-Fluorpoly­ mer-Verbundfolien ist der zweischichtige Aufbau aus einer Schicht Polycarbonat und einer Schicht Fluorpolymer. Zwischen den beiden Schichten kann eine Haftvermittler­ schicht liegen. Zusätzlich können weitere Additive wie z. B. UV-Absorber in den Schichten enthalten sein.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erflndungsgemäßen Polycarbonat- Fluorpolymer-Verbundfolien ist ein Dreischichtsystem aus einer Schicht Fluorpoly­ mer, einer Schicht Polycarbonat und einer Schicht Ethylen-Vinylacetat-Copolymer.
Zwischen den genannten Schichten können Haftvermittlerschichten liegen. Zusätzlich können weitere Additive wie z. B. UV-Absorber in den Schichten enthalten sein. Dieser Schichtaufbau ist besonders vorteilhaft zur Herstellung der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module, da die Solarzellen in die Ethylen-Vinylacetat-Copolymer- Schicht einlaminiert werden können, ohne daß eine separate Folie aus Ethylen-Vinyl­ acetat-Copolymer eingesetzt werden muß.
Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Fluorpolymer-Verbundfolien können z. B. durch Extrusion, Coextrusion oder Kaschieren hergestellt werden. Sie können durch Plas­ maabscheidung, z. B. CVD (chemical vapour deposition), Sputtern, Aufdampfen, ionenstrahlunterstützendes Abscheiden, Lackieren usw. oberflächenvergütet werden.
Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Fluorpolymer-Verbundfolien können Dicken von 5 µm bis zu 1000 µm aufweisen. Bevorzugt ist eine Dicke von 100 µm bis 1000 µm. Besonders bevorzugt ist eine Dicke von 200 µm bis 600 µm. Das Ge­ wichtsverhältnis Polycarbonat/Fluorpolymer kann von 1000 : 1 bis 1 : 1000 betragen. Bevorzugt beträgt dieses Verhältnis 100 : 1 bis 1 : 100. Besonders bevorzugt beträgt es 20 : 1 bis 1 : 20.
Die in den Polycarbonat-Fluorpolymer-Verbundfolien eingesetzten Polycarbonate sind solche auf Basis der Diphenole der Formel (II)
worin
A eine Einfachbindung C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyliden,
-S- oder -SO2-,
B Chlor, Brom,
q 0, 1 oder 2 und
p 1 oder 0 sind,
oder alkylsubstituierte Dihydroxyphenylcycloalkane der Formel (III),
worin
R⁷ und R⁸ unabhängig voneinander, jeweils Wasserstoff, Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom, C1-C8-Alkyl, C5-C6-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl, bevorzugt Phenyl, und C7-C12-Aralkyl, bevorzugt Phenyl-C1-C4-Alkyl, insbesondere Benzyl,
m eine ganze Zahl von 4, 5, 6 oder 7, bevorzugt 4 oder 5,
R9 und R10 für jedes Z individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl,
und
Z Kohlenstoff bedeutet, mit der Maßgabe, daß an mindestens einem Atom Z R9 und R10 gleichzeitig Alkyl bedeuten.
Geeignete Diphenole der Formel (II) sind z. B. Hydrochinon, Resorcin, 4,4'-Di­ hydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (d. h. Bisphenol A), 2,4-Bis-(4- hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 2,2-Bis-(3- chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan.
Bevorzugte Diphenole der Formel (II) sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2- Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclo­ hexan.
Bevorzugte Diphenole der Formel (III) sind 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3-dimethyl­ cyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und 1,1-Bis-(4-hy­ droxyphenyl)-2,4,4-trimethyl-cyclopentan.
Erfindungsgemäß geeignete Polycarbonate sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate. Auch eine Mischung der vorstehend definierten thermoplastischen Polycarbonate ist geeignet.
Polycarbonate können in bekannter Weise aus Diphenolen mit Phosgen nach den Pha­ sengrenzflächenverfahren oder mit Phosgen nach dem Verfahren in homogener Phase, dem sogenannten Pyridinverfahren oder nach dem Schmelzumesterungsverfahren aus Diphenolen und Kohlensäureestern, hergestellt werden, wobei das Molekulargewicht in bekannter Weise durch eine entsprechende Menge an bekannten Kettenabbrechern eingestellt werden kann. Diese Herstellverfahren sind z. B. beschrieben in H. Schnell, "Chemistry and Physis of Polycarbonates", Polymer Reviews, Band 9, S. 31-76 Inter­ science Publishers, 1964.
Geeignete Kettenabbrecher sind z. B. Phenol, p-Chlorphenol, p-tert.-Butylphenol oder 2,4,6-Tribromphenol, aber auch langkettige Alkylphenole, wie 4-(1,1,3,3-Tetrame­ thylbutyl)-phenol oder Monoalkylphenol bzw. Dialkylphenol mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten wie z. B. 3,5-di-tert.-Butylphenol, p-iso-Octyl­ phenol, p-tert.-Octylphenol, p-Dodecylphenol und 2-(3,5-Dimethyl-heptyl)-phenol und 4-(3,5-Dimethyl-heptyl)-phenol.
Die Menge an Kettenabbrechern beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 und 10 Mol-%, bezogen auf die Summe der jeweils eingesetzten Diphenole der Formeln (II) und/oder (III).
Die erfindungsgemäß geeigneten Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte (Mw), Gewichtsmittel, gemessen z. B. durch Ultrazentrifugation oder Streulichtmessung) von 10 000 bis 200 000, vorzugsweise 18 000 bis 80 000.
Die erfindungsgemäß geeigneten Polycarbonate können in bekannter Weise verzweigt sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis 2 Mol-%, bezogen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an drei- oder mehr als dreifunktionellen Ver­ bindungen, z. B. solchen mit drei oder mehr als drei phenolischen Gruppen.
Bevorzugte Polycarbonate sind neben dem Bisphenol-A-Homopolycarbonat die Copolycarbonate von Bisphenol A mit bis zu 15 Mol-%, bezogen auf die Mol-Sum­ men an Diphenolen, an 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und die Copo­ lycarbonate von Bisphenol A mit bis zu 60 Mol-%, bezogen auf die Mol-Summen an Diphenolen, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Die Polycarbonate können teilweise oder vollständig durch aromatische Polyester­ carbonate ersetzt werden. Die aromatischen Polycarbonate können auch Polysiloxan- Blöcke enthalten. Deren Herstellung wird beispielsweise in der US-A 3 821 325 beschrieben.
Die eingesetzten Fluorpolymere sind Polymere, bei denen die Wasserstoffatome der Kohlenstoffkette des Polyethylens ganz oder teilweise durch Fluoratome ersetzt sind sowie davon abgeleitete Chlor- bzw. Fluor-Chlor-Derivate und abgeleitete Copoly­ mere.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module ist durch folgenden Aufbau gegeben. Die dem Licht zugewandte Seite besteht aus einer erfindungsgemäßen Verbundfolie. Darunter befindet sich die in ein Polymeres einge­ bettete Solarzellenschicht. Das Polymere kann z. B. Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan oder ein Polysiloxan sein. Bevorzugt wird hier Ethylen-Vinylacetat- Copolymer verwendet. Die Einbettung geschieht bevorzugt so, daß die Solarzellen zwischen zwei Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Folien einlaminiert werden. Darunter befindet sich eine Trägerschicht aus Glas, Metall, Epoxidharzmatten oder Kunststoff. Dabei werden bevorzugt gleichzeitig mit dem Einlaminieren der Solarzellen auch die weiteren Schichten des Photovoltaik-Moduls in einem Herstellungsschritt zum kom­ pletten Modul zusammengefügt. Die Photovoltaik-Module können von einem Rahmen aus Metall oder anderen Materialien eingefaßt sein. Die Photovoltaik-Module können auch direkt, ohne Trägerschicht, auf anderen Unterlagen, z. B. Flügelrahmen von Segelflugzeugen, liegen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Photovoltaik- Module ist durch folgenden symetrischen Aufbau gegeben. Die dem Licht zugewandte Seite besteht aus einer erfindungsgemäßen Verbundfolie. Darunter befindet sich die in ein Polymeres eingebettete Solarzellenschicht. Das Polymere kann z. B. Ethylen- Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan oder ein Polysiloxan sein. Bevorzugt wird hier Ethylen-Vinylacetat-Copolymer verwendet. Die Einbettung geschieht bevorzugt so, daß die Solarzellen zwischen zwei Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Folien einlaminiert werden. Darunter befindet sich eine zweite Schicht aus der erflndungsgemäßen Ver­ bundfolie. Die Photovoltaik-Module können von einem Rahmen aus Metall oder anderen Materialien eingefaßt sein.
Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module können eben oder nicht eben sein. Sie sind vorzugsweise nicht eben.
Die erfindungsgemäßen Photovolatik-Module können auch Bestandteil sogenannter Hybrid-Module sein, mit denen elektrischer Strom und Wärme erzeugt wird.
Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module können zur stationären und mobilen Stromerzeugung verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module können z. B. verwendet werden für Solarfahrzeuge, wie z. B. Solar-Automobile, für Flugzeuge oder Luftschiffe, für Schiffe oder Boote, für Wassermobile oder Wohn­ wagen, für Spielzeug, für Werbeträger wie z. B. Leuchttafeln, zur Beleuchtung von Fahrplänen, für Parkscheinautomaten, für Beleuchtungssysteme im Trekkingbereich oder im Freizeitbereich, im Bereich der Sicherheitstechnik, für Fassadenmodule, Dachmodule oder für Lärmschutzwand-Module.
Bei allen genannten Verwendungen können die erfindungsgemäßen Photovoltaik- Module entweder dazu dienen, den gesamten Energiebedarf des entsprechenden Objektes zu decken, d. h. z. B. Energie liefern, die z. B. ein Solar-Automobil zur Fort­ bewegung benötigt, oder die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module liefern nur einen Teil des Energiebedarfs der entsprechenden Objekte, z. B. zur Beleuchtung eines Fahrzeuges.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module kann z. B. nach dem Einbettungsverfahren oder nach dem Gießverfahren erfolgen.
Als wesentliches Einbettungsverfahren hat sich ein Vakuumlaminierungsverfahren unter Verwendung von Ethylenvinylacetat (EVA) als Klebefolie bewährt. Bei diesem Verfahren werden die Photovoltaik-Module in einer Vakuumkammer unter Einwir­ kung von Unter- und/oder Überdruck bei erhöhter Temperatur zu einem "Laminat" zusammengefügt. EVA schmilzt bei diesem Prozeß und umschließt die Solarzellen all­ seitig. Nach dem Vernetzungsprozeß sind die Solarzellen weitgehend gegen Feuchtig­ keit, Schmutz etc. geschützt. Dabei werden bevorzugt gleichzeitig mit dem Einlami­ nieren der Solarzellen in die EVA-Schicht auch die weiteren Schichten des Photo­ voltaik-Moduls in einem Herstellungsschritt zum kompletten Modul zusammengefügt.
Als Alternative zu diesem Verfahren wurde für die Herstellung großflächiger Module ein Gießverfahren entwickelt. Bei diesem werden die Solarzellen zwischen zwei Deckschichten, z. B. Polycarbonat-Polyvinylfluorid-Verbundfolien, eingelegt. Der Zwischenraum wird z. B. mit einem niedrigviskosen Polyurethanharz oder Polysiloxan ausgegossen. Dieses Verfahren eignet sich auch für die Herstellung von Kleinmodu­ len. Bei entsprechender Gehäusekonstruktion ist eine optimale Integration möglich.
Beispiele
Zur Prüfung der Bedruckbarkeit wurden die folgenden Versuche zur Bedruckbarkeit verschiedener Folien durchgeführt:
Die Bedruckung der Folien erfolgte mit zwei verschiedenen Einkomponenten-Siebdruckfarben:
  • 1. Siebdruckfarbe A (Hochtemperaturfarbe: Noriphan®HTR, Bindemittel Copolycarbonat auf Basis Bisphenol-A und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)- 3-3-5-trimethylcyclohexan (Handelsname APEC®HT)),
  • 2. Siebdruckfarbe B (Standardfarbe: Jet 200, Firma Pröll, Bindemittel Polyacrylatharz und Cellulosederivate).
Die Bedruckung wurde einmal über einem 100er Gewebe durchgeführt. Es erfolgte eine Hordentrocknung bei Raumtemperatur. Die Prüfung erfolgte 43 Stunden nach Andruck.
Die Gitterschnittprüfung wurde nach DIN 53 151, ISO 2409 durchgeführt.
Die Beurteilung Gitterschnittkennwert 0 ist die beste Beurteilung. Danach erfolgt eine Abstufung bis Gitterschnittkennwert 5 als schlechteste Beurteilung. Die Einstufung Gitterschnittkennwert 0 bis Gitterschnittkennwert 5 erfolgt an Vergleichsbildern gemäß der genannten Norm.
Der Klebstreifentest wird wie folgt durchgeführt. Es wird ein Gitterschnitt durchge­ führt, anschließend ein Klebstreifen von 18 mm Breite auf die Farbschicht geklebt, mit einer Gummiwalze mit mittlerem Druck angedrückt und anschließend wird der Kleb­ streifen gleichmäßig mit mittlerer Geschwindigkeit abgezogen. Beurteilt wird analog der Gitterschnittprüfung.
Zur Prüfung der mechanischen Belastbarkeit wurden die folgenden Versuche durchge­ führt:
Der Aufbau der Prüfeinrichtung ist der Zeichnung "Fig. 1" zu entnehmen.
Zur Prüfung der mechanischen Belastbarkeit wurden die folgenden Versuche an Photovoltaik-Modulen durchgeführt.
Beschreibung der Prüfeinrichtung:
Das Prüfgewicht mit einer Masse von 250 Gramm ist drehbar an einem Hebel gela­ gert. Der Radius an der Unterseite des Prüfgewichtes beträgt 20 mm. Es wird zur Prüfung um einen Betrag x angehoben und im freien Fall auf das zu prüfende Photo­ valtik-Modul fallen gelassen.
Die Unterlage ist aus festem Material. Sie ist wechselbar und wird den jeweiligen in Praxis vorliegenden Modul-Befestigungsverhältnissen angepaßt.
Die Höhe des freien Falls ist auf der Skala in Stufen ablesbar.
Die Schlagfestigkeit wird durch zehnmaliges Fallenlassen des Gewichtes und an­ schließendem Feststellen des Schadens visuell und durch Messung der elektrischen Kenngrößen des Moduls geprüft.
Versuchsdurchführung und Versuchsergebnisse:
Die Versuche zum Vergleich der Widerstandsfähigkeit der Photovoltaik-Module (eingebettete Solarzellen mit verschiedenen handelsüblichen Deckfolien) wurden durchgeführt mit einem Fallgewicht mit einer Masse von 250 g.
Das Fallgewicht wurde jeweils 10× aus der Höhe A = 10 cm, B = 20 cm, C = 30 cm auf die Probe fallen gelassen. Dazu wurde die Probe bei jedem Versuch um 30 mm von der letzten Trefferstelle weggerückt.
Beurteilt wurde, ob die eingebettete Solarzelle zerbrochen war. Im Schadensfalle ver­ schieben sich die Zellenstücke in der Ethylen-Vinylacetat-Copolymer-Schicht in einer Weise, daß der Schaden im Durchlicht sicher erkennbar ist.
Die Tests ergaben:

Claims (10)

1. Photovoltaik-Module, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Schichten bestehend aus einer mehrschichten Verbundfolie, die mindestens eine Schicht aus Polycarbonat und mindestens eine Schicht aus einem fluor­ haltigen Polymeren enthält, enthalten.
2. Photovoltaik-Module gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige Verbundfolie aus einer Schicht Polycarbonat und einer Schicht aus einem fluorhaltigen Polymer und optional einer Schicht Haftvermittler dazwischen bestehen.
3. Photovoltaik-Module gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige Verbundfolie aus einer Schicht fluorhaltigem Polymer, einer Schicht Polycarbonat, einer Schicht Ethylen-Vinylacetat-Copolymer und optional Haftvermittlerschichten zwischen diesen besteht.
4. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polycarbonatschichten oder die Schichten aus einem fluor­ haltigen Polymer oder beide UV-Absorber enthalten.
5. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der mehrschichtigen Verbundfolien die dem Licht zuge­ wandte oberste Schicht des Photovoltaik-Modules bildet.
6. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Polycarbonat ein Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A ist.
7. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Polycarbonat ein Copolycarbonat auf Basis von Bisphenol A und bis zu 60 Mol-% bezogen auf die Mol-Summe der Diphenole an 1,1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan ist.
8. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das fluorhaltige Polymer Polyvinylfluorid ist.
9. Photovoltaik-Module gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der mehrschichtigen Verbundfolien bedruckt ist.
10. Verwendung von Photovoltaik-Modulen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur stationären oder mobilen Stromerzeugung.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007045695A1 (de) 2005-10-21 2007-04-26 Systaic Ag Solarstromsystem mit einer mehrzahl von photovoltaikmodulen
EP2308679A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-13 Bayer MaterialScience AG Solarmodule mit Polycarbonatblend-Folie als Rückseitenfolie

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1302988A3 (de) * 2001-10-12 2007-01-24 Bayer MaterialScience AG Photovoltaik-Module mit einer thermoplastischen Schmelzklebeschicht sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung
US20060057392A1 (en) * 2003-10-07 2006-03-16 Smillie Benjamin A Multi-layer sheet having a weatherable surface layer
WO2007063698A1 (ja) * 2005-11-30 2007-06-07 Daikin Industries, Ltd. 太陽電池の保護カバー用塗料組成物
FR2896445B1 (fr) * 2006-01-25 2010-08-20 Arkema Film flexible a base de polymere fluore
US20080078437A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Plextronics, Inc. Solar farms having ultra-low cost opv modules
DE102010015740B4 (de) 2010-04-21 2013-04-11 Mühlbauer Ag Vorrichtung zur Herstellung eines Solarmoduls mit flexiblen Dünnschicht-Solarzellen
WO2011161051A2 (de) 2010-06-25 2011-12-29 Bayer Materialscience Ag Solarmodule mit strukturierter vorderseitiger kunststoffschicht
WO2012078517A1 (en) 2010-12-06 2012-06-14 Plextronics, Inc. Inks for solar cell inverted structures
US8350275B2 (en) * 2011-04-01 2013-01-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Optoelectronic devices and coatings therefore
US8525191B2 (en) 2011-04-01 2013-09-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Optoelectronic devices and coatings therefore
KR101448343B1 (ko) * 2012-04-09 2014-10-08 (주)엘지하우시스 태양전지 밀봉재용 eva시트 및 그의 제조방법
US10490682B2 (en) 2018-03-14 2019-11-26 National Mechanical Group Corp. Frame-less encapsulated photo-voltaic solar panel supporting solar cell modules encapsulated within multiple layers of optically-transparent epoxy-resin materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629004A1 (de) * 1993-06-14 1994-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Beschichtungsmaterial für Solarmodul
EP0681335A1 (de) * 1993-09-30 1995-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Sonnenzellenmodul mit einem oberflächen-überzugsstoff von dreischichtenstruktur
EP0769818A2 (de) * 1995-10-17 1997-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Solarzellenmodul mit einem Beschichtungsmaterial für eine Oberfläche, mit einem Teil aus spezifischem Glasfaservliesstoff

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459201A (en) * 1987-08-31 1989-03-06 Nok Corp Flexible optical waveguide circuit
JP2756082B2 (ja) * 1994-04-28 1998-05-25 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法
DE4443317A1 (de) * 1994-12-06 1996-06-13 Roehm Gmbh Kunststoff-Verbunde mit integrierten Energiegewinnungselementen
JP3222361B2 (ja) 1995-08-15 2001-10-29 キヤノン株式会社 太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0629004A1 (de) * 1993-06-14 1994-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Beschichtungsmaterial für Solarmodul
EP0681335A1 (de) * 1993-09-30 1995-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Sonnenzellenmodul mit einem oberflächen-überzugsstoff von dreischichtenstruktur
EP0769818A2 (de) * 1995-10-17 1997-04-23 Canon Kabushiki Kaisha Solarzellenmodul mit einem Beschichtungsmaterial für eine Oberfläche, mit einem Teil aus spezifischem Glasfaservliesstoff

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007045695A1 (de) 2005-10-21 2007-04-26 Systaic Ag Solarstromsystem mit einer mehrzahl von photovoltaikmodulen
EP2056358A1 (de) 2005-10-21 2009-05-06 Systaic AG Photovoltaikmodul mit einem Halterahmen aus Kunstoff
DE202006021016U1 (de) 2005-10-21 2011-12-28 Ubbink B.V. Solarstromsystem mit einer Mehrzahl von Photovoltaikmodulen
EP2308679A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-13 Bayer MaterialScience AG Solarmodule mit Polycarbonatblend-Folie als Rückseitenfolie
WO2011042361A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-14 Bayer Materialscience Ag Solarmodule mit polycarbonatblend-folie als rückseitenfolie

Also Published As

Publication number Publication date
EP1070354A1 (de) 2001-01-24
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US6329588B1 (en) 2001-12-11
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WO1999052154A1 (de) 1999-10-14
IL138698A (en) 2003-03-12
KR20010042351A (ko) 2001-05-25
CA2326792A1 (en) 1999-10-14
IL138698A0 (en) 2001-10-31

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