DE202007019352U1

DE202007019352U1 - Solarzellenmodule unfassend mit Poly(allylamin) und Poly(vinylamin) grundierte Polyesterfolien

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Publication number: DE202007019352U1
Application number: DE202007019352U
Authority: DE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2012-01-31
Anticipated expiration: 2017-08-16
Also published as: CN101512780A; US20080053516A1; WO2008027190A2; EP2057689A2; WO2008027190A3; JP2010503201A

Abstract

Solarzellenmodul umfassend: (a) eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen, die durch ein Verkapselungsmittel verkapselt sind, und (b) eine Polyesterfolie, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Polyolefn grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Solarzellenmodule und -laminate, die mindestens eine Polyesterfolie umfassen, bei der mindestens eine Oberfläche mit einer Beschichtung von Polyolefin, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist, bevorzugt Poly(allylamin) oder Poly(vinylamin), beschichtet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Photovoltaische(Solar-)Zellenmodule sind Einheiten, die Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln. Ein typisches Solarzellenmodul umfasst, von oben (d. h. der lichtempfangenden Seite) ausgehend, (1) eine Auftreffschicht, (2) eine spannungserzeugende Schicht (d. h. eine Schicht aus verkapselter Solarzelle/verkapselten Solarzellen, und (3) eine Trägerschicht.
Der Ausdruck „eine Schicht aus verkapselter Solarzelle/verkapselten Solarzellen” wird hier benutzt, um sich auf eine Schicht einer oder mehrerer elektronisch verschalteter Solarzellen zu beziehen, die durch polymere Materialien verkapselt ist. Die Schicht von polymeren Materialien auf der lichtempfangenden Seite der Solarzellen wird im Allgemeinen als Frontsheet-Verkapselungsschicht bezeichnet und die Schicht von polymeren Materialien auf der Rückseite der Solarzellen wird im Allgemeinen als Backsheet-Verkapselungsschicht bezeichnet. Die beiden Verkapselungsschichten können aus demselben Material gebildet sein oder verschiedenartig und unterschiedlich sein. Die optischen Eigenschaften der Frontsheet-Verkapselungsschicht müssen derart sein, dass Licht auf wirksame Weise zur Solarzelle/zu den Solarzellen übertragen werden kann. In gewissen Fällen kann die Backsheet-Verkapselungsschicht weggelassen werden und die Solarzelle/Solarzellen wird/werden direkt durch die Frontsheet-Verkapselungsschicht und die Trägerschicht eingeschlossen und verkapselt.
Der Zweck der Auftreffschicht besteht darin, ein transparentes Schutzfenster bereitzustellen, das erlaubt, dass Sonnenlicht in das Solarzellenmodul eintritt. Die Auftreffschicht ist typischerweise eine Glasplatte oder eine dünne polymere Folie (wie beispielsweise eine Fluorpolymer- oder Polyesterfolie), könnte jedoch denkbarerweise aus irgendeinem Material bestehen, das für Sonnenlicht durchlässig ist.
Der Zweck der Trägerschicht besteht darin, einen steifen Rückhalt für das Modul zu bieten und sie kann aus einer Glas-, Polymer- oder Metallplatte gebildet sein.
Das Solarzellenmodul kann durch Laminieren eines Vorlaminierungsgefüges konstruiert werden, das: (1) eine Auftreffschicht, (2) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht, (3) eine Schicht aus einer oder mehreren elektronisch verschalteten Solarzellen, (4) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht und (5) eine Trägerschicht umfasst.
Materialien, die zum Bilden der Verkapselungsschichten verwendet werden können, umfassen beispielsweise Poly(vinylacetal) (z. B. Poly(vinylbutyral) (PVB)), thermoplastisches Polyurethan (TPU), Ethylencopolymere (z. B. Poly(ethylen-co-vinylacetat) (EVA)), saure Copolymere von α-Olefinen und α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Ionomere, die von teilweise oder vollständig neutralisierten sauren Copolymeren von α-Olefinen und α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren abgeleitet sind, Siliconpolymere und Polyvinylchlorid (PVC).
Im Laufe der Entwicklung der Solarzellenmodule hat es sich gezeigt, dass eine stärkere Haftung zwischen einzelnen Schichten besonders für technisch hoch ausgereifte Solarzellenmodule wünschenswert ist, in die zusätzliche Schichten eingearbeitet sind, die dazu dienen können, die Solarzelle gegen Umweltschäden zu schützen und daher ihre Standzeit zu verlängern. Polyesterfolien, insbesondere biaxial orientierte Poly(ethylenterephthalat-)(PET-)Folien sind in Solarzellenmodulkonstruktionen in steigendem Maße verwendet worden. Die Polyesterfolien können als Auftreffschichten und/oder als Trägerschicht in Solarzellenlaminaten dienen. Die Polyesterfolien können auch als dielektrische Schichten zwischen der Solarzelle/den Solarzellen und einer Trägerschicht aus verzinktem Stahl oder Aluminiumfolie dienen. Außerdem können die Polyesterfolien in Solarzellenlaminaten als Barriereschichten, z. B. Natriumionen-, Sauerstoff- oder Feuchtigkeitsbarriereschichten, verwendet werden. Falls erwünscht, kann die Polyesterfolie beschichtet werden. Beispielsweise kann die Beschichtung als Sauerstoff- und Feuchtigkeitsbarrierebeschichtungen, wie beispielsweise die Metalloxidbeschichtung (siehe z. B. US 6521825 ; US 6818819 ; EP 1 182 710 ) und andere Beschichtungen (siehe z. B. US 6414236 ) dienen.
Es ist festgestellt worden, dass die Haftung der Polyesterfolie an andere Solarzellenschichten ein Manko innerhalb des Stands der Technik, selbst bei im Stand der Technik häufig angewendeten Polyesterfolienoberflächenbehandlungen, wie Oberflächenflammen-, -plasma- oder -coronabehandlung und/oder der Verwendung von Grundierklebstoffen, wie amino- oder glycidoxyfunktionellen Silanen darstellt. Beträchtliche Anstrengungen sind gemacht worden, um diesen Mangel zu eliminieren. Beispielsweise haben US 5728230 , US 6075202 und US 6232544 ein kompliziertes, aus fünf Schichten bestehendes Bauelement zum Verbessern der Haftung einer Polyesterplatte, die innerhalb eines Solarzellenmoduls eingebettet werden soll, offenbart.
Vor kurzem sind Poly(allyamin-) und Poly(vinylamin-)Materialien als Klebstoffgrundiermittel für Glaslaminate in Betracht gezogen worden. Siehe beispielsweise US 5411845 , US 5492765 , US 5690994 , US 5698329 , US 5770312 , US 2005/0129954 und EP 0 430 054 .
Die hier vorliegende Erfindung überwindet die Mängel des Stands der Technik und bietet Solarzellenmodule, in die Polyesterfolien mit starker Haftung an die anderen Laminatschichten eingearbeitet sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bietet ein Solarzellenmodul, das eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen, die durch ein Verkapselungsmittel verkapselt sind, und eine Polyesterfolie umfasst, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist.
Die Erfindung bietet des Weiteren ein Solarzellenmodul, das aus einem Gefüge hergestellt ist, das von oben nach unten (i) eine Auftreffschicht, (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht, (iii) eine Solarzellenschicht, die eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen umfasst und eine lichtempfangende Seite und eine Rückseite aufweist, (iv) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht und (v) eine Trägerschicht umfasst, wobei (a) die Auftreffschicht und die Frontsheet-Verkapselungsschicht auf der lichtempfangenden Seite der Solarzellenschicht positioniert sind; (b) die wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und die Trägerschicht auf der Rückseite der Solarzellenschicht positioniert sind; und (c) mindestens eine von der Auftreffschicht, der Frontsheet-Verkapselungsschicht, der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und der Trägerschicht eine Polyesterfolie umfasst, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Grundiermittel aus Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist.
Die Erfindung bietet noch weiter ein Verfahren zum Herstellen eines Solarzellenmoduls umfassend: (i) das Bereitstellen eines Gefüges umfassend von oben nach unten: (a) eine Auftreffschicht, (b) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht, (c) eine Solarzellenschicht, die eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen umfasst, (d) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht und (e) eine Trägerschicht, wobei mindestens eine von der Auftreffschicht, der Frontsheet-Verkapselungsschicht, der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und der Trägerschicht eine Polyesterfolie umfasst, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Grundiermittel aus Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist; und (ii) das Laminieren des Gefüges unter Bildung des Solarzellenmoduls.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) einer Polyesterfolie (12), bei der eine Oberfläche mit einer Beschichtung aus Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe (14) aufweist, wobei die Kombination derselben im Allgemeinen als (10) bezeichnet wird.
2 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) einer Polyesterfolie (12), bei der beide Oberflächen mit einer Beschichtung aus Polyolefin grundiert sind, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe (14) aufweist, wobei die Kombination derselben im Allgemeinen als (20) bezeichnet wird.
3 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) eines typischen Solarzellenmoduls (30), das (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst.
4 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) einer Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (40) (i) eine Auftreffschicht (31), eine Schicht der grundierten Polyesterfolie (10), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst.
5 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (50) (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst, die eine Schicht der grundierten Polyesterfolie (10) umfasst.
6 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (60) (i) eine Auftreffschicht (31), die eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie umfasst, (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst, die eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie (10) umfasst.
7 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (70) (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), eine Schicht der grundierten Polyesterfolie (20), die zwischen zwei polymeren Folien- oder Plattenschichten (32a und 32b) laminiert ist, (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst.
8 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (80) (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34), die eine Schicht der grundierten Polyesterfolie (20) umfasst, die zwischen zwei polymeren Folien oder Folienschichten (34a und 34b) laminiert ist, und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst.
9 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (90) (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), die eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie (20), die zwischen zwei polymeren Folien- oder Plattenschichten (32a und 32b) laminiert ist, umfasst, (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34), die eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie (20) umfasst, die zwischen zwei polymeren Folien oder Folienschichten (34a und 34b) laminiert ist, und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst.
10 zeigt eine Querschnittsansicht (nicht maßstabsgetreu) noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Solarzellenmodul (100) (i) eine Auftreffschicht (31), (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), die eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie (20), die zwischen zwei polymeren Folien- oder Plattenschichten (32a und 32b) laminiert ist, umfasst, (iii) eine Solarzellenschicht (33), (iv) eine Backsheet-Verkapselungsschicht (34) und (v) eine Trägerschicht (35) umfasst, die eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie (10) umfasst.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Alle Veröffentlichungen, Patentanmeldungen, Patente und andere Literaturangaben, die hier erwähnt sind, werden hier summarisch eingefügt.
Die hier aufgeführten Materialien, Verfahren und Beispiele sind nur veranschaulichend und der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte nur aufgrund der Ansprüche beurteilt werden.
DEFINITIONEN
Die folgenden Definitionen treffen auf die Ausdrücke, wie sie in dieser gesamten Beschreibung verwendet werden, zu, es sei denn, sie werden in spezifischen Fällen auf andere Weise eingeschränkt.
Es sei denn, es wird etwas anderes angegeben, so beziehen sich alle Prozentsätze, Teile, Verhältnisse usw. auf das Gewicht.
Wenn der Ausdruck „etwa” zum Beschreiben eines Werts oder eines Endpunkts eines Bereichs verwendet wird, so sollte die Offenbarung so verstanden werden, dass sie den spezifischen Wert oder Endpunkt, auf den Bezug genommen wird, umfasst.
In der vorliegenden Anmeldung werden die Ausdrücke „Platte” und „Folie” in ihrem weitesten Sinn austauschbar benutzt.
Beim Beschreiben und/oder Beanspruchen dieser Erfindung wird der Ausdruck „Copolymer” benutzt, um sich auf Polymere, die zwei oder mehrere Monomere enthalten, zu beziehen.
GRUNDIERTE POLYESTERFOLIEN
Die Erfindung betrifft die Verwendung grundierter Polyesterfolien in Solarzellenmodulen. Die hier verwendeten grundierten Polyesterfolien und das Verfahren zum Herstellen derselben sind in US 5411845 , US 5492765 , US 5690994 , US 5698329 , US 5770312 und US 7189457 offenbart worden. Jedoch sind vor dieser Erfindung derartige grundierte Polyesterfolien nicht in Solarzellen verwendet worden.
Die hier verwendeten grundierten Polyesterfolien werden durch Aufbringen eines Grundiermittels auf eine oder beide Oberflächen der Polyesterfolie (1 und 2) hergestellt. Die Polyesterfolie ist bevorzugt eine Poly(ethylenterephthalat)folie oder eine orientierte Poly(ethylenterephthalat)folie oder eine biaxial orientierte Poly(ethylenterephthalat)folie. Die Dicke der Polyesterfolie ist nicht kritisch und kann je nach der spezifischen Anwendung variiert werden. Im Allgemeinen liegt die Dicke der Polyesterfolie im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 10 mil (etwa 0,003–0,3 mm).
Das hier für das Grundieren der Polyesterfolien verwendete Grundiermittel kann ein Polyolefinmaterial umfassen, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist. Bevorzugt umfasst das Grundiermittel Poly(allylamin), Poly(vinylamin) oder Kombinationen davon. Das Grundiermittel kann zusätzliche Comonomere, wie beispielsweise N-substituierte Monoallylamin- oder Monovinylamin-Comonomere umfassen.
Im Allgemeinen wird die Polyesterfolie durch herkömmliche Verfahren als Folie extrudiert und gegossen und das Grundiermittel wird auf die Polyesterfolie entweder vor dem Strecken oder zwischen den Streckarbeiten in Maschinenrichtung und den Streckarbeiten in Querrichtung und/oder nach den beiden Streckarbeiten und dem Thermofixieren im Spannrahmenofen aufgebracht. Es ist vorzuziehen, das Grundiermittel vor der Streckarbeit in Querrichtung aufzubringen, so dass die grundierte Polyesterbahn unter Drosseln auf eine Temperatur von etwa 220°C im Spannrahmenofen erhitzt wird, um das Grundiermittel an die Polyesteroberfläche(n) anhaftend auszuhärten. Zusätzlich zu dieser ausgehärteten Grundiermittelbeschichtung kann eine zusätzliche Beschichtung aus Grundiermittel nach dem Strecken und Thermofixieren im Spannrahmenofen aufgebracht werden, um eine dickere Gesamtgrundiermittelbeschichtung zu erhalten.
Die Polyesterfolie ist bevorzugt während der Beschichtungs- und Laminierungsvorgänge ausreichend spannungsfrei und schrumpffest. Bevorzugt wird die Polyesterfolie wärmestabilisiert, um Charakteristiken geringer Schrumpfung bereitzustellen, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird (d. h. weniger als 2% Schrumpfung in beiden Richtungen nach 30 min bei 150°C).
Die grundierten Polyesterfolien können noch weiter mit zusätzlichen Beschichtungsmaterialien beschichtet werden und daher als Sauerstoff- und/oder Feuchtigkeitsbarriereschichten nützlich sein. Ein Beispiel eines derartigen zusätzlichen Beschichtungsmaterials ist die Metalloxidbeschichtung, die in US 6521825 , US 6818819 und EP 1 182 710 offenbart ist. Die hier benutzten grundierten Polyesterfolien können auch auf mindestens einer Oberfläche mit beispielsweise Aluminium metallisiert werden.
Die hier verwendeten grundierten Polyesterfolien können des Weiteren eine abriebfeste Hartbeschichtung auf mindestens einer Oberfläche umfassen, insbesondere dann, wenn die Polyesterfolie eine Außenschicht des Solarzellenmoduls bildet. Geeignete abriebfeste Hartbeschichtungen können aus Polysiloxanen oder vernetzten (duroplastischen) Polyurethanen gebildet werden, wie beispielsweise denjenigen, die in US 5567529 und US 5763089 offenbart sind. Ebenfalls hier anwendbar sind die Beschichtungen auf Oligomerbasis, die in US 2005/0077002 offenbart sind, welche Zusammensetzungen durch die Reaktion von (A) hydroxylhaltigem Oligomer mit isocyanathaltigem Oligomer oder (B) anhydridhaltigem Oligomer mit epoxidhaltiger Verbindung hergestellt werden. In der Praxis muss die Polyesterfolienoberfläche vor dem Aufbringen der Hartbeschichtung gewisse Energiebehandlungen durchmachen oder mit gewissen Grundiermitteln beschichtet werden, um die Sondierung zwischen den Polyesterfolien und den Hartbeschichtungen zu verbessern. Die gewissen Energiebehandlungen können eine kontrollierte Flammenbehandlung oder eine Plasmabehandlung sein. Beispielsweise sind Flammenbehandlungstechniken in US 2632921 , US 2648097 , US 2683984 und US 2704382 offenbart worden und Plasmabehandlungstechniken sind in US 4732814 offenbart worden. Die Grundiermittel, die nützlich sind, umfassen Poly(alkylamine) und Grundiermittel auf Acrylbasis wie beispielsweise Acrylhydrosol (siehe z. B. US 5415942 ).
SOLARZELLENLAMINATE, DIE GRUNDIERTE POLYESTERFOLIEN UMFASSEN
In einer Ausgestaltung ist die Erfindung ein Solarzellenmodul, das mindestens eine Schicht einer Polyesterfolie umfasst, wobei eine oder beide Oberflächen mit einer Beschichtung aus Polyolefin grundiert ist/sind, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe, wie beispielsweise Poly(allylamin), Poly(vinylamin) oder eine Kombination davon aufweist. Die grundierte Polyesterfolie(n) kann/können als Auftreffschicht, Frontsheet-Verkapselungsschicht, Backsheet-Verkapselungsschicht und/oder Trägerschicht des Solarzellenlaminats verwendet werden.
I. SOLARZELLENMODULE:
Die hier offenbarten Solarzellenmodule werden aus einer oder mehreren Solarzellen gebildet, die zwischen eine Reihe von Folien- oder Plattenbauelementen laminiert sind. Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein typisches Solarzellenlaminat (30) von oben nach unten (i) eine Auftreffschicht (31), die aus lichtdurchlässigem Material gebildet ist, (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht (32), die aus lichtdurchlässigem polymerem Material gebildet ist, (iii) eine Solarzellenschicht (33), die aus einer oder mehreren elektronisch verschalteten Solarzellen gebildet ist, (iv) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht (34), die aus polymerem Material gebildet ist, und (v) eine Trägerschicht (35), die aus Glas, Metall oder polymerer Folie/polymeren Folien oder Platte(n) gebildet ist, wobei die Solarzellenschicht von der Frontsheet-Verkapselungsschicht und wahlweise der Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, oder der Frontsheet-Verkapselungsschicht und der Trägerschicht verkapselt ist.
(PHOTOVOLTAISCHE) SOLARZELLEN
Solarzellen sind im Zuge der Entwicklung und Optimierung der Technologie allgemein in zunehmender Vielfalt erhältlich. Wie hier benutzt soll eine Solarzelle bedeuten, dass sie irgendeinen Gegenstand umfasst, der Licht in elektrische Energie umwandeln kann. Typische Beispiele des Stands der Technik der verschiedenen Formen von Solarzellen umfassen beispielsweise Einkristall-Siliciumsolarzellen, Polykristall-Siliciumsolarzellen, Mikrokristall-Siliciumsolarzellen, Solarzellen auf der Basis von amorphem Silicium, Kupfer-Indium-Selenid-Solarzellen, Verbindungshalbleiter-Solarzellen, Farbstoff sensibilisierte Solarzellen und dergleichen. Die häufigsten Typen von Solarzellen umfassen multikristalline Solarzellen, Dünnschichtsolarzellen, Verbindungshalbleiter-Solarzellen und Solarzellen aus amorphem Silicium aufgrund der relativ leichten Herstellung niedriger Kosten von Solarzellen im großen Maßstab.
Dünnschichtsolarzellen werden typischerweise durch Absetzen mehrerer dünner Folienschichten auf ein Substrat, wie beispielsweise Glas oder eine flexible Folie, hergestellt, wobei die Schichten so gemustert werden, dass sie eine Vielzahl einzelner Zellen bilden, die elektrisch verschaltet werden, um eine geeignete abzugebende Spannungsleistung zu erzeugen. Je nach der Reihenfolge, in der das mehrschichtige Absetzen durchgeführt wird, kann das Substrat als hintere Oberfläche oder als vorderes Fenster für das Solarzellenmodul dienen. Beispielsweise sind Dünnschichtsolarzellen in US 5512107 , US 5948176 , US 5994163 , US 6040521 , US 6137048 und US 6258620 offenbart. Beispiele von Dünnschichtsolarzellenmodulen sind diejenigen, die Cadmiumtellurid- oder CIGS-, (Cu(In-Ga)(SeS)2) Dünnschichtzellen umfassen.
VERKAPSELUNGSSCHICHTEN
Bezugnehmend auf 3 verkapseln hier wiederum die Verkapselungsschichten (d. h. die Frontsheet-Verkapselungsschicht (32) und die Backsheet-Verkapselungsschicht (34)) die bruchanfällige(n) Solarzellen(n) (33) und dienen als Barriereschichten zwischen der/den Solarzelle(n) und den äußeren Oberflächenschichten, d. h. der Auftreffschicht (31) und der Trägerschicht (35).
Die verkapselnden Schichten können aus polymeren Zusammensetzungen, wie beispielsweise sauren Copolymeren von α-Olefinen und α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, Ionomeren, die von teilweise oder vollständig neutralisierten sauren Copolymeren von α-Olefinen und α,β-ethylenisch ungesttigten Carbonsäuren abgeleitet sind, Poly(ethylen-co-vinylacetat), Poly(vinylacetal) (einschließlich Poly(vinylacetal) akustischer Qualität), thermoplastischem Polyurethan, Polyvinylchlorid, linearen Polyethylenen niederer Dichte (z. B. metallocenkatalysierten Polyethylenen niederer Dichte), Polyolefinblockelastomeren, Ethylenacrylatester-Copolymeren (z. B. Poly(ethylen-co-methylacrylat) und Poly(ethylen-co-butylacrylat)), Siliconelastomeren, Epoxidharzen und Kombinationen davon gebildet werden.
Beim Bilden der Verkapselungsschichten können verschiedene Zusatzmittel den polymeren Zusammensetzungen hinzugesetzt werden. Es versteht sich von selbst, dass irgendwelche Zusatzmittel, die im Stand der Technik bekannt sind, hier verwendet werden können. Beispielhafte Zusatzmittel umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Schmelzfluss reduzierende Zusatzmittel, Initiatoren (z. B. Dibutylzinndilaurat), Inhibitoren (z. B. Hydrochinon, Hydrochinonmonomethylether, p-Benzochinon und Methylhydrochinon), Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, strömungsverbessernde Zusatzmittel, Gleitmittel, Pigmente, Farbstoffe, Färbemittel, flammenhemmende Mittel, Schlagzahmodifiziermittel, Keimbildner, Antiblockmittel (z. B. Siliciumdioxid), Wärmestabilisatoren, UV-Absorptionsmittel, UV-Stabilisatoren, sterisch gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren (HALS), Dispergiermittel, Tenside, Chelatbildner, Haftvermittler, Klebstoffe, Grundiermittel und verstärkende Zusatzmittel (z. B. Glasfaser und Füllstoffe). Geeignete Schmelzfluss reduzierende Zusatzmittel können Folgende umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, organische Peroxide, wie beispielsweise 2,5-Dimethylhexan-2,5-dihydroperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan-3, Di-tert-butylperoxid, tert-Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2, 5-di(tert-butylperoxy)hexan, Dicumylperoxid, alpha,alpha'-Bis(tert-butyl-peroxyisopropyl)benzol, n-Butyl-4,4-bis(tert-butylperoxy)valerat, 2,2-Bis(tert-butylperoxy)butan, 1,1-Bis(tert-butylperoxy)cyclohexan, 1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, tert-Butylperoxybenzoat, Benzoylperoxid und dergleichen und Mischungen und Kombinationen davon. Bevorzugte allgemeine Klassen von Wärmestabilisatoren umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, phenolische Oxidationsmittel, alkylierte Monophenole, Alkylthiomethylphenole, Hydrochinone, alkylierte Hydrochinone, Tocopherole, hydroxylierte Thiodiphenylether, Alkylidenbisphenole, O-, N- und S-Benzylverbindungen, hydroxybenzylierte Malonate, aromatische Hydroxybenzylverbindungen, Triazinverbindungen, aminische Antioxidationsmittel, Arylamine, Diarylamine, Polyarylamine, Acylaminophenole, Oxamide, Metalldeaktivatoren, Phosphite, Phosphonite, Benzylphosphonate, Ascorbinsäure (Vitamin C), Verbindungen, die Peroxid zerstören, Hydroxylamine, Nitrone, Thiosynergisten, Benzofuranore, Indolinone und dergleichen und Mischungen davon. Bevorzugte allgemeine Klassen von UV-Absorptionsmitteln umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Benzotriazole, Hydroxybenzophenone, Hydroxyphenyltriazine, Ester von substituierten und unsubstituierten Benzoesäuren und dergleichen und Mischungen davon. Im Allgemeinen sind HALS sekundäre, tertiäre, acetylierte, N-hydrocarbyloxysubstituierte, hydroxysubstituierte, N-hydrocarbyloxysubstituierte oder andere substituierte cyclische Amine, in die des Weiteren eine sterische Hinderung, die im Allgemeinen von einer aliphatischen Substitution an den Kohlenstoffatomen neben der Aminfunktion abgeleitet ist, eingearbeitet ist. Die Praxis der oben erwähnten Zusatzmittel ist den Fachleuten allgemein bekannt. Im Allgemeinen können je nach der spezifischen Anwendung die hier verwendeten Verkapselungsschichten irgendein oder mehrere geeignete Zusatzmittel enthalten.
Die hier verwendeten Solarzellenverkapselungsschichten können in Form einer einzigen Schicht oder mehrfachen Schicht vorliegen. Mit mehrfacher Schicht ist gemeint, dass das Solarzellenverkapselungsmittel mehr als eine Schicht aus polymerer Folie oder Platte umfasst. Ein Vorteil mehrschichtiger Verkapselungsschichten besteht darin, dass spezifische Eigenschaften auf die Folie oder die Platte zugeschnitten werden können, um kritische Anwendungsbedürfnisse zu befriedigen, während die teureren Bestandteile in die äußeren Schichten verwiesen werden, wo sie den größeren Bedürfnissen entsprechen. Die mehrschichtigen Verkapselungsschichten können durch die Zusammensetzung jeder Schicht, der Dicke jeder Schicht und das Positionieren der verschiedenen Schichten innerhalb der mehrschichtigen Folie oder Platte variiert werden. Beispielsweise können in einem dreischichtigen Gebilde die Oberflächenschichten, die von gewissen sauren Copolymeren oder Ionomeren stammen, die Haftungs-, Antiblock- oder physikalischen Eigenschaften des Gebildes verbessern, während die mittlere Schicht optische Klarheit, strukturelle Unterstützung, Schockabsorptionsfähigkeit und dergleichen bereitstellen oder einfach ein kostengünstigeres Gebilde bereitstellen kann.
Die Folien und Platten der Solarzellenverkapselungsschicht können durch irgendein bekanntes Verfahren hergestellt werden. Die Folien und Platten der mehrschichtigen Solarzellenverkapselungsschicht können durch Verwendung von vorgeformten Folien und Platten, Laminaten davon, extrusionsbeschichteten mehrschichtigen Folien oder Platten, Coextrusionsguss- und Blasfolienverfahren hergestellt werden. Im Allgemeinen werden die Folien und Platten der Solarzellenverkapselungsschicht durch Extrusionsguss- oder Blasfolienverfahren hergestellt. Die Verkapselungsschicht kann glatte oder aufgeraute Oberflächen, wie beispielsweise durch Oberflächenprägung, aufweisen. Bevorzugt weisen die Verkapselungsschichten aufgeraute Oberflächen auf. Ein Faktor, der das Aussehen des Frontsheet-Teils der Solarzellenlaminate beeinflusst, besteht darin, ob das Laminat eingeschlossene Luft oder Luftblasen umfasst, die sich beispielsweise zwischen der Verkapselungsschicht und der Auftreffschicht oder der Solarzellenschicht bilden. Es ist wünschenswert, während des Laminierungsvorgangs Luft auf effiziente Weise zu entfernen. Das Bereitstellen von Kanälen für das Entweichen von Luft und Entfernen von Luft während des Laminierens ist ein bekanntes Verfahren zum Erhalten von Laminaten, die ein annehmbares Aussehen besitzen. Dies kann durch mechanisches Prägen oder durch Schmelzbruch während des Extrudierens der Platte der verkapselnden Schicht gefolgt von Abschrecken durchgeführt werden, so dass die Rauheit während der Handhabung beibehalten wird. Es wird vorgezogen, die Oberflächenrauheit beizubehalten, um das wirksame Entlüften der eingeschlossenen Luft während der Laminatherstellung zu erleichtern.
Die hier verwendeten Solarzellenverkapselungsschichten können eine Dicke von etwa 0,1–240 mil (etwa 0,003–6 mm) besitzen. Die dünneren Solarzellenverkapselungsfolien (etwa 0,1–5 mil (etwa 0,003–0,13 mm) dick) werden im Allgemeinen innerhalb flexibler Solarzellenlaminate verwendet. Andererseits werden die dickeren Solarzellenverkapselungsplatten (etwa 10–20 mil (etwa 0,25–0,51 mm) dick) im Allgemeinen innerhalb steifer Solarzellenlaminate verwendet. Selbst dickere Verkapselungsschichten (etwa 20–240 mil (etwa 0,51–6 mm) dick) können verwendet werden, wenn es erwünscht ist, dass das Solarzellenmodul zusätzlich Eigenschaften aufweist, die normalerweise für Sicherheitsglas in Betracht gezogen werden. Die Dicke der einzelnen Folien- und Plattenkomponenten, die die gesamte erfindungsgemäße mehrschichtige Verkapselungsschicht bilden, ist nicht kritisch und kann unabhängig je nach der spezifischen Anwendung variiert werden.
Falls erwünscht, kann eine oder können beide Oberflächen der Verkapselungsfolien- und -plattenschicht behandelt werden, um die Haftung an andere Laminatschichten zu verbessern. Diese Behandlung kann in irgendeiner Form, die innerhalb des Stands der Technik bekannt ist, einschließlich Klebstoffen, Grundiermitteln wie Silanen, Flammenbehandlungen (siehe z. B. US 2632921 , US 2648097 , US 2683894 und US 2704382 ), Plasmabehandlungen (siehe z. B. US 4732814 ), Elektronenstrahlbehandlungen, Oxidationsbehandlungen, Coronaentladungsbehandlungen, chemischen Behandlungen, Chromsäurebehandlungen, Heißluftbehandlungen, Ozonbehandlungen, Ultraviolettlichtbehandlungen, Sandstrahlbehandlungen, Lösungsmittelbehandlungen und dergleichen und Kombinationen davon erfolgen.
Die Zusammensetzungen und/oder die Dicke der Frontsheet- und Backsheet-Verkapselungsschichten in einem spezifischen Solarzellenlaminat können gleich oder verschieden und verschiedenartig sein. Außerdem muss die Frontsheet-Verkapselungsschicht durchsichtig sein, um das Eindringen von Licht zu gestatten. In einigen spezifischen Ausführungsformen könnte die Backsheet-Verkapselungsschicht fakultativ sein. Das heißt, in einigen spezifischen Solarzellenmodulen kann die nicht Licht empfangende Oberfläche der Solarzelle in direktem Kontakt mit dem Trägerschichtbauelement stehen.
AUFTREFFSCHICHTEN, TRÄGERSCHICHTEN UND ANDERE ZUSÄTZLICHE SCHICHTEN
Bezugnehmend auf 3 können die hier offenbarten Solarzellenmodule des Weiteren wiederum eine oder mehrere Plattenschichten oder Folienschichten umfassen, um als Auftreffschicht (31), Trägerschicht (35) und andere zusätzliche Schichten zu dienen. Bei dieser Erfindung wird die Auftreffschicht (31) aus lichtdurchlässigem Material wie Glas oder transparenter polymerer Folie/transparenten polymeren Folien oder Platte(n) gebildet, während die Trägerschicht (35) aus Folie(n) oder Platte(n) gebildet ist, die stark genug sind, um dem Solarzellenmodulbauelement Rückhalt zu verleihen.
Die Plattenschichten, wie beispielsweise die Auftreff- und Trägerschichten, die hier verwendet werden, können aus Glas- oder Kunststoffplatten, wie beispielsweise Polycarbonat, Acrylen, Polyacrylat, cyclischen Polyolefinen wie beispielsweise Ethylennorbornenpolymeren, Metallocen-katalysiertem Polystyrol, Polyamiden, Polyestern, Fluorpolymeren und dergleichen und Kombinationen davon oder Metallplatten wie Aluminium-, Stahl-, verzinkten Stahl- und Keramikplatten bestehen. Glas kann als Auftreffschicht des Solarzellenlaminats dienen und die haltgebende Trägerschicht des Solarzellenmoduls kann aus Glas, steifen Kunststoffplatten oder Metallplatten hergestellt werden.
Der Ausdruck „Glas” soll bedeuten, dass er nicht nur Fensterglas, Spiegelglas, Silicatglas, Tafelglas, Glas von niedrigem Eisengehalt, vorgespanntes Glas, vorgespanntes CeO-freies Glas und Schwimmglas, sondern auch farbiges Glas, Spezialglas, das Bestandteile beispielsweise zum Regulieren der Sonnenerwärmung umfasst, beschichtetes Glas mit beispielsweise aufgedämpften Metallen wie Silber oder Indiumzinnoxid für Solarregelzwecke, E-Glas, Toroglas, Solex^®-Glas (PPG industries, Pittsburgh, PA) und dergleichen umfasst. Derartige Spezialgläser sind beispielsweise in US 4615989 , US 5173212 , US 5264286 , US 6150028 , US 6340646 , US 6461736 und US 6468934 offenbart. Der für ein spezifisches Laminat auszuwählende Typ Glas hängt von der beabsichtigten Anwendung ab.
Die Folienschichten, wie beispielsweise die Auftreff-, Träger- oder anderen Schichten, die hier verwendet werden, können aus Metall, wie beispielsweise Aluminiumfolie, bestehen oder polymer sein. Bevorzugte polymere Folienmaterialien umfassen Poly(ethylenterephthalat), Polycarbonat, Polypropylen, Polyethylen, Polypropylen, cyclische Polyolefine, Norbornenpolymere, Polystyrol, syndiotaktisches Polystyrol, Styrol-Acrylat-Copolymere, Acrylnitril-Styrol-Copolymere, Poly(ethylennaphthalat), Polyethersulfon, Polysulfon, Nylonarten, Poly(urethane), Acrylaten, Celluloseacetate, Cellulosetriacetate, Cellophan, Vinylchloridpolymere, Polyvinylidenchlorid, Vinylidenchlorid-Copolymere, Fluorpolymere, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere und dergleichen. Am bevorzugtesten ist die polymere Folie ein biaxial orientiertes Poly(ethylenterephthalat), Aluminumfolie oder Fluorpolymerfolie wie beispielsweise Tedlar^®- oder Tefzel^®-Folien (E. I. du Pont de Nemours and Company (Wilmington, DE) (”DuPont”)). Die hier verwendete polymere Folie kann auch aus einem mehrschichtigen Laminatmaterial, wie beispielsweise einem Fluorpolymer-Polyester-Fluorpolymer(z. B. Tedlar^®-Polyester-Tedlar^®-)Laminatmaterial oder einem Fluorpolymer-Polyester-EVA-Laminatmaterial, bestehen.
Die Dicke der polymeren Folie ist nicht kritisch und kann je nach der spezifischen Anwendung variiert werden. Im Allgemeinen beträgt die Dicke der polymeren Folie etwa 0,1–10 mil (etwa 0,003–0,26 mm) oder etwa 1–4 mil (etwa 0,025–0,1 mm).
Die polymere Folie ist bevorzugt ausreichend spannungsfrei und schrumpffest durch die Beschichtungs- und Laminierungsverfahren. Bevorzugt ist die polymere Folie wärmestabilisiert, um niedrige Schrumpfcharakteristiken bereitzustellen, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird (d. h. weniger als 2% Schrumpfung in beiden Richtungen nach 30 min bei 1500).
Die hier verwendeten Folien können als Auftreffschicht (wie beispielsweise die Fluorpolymer- oder Poly(ethylenterephthalat-)Folie) oder Trägerschicht (wie beispielsweise die Fluorpolymer-, Aluminiumfolien-, oder Poly(ethylenterephthalat)-Folie) dienen. Die Folien können auch in das Solarzellenmodul als dielektrische Schichten oder als Barriereschichten, wie beispielsweise als Sauerstoff- oder Feuchte-Barriereschichten, eingearbeitet werden.
Falls erwünscht kann eine Schicht Glasfaservlies (lockerer Gitterstoff) in das Solarzellenlaminat eingearbeitet werden, um das Entlüften während des Laminierungsvorgangs zu erleichtern oder als Verstärkung für die Verkapselungsschicht(en) zu dienen. Die Verwendung derartiger Schichten von lockerem Gewebe innerhalb von Solarzellenlaminaten ist beispielsweise in US 5583057 , US 6075202 , US 6204443 , US 6320115 , US 6323416 und EP 0 769 818 offenbart.
II. SOLARZELLENMODULE, DIE GRUNDIERTE POLYESTERFOLIEN ALS AUFTREFFSCHICHTEN UND/ODER BACKSHEETS UMFASSEN:
Bezugnehmend auf die 4–6 kann das erfindungsgemäße Solarzellenlaminat eine oder mehrere grundierte Polyesterfolien als Auftreffschicht (31) und/oder Trägerschicht (35) umfassen.
Wenn die Polyesterfolie als Auftreffschicht (31) verwendet wird, wird es vorgezogen, dass die Innenfläche der Polyesterfolie, die an der Frontsheet-Verkapselungsschicht (32) anliegt, grundiert ist (4 und 6). Außerdem können des Weiteren Barrierebeschichtungen, Antireflexbeschichtungen und/oder abriebfeste Beschichtungen, wie oben offenbart, auf beide Oberflächen oder bevorzugt die lichtaufnehmende Außenfläche der grundierten Polyesterfolie (10) aufgebracht werden.
In derartigen Ausführungsformen (5 und 6), wo die Polyesterfolie als Trägerschicht (35) verwendet wird, wird es vorgezogen, dass die Innenfläche der Polyesterfolie, die an der Backsheet-Verkapselungsschicht (34) anliegt, grundiert ist. Barrierebeschichtungen, Metallbeschichtungen und/oder abriebfeste Beschichtungen können des Weiteren auf beide Oberflächen oder bevorzugt die hintere Außenfläche der grundierten Polyesterfolie (10) aufgebracht werden.
Außerdem können sowohl die Auftreff- als auch die Trägerschichten (31 und 35) innerhalb eines Solarzellenmoduls aus den grundierten Polyesterfolien (6) gebildet sein.
III. SOLARZELLENMODULE, DIE GRUNDIERTE POLYESTERFOLIEN UMFASSEN, DIE IN VERKAPSELUNGSSCHICHTEN EINGEBETTET SIND:
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Solarzellenmodul eine oder mehrere grundierte Polyesterfolien, die in der Verkapselungsschicht/den Verkapselungsschichten eingebettet sind (7–9). In diesen Ausführungsformen sind die grundierten Polyesterfolien als Komponentenunterschichten der Verkapselungsschicht(en) eingearbeitet. Es wird vorgezogen, dass beide Oberflächen der hier verwendeten Polyesterfolien grundiert sind (2). Außerdem wird es vorgezogen, dass die hier verwendeten grundierten Polyesterfolien sich nicht in direktem Kontakt mit entweder der Solarzellenschicht oder den äußeren Oberflächenschichten (d. h. den Auftreff- und den Trägerschichten) befinden. Anders ausgedrückt, wird es vorgezogen, dass die grundierten Polyesterfolien zwischen den anderen polymeren Folien- oder Plattenschichten, die die Verkapselungsschichten bilden, laminiert sind. Außerdem wird eine oder werden bevorzugt beide Oberflächen der grundierten Polyesterfolie(n) noch weiter mit einer oder mehreren Barrierebeschichtungen grundiert. Das Einarbeiten der grundierten Polyesterfolie(n) in die Verkapselungsschicht(en) bietet eine zusätzliche Sauerstoff- und/oder Feuchtigkeitsbarriere für die Solarzellen. Außerdem kann in einer Ausführungsform, wo die Trägerschicht (35) aus verzinktem Stahl oder Aluminiumfolie gebildet ist, die in der Backsheet-Verkapselungsschicht (34) eingebettete grundierte Polyesterfolie auch als dieleketrische Schicht zwischen der Solarzellenschicht (33) und der Metallrückplatte (35) dienen.
7 zeigt eine spezifische Ausführungsform, wobei die grundierte Polyesterfolienschicht (20) zwischen zwei polymere Folien- oder Plattenschichten (32a und 32b) laminiert und in der Frontsheet-Verkapselungsschicht (32) eingebettet ist. 8 zeigt eine andere Ausführungsform, wobei die grundierte Polyesterfolienschicht (20) zwischen zwei polymere Folien- oder Plattenschichten (34a und 34b) laminiert und in der Backsheet-Verkapselungsschicht (34) eingebettet ist. 9 zeigt noch eine andere Ausführungsform, wobei eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie (20) zwischen zwei polymere Folien- oder Plattenschichten (32a und 32b) laminiert und in der Frontsheet-Verkapselungsschicht (32) eingebettet ist, und eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie (20) zwischen zwei polymere Folien- oder Plattenschichten (34a und 34b) laminiert und in der Backsheet-Verkapselungsschicht (34) eingebettet ist.
Ebenfalls innerhalb des Umfangs der Erfindung liegt eine Ausführungsform (10), wobei das Solarzellenmodul (100) eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie (20) umfasst, die zwischen zwei polymere Folien- oder Plattenschichten (34a und 34b) laminiert und in der Frontsheet-Verkapselungsschicht (32) eingebettet ist und eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie (10) als Trägerschicht (35). In dieser Ausführungsform kann die erste Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren mit einer oder mehreren Barrierebeschichtungen auf einer oder beiden Oberflächen beschichtet sein und die zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie kann des Weiteren mit einer oder mehreren Barriere-, abriebfesten und/oder Metallbeschichtungen auf einer oder beiden Oberflächen beschichtet sein.
IV. SOLARZELLENMODULKONSTRUKTIONEN:
Die hier offenbarten Solarzellenlaminate können irgendeine Form annehmen, die im Stand der Technik bekannt ist. Um es kurz zu sagen, werden die oben erwähnten grundierten Polyesterfolienschichten als „P-PET-Folien” abgekürzt. Bevorzugt umfassen spezifische Solarzellenlaminatkonstruktionen beispielsweise

• Glas/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/Glas;
• Glas/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Glas;
• Glas/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/Fluorpolymerfolie (z. B. Tedlar^®-Folie);
• Fluorpolymerfolie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie;
• P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie;
• Glas/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie;
• Glas/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Aluminiumfolie;
• Fluorpolymerfolie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/Aluminiumfolie;
• Glas/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-Folie/Verkapselungsschicht/verzinkte Stahlplatte;
• Fluorpolymerfolie/Verkapselungsschicht/Solarzelle/Verkapselungsschicht/P-PET-FolieNerkapselungsschicht/verzinkte Stahlplatte und dergleichen.

SOLARZELLENLAMINIERUNGSVERFAHREN
In einer anderen Ausgestaltung ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der oben beschriebenen Solarzellenmodule.
Die erfindungsgemäßen Solarzellenmodule können durch Autoklaven- und Nichtautoklavenverfahren, wie unten beschrieben, hergestellt werden. Beispielsweise können die vorgeformten Komponentenschichten der Solarzellenlaminate in einer Vakuumlaminierungspresse aufgelegt und unter Vakuum mit Wärme und Normalluft- oder erhöhtem Druck zusammenlaminiert werden.
Beispielsweise werden bei einem typischen Verfahren eine Glasplatte, eine erste Schicht einer Frontsheet-Verkapselungsschicht, eine grundierte Polyesterfolie (wie oben offenbart), eine zweite Schicht einer Frontsheet-Verkapselungsschicht, eine Solarzellenschicht, eine Backsheet-Verkapselungsschicht, eine Tedlar^®-Fluorpolymerfolie und eine abdeckende Glasplatte unter Hitze und Druck und einem Vakuum (z. B. etwa 689–711 mmHg) zum Entfernen von Luft zusammenlaminiert. Bevorzugt ist die Glasplatte gewaschen und getrocknet worden. Ein typischer Glastyp ist etwa 90 mil (2,3 mm) dickes gekühltes Glas von niedrigem Eisengehalt. Bei einem typischen Verfahren wird das Laminatgefüge der vorliegenden Erfindung in einen Beutel, der fähig ist, einem Vakuum zu widerstehen („einen Vakuumbeutel”), eingegeben, die Luft aus dem Beutel unter Anwendung einer Vakuumlinie oder einer anderen Möglichkeit zum Bilden eines Vakuums in dem Beutel herausgezogen, der Beutel versiegelt, während das Vakuum beibehalten wird, der versiegelte Beutel in einen Autoklaven bei einem Druck von etwa 200 psi (etwa 14 Bar) und einer Temperatur von etwa 120°C–180°C oder etwa 120°C–160°C oder etwa 135°C–160°C, etwa 10–50 Minuten oder etwa 20–45 Minuten lang oder etwa 20–40 Minuten lang eingegeben. Der Vakuumbeutel kann durch einen Vakuumring ersetzt werden. Ein Typ Vakuumbeutel ist in US 3311517 offenbart.
Irgendwelche Luft, die innerhalb des Laminatgefüges eingeschlossen ist, kann durch ein Abquetschwalzenverfahren entfernt werden. Beispielsweise kann das Laminatgefüge in einem Ofen bei etwa 80°C–120°C oder etwa 90°C–100°C etwa 30 Minuten lang erhitzt werden. Daraufhin wird das erhitzte Laminatgefüge durch einen Satz Quetschwalzen so hindurchgeführt, dass die Luft in den Hohlräumen zwischen den Solarzellen-Außenseitenschichten, der Solarzelle und den Verkapselungsschichten herausgedrückt werden kann und die Kante des Gefüges versiegelt wird. Das Verfahren kann das endgültige Solarzellenlaminat bereitstellen oder das bereitstellen, das als Vorpressgefüge bezeichnet wird, je nach den Konstruktionsmaterialien und den genauen angewendeten Bedingungen.
Das Vorpressgefüge kann dann in einen Luftautoklaven eingegeben werden, wo die Temperatur auf eine Temperatur von etwa 120°C–160°C oder etwa 135°C–160°C und einen Druck von etwa 100–300 psig (etwa 7–21 Bar) oder etwa 200 psig (etwa 14 Bar) erhöht wird. Diese Bedingungen werden etwa 15–60 Minuten lang oder etwa 20–50 Minuten lang aufrechterhalten, woraufhin die Luft gekühlt wird, während keine weitere Luft dem Autoklaven zugegeben wird. Nach etwa 20 Minuten langem Kühlen wird der überschüssige Luftdruck abgelassen und die Solarzellenlaminate werden aus dem Autoklaven entfernt. Dies sollte nicht als einschränkend betrachtet werden. Im Wesentlichen kann irgendein geeignetes Verfahren zum Laminieren des Gefüges verwendet werden.
Die Laminate der vorliegenden Erfindung können auch durch Nichtautoklavenverfahren hergestellt werden. Derartige Nichtautoklavenverfahren sind beispielsweise in US 3234062 , US 3852136 , US 4341576 , US 4385951 , US 4398979 , US 5415909 , US 5536347 , US 5853516 , US 6342116 , US 2004/0182493 , EP1 235 683 B1 , WO 91/01880 und WO 03/057478 A1 offenbart. Im Allgemeinen umfassen die Nichtautoklavenverfahren das Erhitzen des Laminatgefüges oder des Vorgepressten und das Aufbringen von Vakuum, Druck oder beidem. Beispielsweise kann das Vorgepresste erfolgreich durch Erhitzungsofen und Quetschwalzen geführt werden.
Wie erwünscht, können die Kanten des Solarzellenmoduls zum Reduzieren des Eindringens von Feuchtigkeit und Luft und ihrer potentiellen Abbauwirkung auf die Effizienz und Standzeit der Solarzelle versiegelt werden. Die Kanntenversiegelungsmaterialien des allgemeinen Stands der Technik umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Butylkautschuk, Polysulfid, Silicon, Polyurethan, Polypropylenelastomere, Polystyrolelastomere, Blockelastomere, Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) und dergleichen.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung veranschaulichen und es ist nicht die Absicht, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung auf irgendeine Weise einschränken. Die Solarzellenverbindungen bei den unten aufgeführten Beispielen sind weggelassen, um die Bauelemente klarer darzustellen, jedoch können irgendwelche Solarzellenverbindungen des allgemeinen Stands der Technik innerhalb der Erfindung verwendet werden.
VERFAHREN
I. LAMINIERUNGSVERFAHREN 1:
Die unten beschriebenen Laminatschichten werden aufeinandergestapelt (aufeinandergelegt), um die Vorlaminatbauelemente, die in den Beispielen beschrieben sind, zu bilden. Für das Laminat, das eine Folienschicht als Auftreffschicht oder Trägerschicht enthält, wird eine Deckungsglasplatte auf der Folienschicht positioniert. Das Vorlaminatbauelement wird dann in einen Vakuumbeutel eingegeben, der Vakuumbeutel wird versiegelt und ein Vakuum wird aufgebracht, um die Luft aus dem Vakuumbeutel zu entfernen. Der Beutel wird in einen Ofen eingegeben und unter Beibehalten des Aufbringens des Vakuums auf den Vakuumbeutel wird der Vakuumbeutel 30 Minuten lang bei 135°C erhitzt. Der Vakuumbeutel wird dann aus dem Ofen entfernt und man lässt ihn auf die Raumtemperatur (25 ± 5°C) abkühlen. Das Laminat wird dann aus dem Vakuumbeutel entfernt, nachdem das Vakuum abgestellt worden ist.
II. LAMINIERUNGSVERFAHREN 2:
Die unten beschriebenen Laminatschichten werden aufeinandergestapelt (aufeinandergelegt), um die Vorlaminatbauelemente, die in den Beispielen beschrieben sind, zu bilden. Für das Laminat, das eine Folienschicht als Auftreffschicht oder Trägerschicht enthält, wird eine Deckungsglasplatte auf der Folienschicht positioniert. Das Vorlaminatbauelement wird dann in einen Vakuumbeutel eingegeben, der Vakuumbeutel wird versiegelt und ein Vakuum wird aufgebracht, um die Luft aus dem Vakuumbeutel zu entfernen. Der Beutel wird in einen Ofen eingegeben und 30 Minuten lang auf 90–100°C erhitzt, um irgendwelche Luft, die zwischen dem Gefüge enthalten ist, zu entfernen. Das Vorgepresste wird dann einer 30 Minuten langen Autoklavierung bei 135°C in einem Luftautoklaven bei einem Druck von 200 psig (14 Bar), wie oben beschrieben, unterworfen. Die Luft wird dann gekühlt, während keine weitere Luft in den Autoklaven eingegeben wird. Nach 20 Minuten langem Kühlen wird, wenn die Lufttemperatur weniger als etwa 50°C erreicht, der überschüssige Druck abgelassen und das Laminat aus dem Autoklaven entfernt.
BEISPIELE 1–17

Die 12 × 12 Zoll (30 × 30 cm) großen Solarzellenlaminatbauelemente, die unten in Tabelle 1 beschrieben sind, werden zusammengebaut und durch das Laminierungsverfahren 1 laminiert. Die Schichten 1 und 2 bilden jeweils die Auftreffschicht und die Frontsheet-Verkapselungsschicht und die Schichten 4 und 5 bilden jeweils die Backsheet-Verkapselungsschicht und die Trägerschicht. TABELLE 1. Solarzellen-Laminatbauelemente

Beispiel	Schicht 1	Schicht 2	Schicht 3	Schicht 4	Schicht 5
1, 18	Glas 1	Ionomer 1	Solarzelle 1	EVA 1	P-PET 1
2, 19	Glas 2	Ionomer 2	Solarzelle 2	PVB 1	P-PET 2
3, 20	Glas 1	Ionomer 2	Solarzelle 3	Ionomer 2	P-PET 3
4, 21	Glas 2	EVA 1	Solarzelle 4	EVA 1	P-PET 4
5, 22	Glas 1	PVB 1	Solarzelle 1	PVB 1	P-PET 5
6, 23	Glas 1	Ionomer 3	Solarzelle 2	EVA 2	P-PET 6
7, 24	Glas 3	PVB A	Solarzelle 3	PVB 2	P-PET 3
8, 25	FPF	Ionomer 4	Solarzelle 4	EVA 3	P-PET 4
9, 26	P-PET 3	Ionomer 4	Solarzelle 1	Ionomer 4	P-PET 5
10, 27	P-PET 4	EVA 3	Solarzelle 2	EVA 3	P-PET 6
11, 28	P-PET 3	Ionomer 4	Solarzelle 3	Ionomer 4	P-PET 3
12, 29	FPF	EBA	Solarzelle 4	EBA	P-PET 5
13, 30	Glas 1	Ionomer 5	Solarzelle 1	ACR 1	P-PET 6
14, 31	P-PET 3	Ionomer 6	Solarzelle 4	EBA	AL
15, 32	P-PET 4	EMA	Solarzelle 1	ACR 2	AL
16, 33	P-PET 3	EMA	Solarzelle 4	EMA	AL
17, 34	P-PET 3	Ionomer 4	Solarzelle 1	ACR 3	Glas 2

• ACR 1 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 15 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält und einen Schmelzindex von 5,0 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist.
• ACR 2 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 18 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält und einen Schmelzindex von 2,5 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist.
• ACR 3 ist eine 2 mil (0,05 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 21 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält und einen Schmelzindex von 5,0 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist.
• AL ist eine Aluminiumplatte (3,2 mm dick) und mit 2,5 Gew.-% Magnesium 5052 legiert und entspricht der US-Spezifikation QQ-A-250/8 und ASTM B209.
• EBA ist eine formulierte Zusammensetzung auf der Basis von Poly(ethylen-co-butylacrylat), die 20 Gew.-% polymerisierte Reste von Butylacrylat, auf das Gesamtgewicht des Copolymers bezogen, enthält, in Form einer 20 mil (0,51 mm) dicken Platte.
• EMA ist eine formulierte Zusammensetzung auf der Basis von Poly(ethylen-co-methylacrylat), die 20 Gew.-% polymerisierte Reste von Methylacrylat, auf das Gesamtgewicht des Copolymers bezogen, enthält, in Form einer 20 mit (0,51 mm) dicken Platte.
• EVA 1 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke EVA-Platte SC50B^® (Hi-Sheet, JP).
• EVA 2 ist eine 17 mil (0,43 mm) dicke EVA-Platte EVASAFE^® (Bridgestone, Nashville, TN).
• EVA 3 ist eine 2 mil (0,05 mm) dicke EVA-Folie.
• FPF ist eine 1,5 mil (0,038 mm) dicke, coronaoberflächenbehandelte Tedlar^®-Folie (DuPont).
• Glas 1 ist ein Starphire^®-Glas (PPG).
• Glas 2 ist eine Schicht klare gekühlte Schwimmglasplatte, die eine Dicke von 2,5 mm aufweist.
• Glas 3 ist ein 3,0 mm dickes Solex^®-Sonnenkontrollglas (PPG).
• Ionomer 1 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 15 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält, die zu 35 % mit Zinkion neutralisiert ist und einen Schmelzindex von 5 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist. Ionomer 1 wird aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure) hergestellt, die einen Schmelzindex von 60 g/10 Minuten aufweist.
• Ionomer 2 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 18 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält, die zu 35% mit Natriumion neutralisiert ist und einen Schmelzindex von 2,5 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist. Ionomer 2 wird aus einer Polyethylen-co-methacrylsäure) hergestellt, die einen Schmelzindex von 60 g/10 Minuten aufweist.
• Ionomer 3 ist eine 90 mil (2,25 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 18 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält, die zu 30% mit Zinkion neutralisiert ist und einen Schmelzindex von 1 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist. Ionomer 3 wird aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure) hergestellt, die einen Schmelzindex von 60 g/10 Minuten aufweist.
• Ionomer 4 ist eine 2 mil (0,05 mm) dicke Folie aus demselben Copolymer von Ionomer 3.
• Ionomer 5 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 20 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält, die zu 28% mit Zinkion neutralisiert ist und einen Schmelzindex von 1,5 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist. Ionomer 5 wird aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure) hergestellt, die einen Schmelzindex von 25 g/10 Minuten aufweist.
• Ionomer 6 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke geprägte Platte aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure), die 22 Gew.-% polymerisierte Reste von Methacrylsäure enthält, die zu 26 % mit Zinkion neutralisiert ist und einen Schmelzindex von 0,75 g/10 Minuten (190°C, ISO 1133, ASTM D1238) aufweist. Ionomer 6 wird aus einer Poly(ethylen-co-methacrylsäure) hergestellt, die einen Schmelzindex von 60 g/10 Minuten aufweist.
• P-PET 1 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die mit einer Poly(allylamin)-Grundierzusammensetzung, wie für die „Grundierung” in US 7189457 , Beispiel 1 beschrieben, beschichtet ist.
• P-PET 2 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die mit einer Poly(vinylamin)-Grundierzusammensetzung, die derjenigen, die für die „Grundierung” in US 7189457 , Beispiel 1 beschrieben ist, ähnlich ist, beschichtet ist.
• P-PET 3 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die auf einer Oberfläche mit einer Poly(allylamin)-Grundierzusammensetzung beschichtet ist und auf der anderen Oberfläche mit einer abriebfesten Polysiloxanbeschichtung, wie in US 7189457 , Beispiel 5, beschrieben, beschichtet ist. Die mit Poly(allylamin) beschichtete Folienoberfläche wird in Kontakt mit der Verkapselungsschicht gebracht und die mit Polysiloxan beschichtete Oberfläche dient als Außenfläche für das Solarzellenlaminat.
• P-PET 4 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die auf einer Oberfläche mit einer Poly(vinylamin)-Grundiermittelzusammensetzung beschichtet ist und auf der anderen Oberfläche mit einer abriebfesten Polysiloxanbeschichtung, wie in US 7189457 , Beispiel 5, beschrieben, beschichtet ist. Die mit Poly(vinlylamin) beschichtete Folienoberfläche wird in Kontakt mit der Verkapselungsschicht gebracht und die mit Polysiloxan beschichtete Oberfläche dient als Außenfläche für das Solarzellenlaminat.
• P-PET 5 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die mit einer Poly(vinylamin)-Grundiermittelzusammensetzung beschichtet ist, die derjenigen, die für die „Grundierung” in US 7189457 , Beispiel 1, beschrieben ist, ähnlich ist, und dann eine Oberfläche der grundierten Poly(ethylenterephthalat)-Folie mit Aluminium metallisiert wird. Die mit Poly(vinlylamin) beschichtete Folienoberfläche wird in Kontakt mit der Verkapselungsschicht gebracht und die metallisierte Oberfläche dient als Außenfläche für das Solarzellenlaminat.
• P-PET 6 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die mit einer Poly(vinylamin)-Grundiermittelzusammensetzung beschichtet ist, die derjenigen, die für die „Grundierung” in US 7189457 , Beispiel 1, beschrieben ist, ähnlich ist, und dann eine Oberfläche der grundierten Poly(ethylenterephthalat)-Folie mit Aluminium metallisiert wird. Die mit Poly(vinlylamin) beschichtete Folienoberfläche wird dann in Kontakt mit der Verkapselungsschicht gebracht und die metallisierte Oberfläche dient als Außenfläche für das Solarzellenlaminat.
• PVB 1 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke PVB-Platte B51V^® (DuPont).
• PVB 2 ist eine 20 mil (0,51 mm) dicke PVB-Platte B51S^® (DuPont).
• PVB A ist eine akustische Poly(vinylbutyral)-Platte, die 100 Teile pro hundert (pph) Poly(vinylbutyral) mit einer Hydroxylzahl von 15 enthält und mit 48,5 pph Weichmachertetraethylenglykoldiheptanoat weichgemacht ist, das auf ähnliche Weise wie diejenigen, die in WO 20041039581 offenbart sind, hergestellt worden ist.
• Die Solarzelle 1 ist eine 10 × 10 Zoll (25 × 25 cm) dicke, aus amorphem Silicium bestehende photovoltaische Vorrichtung, die ein Edelstahlsubstrat (125 μm) mit einer aus amorphem Silicium bestehenden Halbleiterschicht umfasst ( US-Patentschrift Nr. 6093581 , Beispiel 1).
• Die Solarzelle 2 ist eine 10 × 10 Zoll (25 × 25 cm) dicke photovoltaische Kupfer-Indium-Diselenid-(CIS-)Vorrichtung ( US-Patentschrift Nr. 6353042 , Spalte 6, Zeile 19).
• Die Solarzelle 3 ist eine 10 × 10 Zoll (25 × 25 cm) dicke photovoltaische Cadmiumtellurid-(CdTe-)Vorrichtung ( US 6353042 , Spalte 6, Zeile 49).
• Die Solarzelle 4 ist eine Siliciumsolarzelle, die aus einem 10 × 10 Zoll (25 × 25 cm) dicken aus polykristallinem EFG gezüchteten Wafer hergestellt ist ( US 6660930 , Spalte 7, Zeile 61).

Die oben angegebenen geprägten Plattenbauelemente werden auf einer Extrusionsplattenstraße, die mit Pragewalzen ausgestattet ist, unter Anwendung von Plattenbildungsverfahren des allgemeinen Stands der Technik hergestellt.

Dies beinhaltet im Wesentlichen die Verwendung einer Extrusionsstraße, die aus einem Doppelschneckenextruder besteht, wobei ein Plattenextrusionswerkzeug Schmelze in einen Kalanderwalzenstapel eingibt. Die Kalanderwalzen weisen ein geprägtes Oberflächenmuster auf, das in die Metalloberfläche eingraviert ist, die bis zu unterschiedlichen Graden ein umgekehrtes Bild der Oberflächentextur auf die Polymerschmelze aufbringt, während sie zwischen und um die texturierten Walzen hindurch- bzw. um sie herum geht. Beide Oberflächen der Platte werden mit einem Muster mit den folgenden charakteristischen Eigenschaften geprägt:

Durchschnittliche Tiefe der Einprägungen:	21 ± 4 μm;
Durchschnittliche Erhöhung der Einprägungen:	25 ± 5 μm;
Musterhäufigkeit/mm:	2;
Erhebungsbreite:	0,350 ± 0.02 mm;
Talbreite:	0,140 ± 0.02 mm.

Die Oberflächenrauheit, Rz, kann in Mikron als Durchschnittsrauheit von 10 Punkten ISO-R468 der Internationalen Organisation für Normung gemäß ausgedrückt werden. Die Rauheitsmessbestimmungen erfolgen unter Anwendung eines Profilometers vom Stifttyp (SURFCOM 1500A, von Tokyo Seimitsu Kabushiki Kaisha, Tokio, Japan, hergestellt), wie in ASME B46.1-1995 beschrieben, unter Anwendung einer Spurenlänge von 26 mm. ARp und ARt und die Bereichswölbung werden durch Nachzeichnen der Rauhigkeit über einen Bereich von 5,8 × 5,6 mm in 201 Schritten unter Anwendung des Perthometer Concept-Systems, das von Mahr GmbH, Göttingen, Deutschland, hergestellt wird, gemessen. Es erweist sich, dass die Platte eine Rz im Bereich von etwa 15 bis etwa 25 μm aufweist.
BEISPIELE 18–34:
Die 12 × 12 Zoll (30 × 30 cm) dicke Solarzellenlaminatbauelemente, die oben in Tabelle 1 beschrieben sind, werden zusammengebaut und durch das oben beschriebene Laminierungsverfahren 2 laminiert.
BEISPIELE 35–46:

Die 12 × 12 Zoll (30 × 30 cm) dicken Solarzellenlaminatbauelemente, die unten in Tabellen 2–4 beschrieben sind, werden zusammengebaut und durch das Laminierungsverfahren 1 laminiert. In den Beispielen 35–42, stellt die Schicht 1 die Auftreffschicht dar, die Schichten 2, 3 und 4 stellen die Frontsheet-Verkapselungsschicht dar, die Schicht 6 stellt die Backsheet-Verkapselungsschicht und die Schicht 7 stellt die Trägerschicht dar. In den Beispielen 43–46 stellt die Schicht 1 die Auftreffschicht dar, die Schichten 2, 3 und 4 stellen die Frontsheet-Verkapselungsschicht dar, die Schicht 6, 7 und 8 stellt die Backsheet-Verkapselungsschicht dar und die Schicht 9 stellt die Trägerschicht dar. Table 2. Solarzellenlaminatbauelemente

Beispiel	35, 47	36, 48	37, 49	38, 50
Schicht
1	Glas 1	FPF	Glas 1	Glas 2
2	EVA 2	EVA 3	Ionomer 5	Ionomer 6
3	P-PET 1	P-PET 7	Solarzelle 3	Solarzelle 4
4	EVA 2	EVA 1	Ionomer 4	Ionomer 6
5	Solarzelle 1	Solarzelle 2	P-PET 8	P-PET 2
6	EVA 2	EVA 1	Ionomer 5	Ionomer 6
7	Glas 1	Glas 2	FPF	AL

• P-PET 7 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die auf einer Oberfläche mit einer Poly(vinylamin)-Grundiermittelzusammensetzung beschichtet ist und auf der anderen Oberfläche mit einer feuchtigkeitsfesten Beschichtung, die derjenigen, die in US 6521825 , Beispiel 1 beschrieben ist, ähnlich ist, beschichtet ist.
• P-PET 8 ist eine Poly(ethylenterephthalat)-Folie, die auf einer Oberfläche mit einer Poly(allylamin)-Grundierzusammensetzung beschichtet ist und auf der anderen Oberfläche mit einer feuchtigkeitsfesten Beschichtung, die derjenigen, die in US 6521825 , Beispiel 1 beschrieben ist, ähnlich ist, beschichtet ist.

Beispiel	39, 51	40, 52	41, 53	42, 54
Schicht
1	FPF	FPF	Glas 1	FPF
2	Ionomer 4	EVA 3	EVA 1	ACR 3
3	P-PET 7	P-PET 8	P-PET 1	P-PET 8
4	Ionomer 4	EVA 3	EVA 1	Ionomer 6
5	Solarzelle 1	Solarzelle 4	Solarzelle 1	Solarzelle 4
6	Ionomer 4	EVA 3	EVA 1	Ionomer 6
7	P-PET 6	P-PET 5	P-PET 3	P-PET 4

Beispiel	43, 55	44, 56	45, 57	46, 58
Schicht
1	Glas 1	FPF	FPF	FPF
2	EVA 2	Ionomer 5	EVA 3	ACR 3
3	P-PET 1	P-PET 7	P-PET 8	P-PET 7
4	EVA 2	Ionomer 5	EVA 3	Ionomer 4
5	Solarzelle 1	Solarzelle 4	Solarzelle 4	Solarzelle 1
6	EVA 2	Ionomer 5	EVA 3	Ionomer 4
7	P-PET 1	P-PET 2	P-PET 8	P-PET 7
8	EVA 2	Ionomer 5	EVA 3	ACR 3
9	AL	AL	FPF	FPF

BEISPIELE 47–58:
Die 12 × 12 Zoll (30 × 30 cm) großen Solarzellenlaminatbauelemente, die oben in den Tabellen 2–4 beschrieben sind, werden zusammengebaut und durch das Laminierungsverfahren 2 laminiert. In den Beispielen 47–54 stellt die Schicht 1 die Auftreffschicht dar, die Schichten 2, 3 und 4 stellen die Frontsheet-Verkapselungsschicht dar, die Schicht 6 stellt die Backsheet-Verkapselungsschicht und die Schicht 7 stellt die Trägerschicht dar. In den Beispielen 55–58 stellt die Schicht 1 die Auftreffschicht dar, die Schichten 2, 3 und 4 stellen die Frontsheet-Verkapselungsschicht dar, die Schichten 6, 7 und 8 stellen die Backsheet-Verkapselungsschicht und die Schicht 9 stellt die Trägerschicht dar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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US 5512107 [0042]
US 5948176 [0042]
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US 5264286 [0053]
US 6150028 [0053]
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US 6461736 [0053]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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ASTM D1238 [0077]
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ASTM D1238 [0077]
ISO-R468 [0080]
ASME B46.1-1995 [0080]

Claims

Solarzellenmodul umfassend: (a) eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen, die durch ein Verkapselungsmittel verkapselt sind, und (b) eine Polyesterfolie, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Polyolefn grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist.
Solarzellenmodul, das aus einem Gefüge hergestellt ist, das von oben nach unten Folgendes umfasst: (i) eine Auftreffschicht, (ii) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht, (iii) eine Solarzellenschicht, die eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen umfasst und eine lichtempfangende Seite und eine Rückseite aufweist, (iv) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht und (v) eine Trägerschicht wobei (a) die Auftreffschicht und die Frontsheet-Verkapselungsschicht auf der lichtempfangenden Seite der Solarzellenschicht positioniert sind; (b) die wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und die Trägerschicht auf der Rückseite der Solarzellenschicht positioniert sind; und (c) mindestens eine von der Auftreffschicht, der Frontsheet-Verkapselungsschicht, der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und der Trägerschicht eine Polyesterfolie umfasst, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Grundiermittel aus Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Grundiermittel aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Poly(allylamin), Poly(vinylamin) und einer Kombination davon.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Grundiermittel Poly(allylamin) ist.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1–3, wobei das Grundiermittel Poly(vinylamin) ist.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Polyesterfolie eine biaxial orientierte Poly(ethylenterephthalat)folie ist.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 2–6, wobei die Auftreffschicht eine erste Schicht der Polyesterfolie umfasst, bei der die Innenfläche mit dem Grundiermittel grundiert und an der Frontsheet-Verkapselungsschicht befestigt ist
Solarzellenmodul nach Anspruch 7, wobei eine lichtaufnehmende Außenfläche der ersten Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barrierebeschichtungen, Antireflexbeschichtungen und abriebfesten Beschichtungen.
Solarzellenmodul nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Trägerschicht des Weiteren eine zweite Schicht der Polyesterfolie umfasst, bei der die Innenfläche mit dem Grundiermittel grundiert und an der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, oder an einer hinteren nicht Licht empfangenden Oberfläche der Solarzellenschicht befestigt ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 9, wobei eine hintere Außenfläche der zweiten Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barrierebeschichtungen, abriebfesten Beschichtungen und Metallbeschichtungen.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 2–6, wobei die Trägerschicht eine Schicht der Polyesterfolie umfasst, bei der die Innenfläche mit dem Grundiermittel grundiert und an der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, oder an der hinteren Oberfläche der Solarzellenschicht befestigt ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 11, wobei eine hintere Außenfläche der grundierten Polyesterfolie des Weiteren mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barrierebeschichtungen, abriebfesten Beschichtungen und Metallbeschichtungen.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 2–6, wobei die Frontsheet-Verkapselungsschicht eine erste Schicht der grundierten Polyesterfolie zwischen zwei polymeren Folien oder Platten laminiert umfasst.
Solarzellenmodul nach Anspruch 13, wobei die erste Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren auf einer oder beiden Oberflächen mit einer Barrierebeschichtung beschichtet ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 13 oder 14, wobei die wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht vorliegt und des Weiteren eine zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie zwischen zwei polymeren Fallen oder Platten laminiert umfasst.
Solarzellenmodul nach Anspruch 15, wobei die zweite Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren auf einer oder beiden Oberflächen mit einer Barrierebeschichtung beschichtet ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Trägerschicht des Weiteren eine zweite Schicht der Polyesterfolie umfasst, bei der die Innenfläche mit dem Grundiermittel grundiert und an der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, oder an der hinteren Oberfläche der Solarzellenschicht befestigt ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 17, wobei eine hintere Außenfläche der zweiten Schicht der grundierten Polyesterfolie des Weiteren mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Barrierebeschichtungen, abriebfesten Beschichtungen und Metallbeschichtungen.
Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 2–6, wobei die wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht vorliegt und des Weiteren eine Schicht der grundierten Polyesterfolie zwischen zwei polymeren Folien oder Platten laminiert umfasst.
Solarzellenmodul nach Anspruch 19, wobei die grundierte Polyesterfolie des Weiteren auf einer oder beiden Oberflächen mit einer Barriere- oder Metallbeschichtung beschichtet ist.
Solarzellenmodul, erhältlich durch ein Verfahren umfassend: (i) das Bereitstellen eines Gefüges umfassend von oben nach unten: (a) eine Auftreffschicht, (b) eine Frontsheet-Verkapselungsschicht, (c) eine Solarzellenschicht, die eine oder mehrere elektronisch verschaltete Solarzellen umfasst, (d) eine wahlweise Backsheet-Verkapselungsschicht und (e) eine Trägerschicht, wobei mindestens eine von der Auftreffschicht, der Frontsheet-Verkapselungsschicht, der wahlweisen Backsheet-Verkapselungsschicht, liegt sie vor, und der Trägerschicht eine Polyesterfolie umfasst, bei der mindestens eine Oberfläche mit einem Grundiermittel aus Polyolefin grundiert ist, das mindestens eine primäre aminfunktionelle Gruppe aufweist; und (ii) das Laminieren des Gefüges unter Bildung des Solarzellenmoduls.
Solarzellenmodul nach Anspruch 21, wobei der Schritt (ii) des Laminierens durch Aussetzen des Gefüges an Hitze durchgeführt wird.