DE212012000175U1 - Flexible Photovoltaik-Paneele - Google Patents
Flexible Photovoltaik-Paneele Download PDFInfo
- Publication number
- DE212012000175U1 DE212012000175U1 DE212012000175.1U DE212012000175U DE212012000175U1 DE 212012000175 U1 DE212012000175 U1 DE 212012000175U1 DE 212012000175 U DE212012000175 U DE 212012000175U DE 212012000175 U1 DE212012000175 U1 DE 212012000175U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- polyethylene terephthalate
- microns
- photovoltaic cells
- panel according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 29
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims abstract description 29
- -1 polyethylene Terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 79
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims description 12
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 11
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 241001136792 Alle Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 206010041953 Staring Diseases 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005674 ethylene-propylene random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001384 propylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/049—Protective back sheets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
Flexible Photovoltaik-Paneele (1), welche aufweist: – eine Mehrzahl von aus kristallinem Silizium hergestellten starren Photovoltaikzellen (2); – zumindest eine Verkapselungsschicht (3) aus thermoplastischem Material, das dazu ausgelegt ist, die Photovoltaikzellen darin aufzunehmen, wobei die Verkapselungsschicht durch erste und zweite Schichten (3a, 3b) gebildet ist, die an entgegengesetzten Seiten der Mehrzahl von Photovoltaikzellen angeordnet und um die Photovoltaikzellen herum geschmolzen sind; – zumindest eine vordere Schicht (4, 5) aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer ersten Oberfläche davon verbunden und darauf aufgelagert ist, wobei die vordere Schicht während des Gebrauchs zum Sonnenlicht freiliegt und zumindest teilweise aus ultraviolett-beständigem Material hergestellt ist; und – zumindest eine Rückenschicht (6) aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten zweiten Oberfläche verbunden und darauf aufgelagert ist; dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verkapselungsschicht aus thermoplastischem Olefin mit einer niedrigen Wasserdampfdurchlassrate hergestellt ist, die zumindest eine vordere Schicht eine Dicke im Bereich von 100 bis 600 Mikrometern hat, wobei zumindest ein Teil davon in Kontakt mit der ersten Oberfläche der Verkapselungsschicht aus Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist, und die zumindest eine Rückenschicht zumindest teilweise aus Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist und eine Dicke im Bereich von 100 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexible Photovoltaik-Paneele, welche aufweist:
- – eine Mehrzahl von aus kristallinem Silizium hergestellten Photovoltaikzellen;
- – zumindest eine Verkapselungsschicht aus thermoplastischem Material, die dazu ausgelegt ist, die Photovoltaikzellen darin aufzunehmen, wobei die Verkapselungsschicht durch erste und zweite Schichten gebildet ist, die an entgegengesetzten Seiten der Mehrzahl von Photovoltaikzellen angeordnet und um die Photovoltaikzellen herum geschmolzen sind;
- – zumindest eine vordere Schicht aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer ersten Oberfläche davon verbunden und darauf aufgelagert ist, wobei die vordere Schicht während des Gebrauchs zum Sonnenlicht freiliegt und zumindest teilweise aus ultraviolettbeständigem Material hergestellt ist; und
- – zumindest eine Rückenschicht aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten zweiten Oberfläche verbunden und darauf aufgelagert ist.
- Photovoltaik-Module wandeln, mittels verschiedener Halbleiter, Sonnenlicht in elektrische Energie um. Der am häufigsten verwendete Halbleiter ist Silizium, sowohl in kristalliner als auch amorpher (Dünnfilm-)Form, wobei die kristalline Form einen größeren Umwandlungswirkungsgrad (mehr als 20%) hat, um Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. In Photovoltaik-Modulen basierend auf mono- und polykristalliner Siliziumtechnologie werden normalerweise eine gewisse Anzahl von Photovoltaikzellen, die aus geeignet konstruierten Siliziumwafern gebildet sind, nebeneinander auf einer flachen Platte angeordnet, werden elektrisch verbunden und werden dann in dieser Anordnung durch Klebstoffe gehalten.
- Die einzelnen Siliziumzellen sind brüchig, haben eine Dicke im Bereich von 100 bis 250 μm, und müssen daher vor Stoß geschützt werden, der etwa durch atmosphärische Einwirkungen einschließlich Wind und Hagel verursacht wird. In starren Paneelen erreicht man den Schutz normalerweise durch gehärtetes Glas oder starres Kunststoffmaterial, das den Lichtdurchtritt erlaubt, während es die Zellen auch vor Stoß schützt.
- Die Zellen müssen auch vor Feuchtigkeit geschützt werden, es muss auch eine elektrische Isolierung von der Außenseite vorgesehen werden, aus Gründen der Sicherheit, und um eine Streuung der erzeugten elektrischen Energie zu vermeiden. Diese Funktionen werden durch eine zweite Glasschicht erlangt, die auf der Rückseite des Moduls angeordnet ist, oder durch Kunststoffmaterialien, die in einzelnen oder mehreren Lagen vorliegen können, auch einschließlich Materialien, worin eine der Schichten aus Metallfolien aufgebaut ist, um einen noch wirksameren Schutz gegen Feuchtigkeit zu erzielen.
- Auch sind flexible Paneele bekannt, worin flexible Kunststoffe sowohl für die Verkapselungsschicht als auch die Schutzschichten verwendet wird.
- Ein Beispiel einer flexiblen Paneele des eingangs genannten Typs ist im
italienischen Patent Nr. 1362085 - Lösungen, worin die Paneele aus Polykarbonatfilm zusammengesetzte Schutzschichten aufweisen, bieten einen guten Schutz gegen Stoß, haben sich aber als empfindlich auf Feuchtigkeit und die Wirkung von Ultraviolett-(UV-)-Strahlung erwiesen.
- Eine andere Lösung ist die Verwendung von Polymeren, die in der Konstruktion von starren Photovoltaik-Modulen verwendet werden, wie etwa fluorinierte Polymere (Tedlar®, ETFE und dergleichen), zum Schützen der Zellen, und Verkapselungen, wie etwa EVA zum Verkleben der Sandwichstruktur. Es hat sich herausgestellt, dass diese Lösungen die Zellen nicht vor Stoß oder vor Bruch schützen können, wenn die Module gebogen werden, und ferner kann die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit dieser Materialien langfristig zur Oxidation der elektrischen Kontakte und einem parasitischen Stromphänomen führen, was in einem Wirkungsgradverlust des Moduls resultiert.
- Als allgemeine Regel müssen die Materialien so sein, dass das Photovoltaik-Modul für mehr als 20 Jahre fortlaufend funktioniert, und sie müssen daher atmosphärischen Einwirkungen, wie etwa Regen, Hagel, Frost, Sonnenlicht und insbesondere Ultraviolett-Strahlen und Feuchtigkeit widerstehen, welche Tendenz haben, den Kunststoff opak und fragil zu machen. Diese Charakteristiken werden normalerweise mit einem beschleunigten Alterungsprozess gemäß den CEI-Standards getestet, insbesondere CEI EN61215 und CEI EN61730, die auf Photovoltaik-Module anwendbar sind, die aus kristallinem Silizium für terrestrische Anwendungen hergestellt sind.
- Ein anderes Problem mit der Verwendung von Kunststoff für die vordere Schicht ist, dass sie Oberflächen haben, die verkratzt und verschmutzt werden könnten, wodurch der Wirkungsgrad des Moduls über die Zeit reduziert wird, und dies auch im Hinblick auf das Aussehen nicht zufriedenstellend ist.
- Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine hocheffiziente, flexible Paneele anzugeben, die gleichzeitig für mechanische Festigkeit, Dauerhaftigkeit, elektrische Isolierung und Feuchtigkeitsschutz sorgt, und die insbesondere das Bestehen der Tests erlaubt, die durch CEI EN61215 und CEI EN61730 gefordert werden.
- Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine flexible Paneele anzugeben, die auch abriebbeständig ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer flexiblen Paneele des eingangs genannten Typs erreicht, worin die zumindest eine Verkapselungsschicht aus thermoplastischem Olefin mit einer niedrigen Wasserdampfdurchlassrate hergestellt ist,
die zumindest eine vordere Schicht eine Dicke im Bereich von 100 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat, wobei zumindest ein Teil davon in Kontakt mit der ersten Oberfläche der Verkapselungsschicht aus Polyethylen-Terephtalat (PET) hergestellt ist, und
die zumindest eine Rückenschicht zumindest teilweise aus Polyethylen-Terephtalat (PET) hergestellt ist und eine Dicke im Bereich von 100 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat. - Die Verwendung von PET für den Schutz der Zellen von Photovoltaik-Paneelen ist zum Beispiel in der Patentanmeldung
WO 2008/027190 - In der Tat haben die Erfinder herausgefunden, dass es, durch geeignetes Kalibrieren der Dicken der Schichten, möglich ist, durch die Verwendung der vorgenannten Materialkombinationen Paneele herzustellen, die zur Erfüllung der vorgenannten Zwecke in der Lage sind, und dass es insbesondere möglich ist, eine flexible Paneele mit flexiblem Siliziumzellen herzustellen, die die Testanforderungen des CEI EN61215- und CEI EN61730-Zertifikats erfüllen.
- Weitere Charakteristiken und Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung klarer gemacht, welche sich auf die beigefügte Zeichnung (
1 ) bezieht, die lediglich als Beispiel und ohne Einschränkungsabsicht angegeben ist, die ein Schema der Schichten zeigt, die eine flexible Photovoltaik-Paneele gemäß der Erfindung bilden. - In diesem geschichteten System weist eine flexible Photovoltaik-Paneele, insgesamt mit
1 bezeichnet, im Wesentlichen auf: - – eine Mehrzahl von starren photovoltaischen Zellen
2 , die nebeneinander angeordnet sind, insbesondere aus kristallinem Silizium hergestellte Zellen. Der Begriff „kristallines Silizium” bezeichnet mono- oder polykristallines Silizium oder quasi-monokristallines Silizium. In einer besonders bevorzugten Ausführung sind die photovoltaischen Zellen2 vom hocheffizienten „Rücken-Kontakt”-Typ (wo alle elektrischen Kontakte an der Rückseite der Zelle vorgesehen sind), hergestellt von SunPower Corporation; - – zumindest eine Verkapselungsschicht
3 aus thermoplastischem Material, die dazu ausgelegt, darin die photovoltaischen Zellen2 aufzunehmen, wobei diese Verkapselungsschicht durch erste und zweite Schichten3a ,3b ausgebildet ist, die an entgegengesetzten Seiten der photovoltaischen Zellen angeordnet und um die Zellen herum geschmolzen sind; - – zumindest eine vordere Schicht
4 ,5 , die mit der Verkapselungsschicht3 auf einer ersten Oberfläche davon verbunden und darauf aufgelagert ist, wobei diese vordere Schicht4 ,5 im Gebrauch zum Sonnenlicht freiliegt, wobei diese zumindest eine vordere Schicht4 ,5 aus flexiblem Kunststoffmaterial hergestellt ist, und zumindest teilweise aus einem Material hergestellt ist, das ultraviolett-strahlungsbeständig ist; wobei diese zumindest eine vordere Schicht4 ,5 eine Gesamtdicke im Bereich von 100 bis 600 Mikrometer hat, um die Paneele mit der geeigneten mechanischen Stoß- und Biegebeständigkeit herzustellen, und bevorzugt eine Dicke größer als 250 Mikrometer; und - – zumindest eine Rückenschicht
6 aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit dieser Verkapselungsschicht3 auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten zweiten Oberfläche verbunden und darauf aufgelagert ist; wobei diese zumindest eine Rückenschicht6 eine Gesamtdicke im Bereich von 100 bis 600 Mikrometer hat, um die Paneele mit der geeigneten mechanischen Stoß- und Biegebeständigkeit anzugeben, und bevorzugt eine Dicke größer als 250 Mikrometer. - In der vorliegenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe „vorne” und „hinten” auf den Zustand, in dem die photovoltaische Paneele verwendet wird. Eine „vordere” Schicht weist zum Sonnenlicht und ist zwischen der Lichtquelle und der Verkapselungsschicht angeordnet, welche die photovoltaischen Zellen enthält. Andererseits ist eine „Rücken”-Schicht an der entgegengesetzten Seite der Verkapselungsschicht angeordnet.
- Die vorgenannte Verkapselungsschicht
3 ist aus thermoplastischem Olefin mit einer niedrigen Wasserdampfdurchlassrate hergestellt. Der Begriff „thermoplastisches Olefin” (TPO) bezeichnet herkömmlich ein heterophasisches Gemisch, das eine Ethylen- und/oder Propylen-Homopolymer-Phase (oder eine statistische Ethylen-Propylen-Copolymer-Phase) und eine Phase aufweist, die aus thermoplastischem Ethylen-Propylen-Blockelastomer zusammengesetzt ist. Vorteilhaft sind geeignete Additive in den Polyolefin-Verkapsler eingebaut, um Ultraviolett-Strahlung zu widerstehen, und um eine Vergilbung über die Zeit zu verhindern, und um eine gute Barriere für Feuchtigkeitsdurchlass vorzusehen, indem eine niedrige WVTR (Wasserdampfdurchlassrate) vorgesehen wird. Zum Beispiel ist es erwünscht, aber nicht wesentlich, dass die WVTR der Schicht kleiner als 10 g/m2/Tag ist. - Zumindest ein Teil der vorderen Schicht
4 ,5 , in Kontakt mit der ersten Oberfläche der Verkapselungsschicht, ist aus Polyethylen-Terephtalat (PET) hergestellt. Dieses Material sorgt für die notwendige elektrische Isolierung, dank der hohen Dielektrizitätskonstante von PET, und kann auch für Hydrolysebeständigkeit ausgewählt werden (PET-Folien, die für diesen Zweck besonders geeignet sind, sind im Handel verfügbar). Im dargestellten Beispiel umfasst die vordere Schicht4 ,5 eine erste Schicht4 aus Polyethylen-Terephtalat in Kontakt mit der ersten Oberfläche der Verkapselungsschicht3 , und eine zweite Schicht5 aus ultraviolett-(UV)-beständigem Kunststoffmaterial, die auf der Polyethylen-Terephtalat-Schicht4 aufliegt. - Der Begriff „hydrolysebeständiges Polyethylen-Terephtalat” bezeichnet ein spezielles Polyethylen-Terephtalat-Material, das behandelt oder erzeugt wird, um die Hydrolysebeständigkeit im Vergleich zu Standard-PET zu erhöhen. Solche Polyethylen-Terephtalat-Materialien sind als Handelsmarken verfügbar, zum Beispiel unter dem Namen Mylar oder Melinex (eingetragene Handelsmarken), und mit verschiedenen Graden an Hydrolysebeständigkeit, klassifiziert gemäß ihrer Beständigkeit auf beschleunigte Alterungstests, wie etwa dem Druck-Koch-Test (PCT). Der PCT testet die Beständigkeit auf Behandlung über mehrere Stunden in einer Umgebung unter einem Druck (2 Atmosphären) bei einer Feuchtigkeit von 100% und einer Temperatur von 120°C. Eine Standard-PET-Folie altert (wird brüchig und verliert einen wesentlichen Anteil seiner Zugfestigkeit) innerhalb von 36 Stunden der Behandlung, wohingegen eine hochwertige Folie bis zu 52 Stunden der Behandlung widersteht. PETs, die mehr als 52 Stunden aushalten, werden „hydrolysebeständig” genannt.
- Bevorzugt ist die zweite Schicht
5 aus UV-beständigem Material aus hydrolysebeständigen Polyethylen-Terephtalat hergestellt. Alternativ könnte die zweite Schicht auch zum Beispiel aus Polyvinyl-Fluorid (PVF) oder Polyvinyliden-Fluorid (PVDF) oder anderem UV-beständigen Kunststoffmaterial hergestellt sein. - In einer alternativen Ausführung, die nicht gezeigt ist, könnte die vordere Schicht aus einer Einzelschicht aus hydrolysebeständigem Polyethylen-Terephtalat zusammengesetzt sein.
- Bevorzugt ist auch die Rückenschicht
6 aus ultraviolettbeständigem Material hergestellt. Insbesondere ist auch die Rückenschicht6 aus Polyethylen-Terephtalat hergestellt. In einer Ausführung, die nicht gezeigt ist, könnte die Rückenschicht aus einer Anzahl von Schichten zusammengesetzt sein. - Die jeweilige Kombination der Materialien für die Verkapselungsschicht und für die vordere Schicht gewährleistet die Verteilung von mechanischen Belastungen über die Oberflächen der Zellen, um den auf diese Weise konstruierten Modulen hierdurch Flexibilität und Stoßbeständigkeit zu verleihen. Die Verwendung von Polymeren mit wasserabstoßenden Eigenschaften überwindet auch das Problem des Schutzes von photovoltaischen Paneelen vor Wasser, ohne lineare Abdichtung entlang ihren Profilen; sie können die Verwendung einer Dichtung entlang den Paneelenumfängen unnötig machen.
- In einer besonders bevorzugten Weise umfasst die Paneele
1 ferner eine Beschichtungslage7 , die auf die vordere Schicht4 ,5 aufgebracht ist, wobei die Beschichtungslage7 aus Silika-Nanopartikeln aufgebaut ist, die in einer selbst-vernetzten Polymermatrix gelöst sind. Diese Oberflächen-Polymer-Beschichtung verleiht der vorderen Schicht4 ,5 kratz- und verschmutzungsbeständige Eigenschaften, da sie besonders hart und wasserabstoßend ist, und verbessert somit auch die Feuchtigkeitsbarriere des vorderen Polymers. - Die oben beschriebene Paneele wird mit herkömmlichen Heiß-Prozessen, wie etwa Vakuumlaminierung, Kalendrierung und dergleichen hergestellt. Die Beschichtungslage
7 wird nach dem Prozess des Heiß-Verschweißens der Schichten3 –6 aufgebracht. - In einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung (nicht gezeigt), umfasst die Paneele
1 ferner eine Schicht aus doppelseitigem Klebeband, das auf die Rückenschicht6 aufgebracht ist. Diese Anordnung erlaubt eine rasche und leichte Installation der Paneele1 auf einer Trägeroberfläche. - Durch Verwendung der Paneelenstruktur gemäß der Erfindung ist es möglich, die Anwendung von Photovoltaikn-Generatoren auf Gebiete zu erweitern, worin hoher Wirkungsgrad auf kleinen Oberflächen erforderlich ist, in Kombination mit reduziertem Gewicht, zum Beispiel im Gebiet von Kraftfahrzeugen, Luftfahrzeugen, Segeln und Camping, und auch in Gebäuden, wo die Tragfähigkeit von Gebäuden oder ihrer Oberflächenform diese Bedingungen erfordert. Auch ist es möglich, Haltbarkeitscharakteristiken zu erreichen, wie sie durch die CEI EN61215- und CEI EN61730-Standards zertifiziert sind.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- IT 1362085 [0006]
- WO 2008/027190 [0014]
- Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- CEI EN61215 und CEI EN61730 [0009]
- CEI EN61215 und CEI EN61730 [0011]
- CEI EN61215- und CEI EN61730-Zertifikats [0015]
- CEI EN61215- und CEI EN61730-Standards [0029]
Claims (10)
- Flexible Photovoltaik-Paneele (
1 ), welche aufweist: – eine Mehrzahl von aus kristallinem Silizium hergestellten starren Photovoltaikzellen (2 ); – zumindest eine Verkapselungsschicht (3 ) aus thermoplastischem Material, das dazu ausgelegt ist, die Photovoltaikzellen darin aufzunehmen, wobei die Verkapselungsschicht durch erste und zweite Schichten (3a ,3b ) gebildet ist, die an entgegengesetzten Seiten der Mehrzahl von Photovoltaikzellen angeordnet und um die Photovoltaikzellen herum geschmolzen sind; – zumindest eine vordere Schicht (4 ,5 ) aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer ersten Oberfläche davon verbunden und darauf aufgelagert ist, wobei die vordere Schicht während des Gebrauchs zum Sonnenlicht freiliegt und zumindest teilweise aus ultraviolett-beständigem Material hergestellt ist; und – zumindest eine Rückenschicht (6 ) aus flexiblem Kunststoffmaterial, die mit der Verkapselungsschicht auf einer der ersten Oberfläche entgegengesetzten zweiten Oberfläche verbunden und darauf aufgelagert ist; dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verkapselungsschicht aus thermoplastischem Olefin mit einer niedrigen Wasserdampfdurchlassrate hergestellt ist, die zumindest eine vordere Schicht eine Dicke im Bereich von 100 bis 600 Mikrometern hat, wobei zumindest ein Teil davon in Kontakt mit der ersten Oberfläche der Verkapselungsschicht aus Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist, und die zumindest eine Rückenschicht zumindest teilweise aus Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist und eine Dicke im Bereich von 100 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat. - Paneele nach Anspruch 1, worin die zumindest eine vordere Schicht zumindest teilweise aus hydrolysebeständigem Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist.
- Paneele nach Anspruch 2, worin die zumindest eine vordere Schicht aus einer ersten Schicht aus Polyethylen-Terephtalat (
4 ) und einer zweiten Schicht (5 ) aus ultraviolettbeständigem Kunststoffmaterial zusammengesetzt ist. - Paneele nach Anspruch 3, worin die zumindest eine vordere Schicht aus einer ersten Schicht aus Polyethylen-Terephtalat (
4 ) und einer zweiten Schicht (5 ) aus hydrolysebeständigem Polyethylen-Terephtalat zusammengesetzt ist. - Paneele nach Anspruch 1, worin die zumindest eine vordere Schicht aus einer Einzelschicht aus hydrolysebeständigem Polyethylen-Terephtalat zusammengesetzt ist.
- Paneele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zumindest eine vordere Schicht eine Dicke im Bereich von 250 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat.
- Paneele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Rückenschicht aus hydrolysebeständigem Polyethylen-Terephtalat hergestellt ist.
- Paneele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Rückenschicht eine Dicke im Bereich von 250 Mikrometern bis 600 Mikrometern hat.
- Paneele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine auf die vordere Schicht aufgebrachte Beschichtungslage (
7 ) aufweist, wobei die Beschichtungslage aus in einer Polymermatrix gelösten Silika-Nanopartikeln zusammengesetzt ist. - Paneele nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Schicht aus doppelseitigem Klebeband aufweist, das auf die Rückenschicht aufgebracht ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITTO2011A000849 | 2011-09-23 | ||
IT000849A ITTO20110849A1 (it) | 2011-09-23 | 2011-09-23 | Pannello fotovoltaico flessibile. |
PCT/IB2012/055031 WO2013042081A1 (en) | 2011-09-23 | 2012-09-21 | A flexible photovoltaic panel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE212012000175U1 true DE212012000175U1 (de) | 2014-05-22 |
Family
ID=44908019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE212012000175.1U Expired - Lifetime DE212012000175U1 (de) | 2011-09-23 | 2012-09-21 | Flexible Photovoltaik-Paneele |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3193193U (de) |
DE (1) | DE212012000175U1 (de) |
IT (1) | ITTO20110849A1 (de) |
WO (1) | WO2013042081A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10581372B2 (en) | 2018-06-15 | 2020-03-03 | Sunpower Corporation | Photovoltaic panel |
DE102021000667A1 (de) | 2021-02-09 | 2022-08-11 | Dieter Deublein | Leichtbau-Photovoltaik-Anlage |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES1091315Y (es) * | 2013-04-11 | 2014-01-09 | Hernandez Antonio Orti | Baldosa pisable generadora de electricidad |
CN106784127B (zh) * | 2015-11-20 | 2019-02-01 | 北京创昱科技有限公司 | 一种双结薄膜太阳能电池组件及其制作方法 |
JP6926470B2 (ja) * | 2016-12-26 | 2021-08-25 | 大日本印刷株式会社 | 太陽電池モジュール用の透明保護シート |
RU178429U1 (ru) * | 2017-08-21 | 2018-04-04 | Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Фотоэлектрический усиленный гибкий модуль |
FR3071357B1 (fr) * | 2017-09-20 | 2019-11-22 | Total Sa | Laminat flexible de cellules photovoltaiques et procede associe |
CN107994086B (zh) * | 2017-12-29 | 2024-05-24 | 江苏携创新能源科技有限公司 | 一种光伏毯 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008027190A2 (en) | 2006-08-30 | 2008-03-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solar cell modules comprising poly(allyl amine) and poly(vinyl amine)-primed polyester films |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110036390A1 (en) * | 2009-08-11 | 2011-02-17 | Miasole | Composite encapsulants containing fillers for photovoltaic modules |
-
2011
- 2011-09-23 IT IT000849A patent/ITTO20110849A1/it unknown
-
2012
- 2012-09-21 DE DE212012000175.1U patent/DE212012000175U1/de not_active Expired - Lifetime
- 2012-09-21 JP JP2014600040U patent/JP3193193U/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-09-21 WO PCT/IB2012/055031 patent/WO2013042081A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008027190A2 (en) | 2006-08-30 | 2008-03-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Solar cell modules comprising poly(allyl amine) and poly(vinyl amine)-primed polyester films |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
CEI EN61215 und CEI EN61730 |
CEI EN61215- und CEI EN61730-Standards |
CEI EN61215- und CEI EN61730-Zertifikats |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10581372B2 (en) | 2018-06-15 | 2020-03-03 | Sunpower Corporation | Photovoltaic panel |
US11005416B2 (en) | 2018-06-15 | 2021-05-11 | Sunpower Corporation | Photovoltaic panel |
DE102021000667A1 (de) | 2021-02-09 | 2022-08-11 | Dieter Deublein | Leichtbau-Photovoltaik-Anlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013042081A1 (en) | 2013-03-28 |
ITTO20110849A1 (it) | 2013-03-24 |
JP3193193U (ja) | 2014-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE212012000175U1 (de) | Flexible Photovoltaik-Paneele | |
DE69434904T2 (de) | Photoelektrische Umwandlungsvorrichtung und photoelektrischer Umwandlungsmodul, je mit einem Schutzelement aus Fluor enthaltendem Polymerharz | |
EP2727151B1 (de) | Mehrschichtige folien auf polyolefinbasis mit integrierter rückseitenfolie und eignung als verkapselungsmaterial mit einer schicht aus kristallinem blockcopolymerverbund | |
EP2199354B1 (de) | Verwendung eines Klebebands, insbesondere zur Verklebung optoelektronischer Bauteile | |
WO2015055750A1 (de) | Photovoltaik-paneel und verfahren zu dessen herstellung | |
DE102009044142A1 (de) | Dünnschicht-Bauelement auf Glas, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung | |
DE102006016280A1 (de) | Glasloser Solarstrom-Modul mit flexiblen Dünnschicht-Zellen und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3428775A1 (de) | Solarzellenmodul | |
DE112010002272T5 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils | |
EP2855180A1 (de) | Dachscheibe mit einem integrierten photovoltaik-modul | |
DE102005058014A1 (de) | Polyesterfolie für Solarbatterie | |
EP2507057A1 (de) | Solarmodul und coextrudatkörper | |
DE112011101446T5 (de) | Photovoltaikmodul-Rückseitenfolie, Materialien zur Verwendung in Modul-Rückseitenfolie und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE112015001025T5 (de) | Solarmodul mit ausrichtendem Kapselungsmittel | |
EP2530742B1 (de) | Solarzellenmodul | |
DE112011102882T5 (de) | Flexible gebäudeintegrierte Photovoltaikstruktur | |
DE102017007676A1 (de) | Mehrschichtfolie und Photovoltaik-Modul | |
DE102012008218A1 (de) | Solarzellenmodul | |
DE102011101908A1 (de) | Glasloses Solarzellen-Laminat und Verfahren zu seiner Herstellung (extrusion coating) | |
EP2577739A2 (de) | Solarzellenmodul und herstellungsverfahren hierfür | |
EP2462628B1 (de) | Verfahren zur herstellung von solarmodulen | |
DE102020200053A1 (de) | Verkapselungssystem für ein optoelektronisches Bauelement mit mindestens einer ersten Verkapselung und einer zweiten Verkapselung, optoelektronisches Bauelement mit einem solchen Verkapselungssystem | |
WO2010094425A2 (de) | Solarzellenmodul und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102009016049A1 (de) | Kraftfahrzeug | |
EP3020073B1 (de) | Solarmodul mit elektrisch isoliertem modulträger, verfahren zu dessen herstellung und verwendung einer klebeschicht zur befestigung des modulträgers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20140703 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |