ES2589456T3 - Película sellante para células solares y célula solar que usa la misma - Google Patents

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Abstract

Una película sellante de célula solar que comprende copolímero de etileno-metacrilato de metilo, un reticulador y un agente de acoplamiento de silano, en donde el reticulador está presente en una cantidad de 0,05 a 0,7 partes en peso, en base a 100 partes en peso del copolímero de etileno-metacrilato de metilo, y el agente de acoplamiento de silano está presente en una cantidad de 0,1 a 0,7 partes en peso, en base a 100 partes en peso del copolímero de etileno-metacrilato de metilo, y en donde el copolímero de etileno-metacrilato de metilo tiene un contenido en metacrilato de metilo de 25 a 35% en peso.

Description

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12, para preparar un estratificado y el estratificado se reticula o cura de acuerdo con un procedimiento convencional que incluye las etapas de aplicación de calor y presión.
El estratificado se puede unir, por ejemplo, bajo la aplicación de calor y presión, usando un estratificador de vacío en las condiciones de temperatura de 135 a 180°C. preferiblemente de 140 a 180°C, en especial de 155 a 180°C, un período de tiempo de desgasificación de 0,1 a 5 minutos, una presión de prensado de 0,1 a 1,5 kg/cm2 y un período de tiempo de prensado de 5 a 15 minutos. Esta aplicación de calor y presión permite que el copolímero de etilenometacrilato de metilo presente en la película sellante del lado frontal 13A y la película sellante del lado posterior 13B se reticulen, por lo que los elementos fotovoltaicos 14, el material de protección del lado frontal transparente 11 y el material de protección del lado posterior 12 se combinan mediante la película sellante del lado frontal 13A y la película sellante del lado posterior 13B para sellar los elementos fotovoltaicos 14.
La película sellante de célula solar de la invención se puede usar no sólo en células solares que usan elementos fotovoltaicos compuestos por cristal de silicio mono o policristalinos, sino que también células solares de película fina tal como célula solar de película fina de tipo silicio, célula solar de película fina de tipo silicio amorfo y célula solar de tipo seleniuro de cobre-indio (CIS). Ejemplos de la estructura de las células solares de película fina incluyen la estructura en la que la película sellante de célula solar de la invención y un material de protección del lado posterior se superponen sobre un elemento de célula solar de película fina que se forma por el método de deposición química de fase sobre un material de protección del lado frontal transparente (que recibe la luz) tal como una placa de vidrio, un sustrato de poliimida o un sustrato de trasparente de resina fluorada, y el estratificado resultante se adhiere y une; la estructura en la que la película sellante de célula solar de la presente invención y un material de protección del lado frontal transparente se superponen sobre un elemento de célula solar de película fina que se forma sobre un material de protección del lado posterior y el estratificado resultante se adhiere y une; o la estructura en la que un material de protección del lado frontal transparente, la película sellante del lado frontal de la presente invención, un elemento de célula solar de película fina, la película sellante del lado posterior de la presente invención y un material de protección del lado posterior se superponen en este orden y el estratificado resultante se adhiere y une.
El material de protección del lado frontal transparente 11 usado en la célula solar de la invención, es generalmente una placa de vidrio tal como vidrio de silicato. Un grosor de la placa de vidrio está generalmente en el intervalo de 0,1 a 10 mm, preferiblemente 0,3 a 5 mm. La placa de vidrio está templada térmica o químicamente.
Como material de protección del lado posterior 12 usado en la invención, se usa preferiblemente una película plástica realizada con tereftalato de polietileno (PET) o poliamidas. El material de protección del lado posterior 12, puede ser una película de polietileno fluorado (especialmente una película en la que, película de polietileno fluorado /Al/película de polietileno fluorado se estratifican en este orden) desde el punto de vista de la resistencia térmica y de la resistencia térmica y a la humedad.
La célula solar de la invención (incluyendo una célula solar de película fina) de la invención se caracteriza por el uso de las películas sellantes específicas provistas en un lado frontal y/o un lado posterior. Por lo tanto, como materiales usados en componentes distintos a la película sellante (es decir, material de protección del lado frontal transparente, material de protección del lado posterior, elementos fotovoltaicos, etc.) pueden usarse los usados en una célula solar conocida, los cuales no están particularmente restringidos.
Ejemplos
La invención se ilustra detalladamente usando los siguientes ejemplos.
[Ejemplos 1 a 20 y Ejemplos comparativos 1 a 22]
Se suministraron materiales con la formulación de las Tablas 1 a 5 en un molino de rodillos y se amasaron a 70°C para preparar una composición para película sellante de célula solar. La composición para la película sellante se formó por calandrado a una temperatura de 70°C y después se dejó para formar una película sellante de célula solar.
[Métodos de evaluación]
(1) Adhesión inicial a vidrio
Se colocó la película sellante de célula solar (grosor: 0,6 mm) en un vidrio flotante (placa de vidrio) con un grosor de 3 mm, y se adhirió temporalmente por aplicación de presión durante 10 minutos usando un estratificador de vacío que se fijó en 100ºC para producir un estratificado. La película sellante del estratificado se reticuló calentado la misma en una estufa que se fijó en 155ºC durante 45 minutos. De acuerdo con el ensayo JIS K 6854, se determinó la adhesión a vidrio (N/cm) de la película sellante, como se muestra en la Fig. 2, pelando una parte de la película sellante 23 de la placa de vidrio 21 y doblando la película sellante 23 en un ángulo de 180º, y posteriormente midiendo la resistencia al pelado a una velocidad de tracción de 100 mm/min por medio de una máquina de ensayo de tracción (Autograph, fabricada por Shimadzu Co., Ltd.). La resistencia al pelado denota la adhesión a vidrio.
imagen6
imagen7
Tabla 2
Ej. 12
Ej. 13 Ej. 14 Ej. 15 Ej. 16 Ej. 17 Ej. 18 Ej. 19 Ej. 20
Formulación (partes en peso)
Polímero base 1*1 - - - - - - - - -
Polímero base 2*2
100 100 100 100 100 100 100 100 100
Polímero base 3*3
- - - - - - - - -
Polímero base 4*4
- - - - - - - - -
Polímero base 5*5
- - - - - - - - -
Reticulador *6
0,3 0,3 0,3 0,65 0,65 0,65 0,1 0,1 0,1
Agente de acoplamiento *7
0,1 0,3 0,65 0,1 0,3 0,65 0,1 0,3 0,65
Relación en peso de reticulador/agente de acoplamiento de silano
3,0 1,0 0,5 6,5 2,2 1,0 1,0 0,3 0,2
Evaluación
Adhesión inicial a vidrio (N/cm) 26,1 26,2 26,5 24,0 24,3 23,9 26,6 26,8 26,1
Adhesión tras ensayo de resistencia al calor -humedad (N/cm)
18,1 19,5 18,8 18,5 19,3 17,7 16,6 17,8 19,8
Tiempo de formación de burbuja (min)
180 180 185 120 120 120 200< 200< 200<
Transmitancia de luz (300-1.200 nm)
91,5 91,5 91,5 91,5 91,5 91,5 91,4 91,4 91,4
Observación) *1-7: como se describió antes
Tabla 3
Ej. comp. 1
Ej. comp . 2 Ej. comp. 3 Ej. comp. 4 Ej. comp . 5 Ej. comp . 6 Ej. comp . 7 Ej. comp. 8
Formulación (partes en peso)
Polímero base 1*1 - - - - - - - -
Polímero base 2*2
- - - - - - - -
Polímero base 3*3
- - - - - - - -
Polímero base 4*4
- - - - - - - -
Polímero base 5*5
100 100 100 100 100 100 100 100
Reticulador *6
1,3 1,3 0,65 0,1 0,01 1,3 1,3 1,3
Agente de acoplamiento*7
0,3 0,65 0,65 0,3 0,3 0,1 0,09 0,7
Relación en peso de reticulador/agente de acoplamiento de silano
4,3 2,0 1,0 0,3 0,0 13,0 14,4 1,9
Evaluación
Adhesión inicial a vidrio (N/cm) 19,1 19,4 23,4 25,6 26,1 18,8 18,5 19,2
Adhesión tras ensayo de resistencia al calor humedad (N/cm)
6,5 9,1 10,3 8,1 3,1 1,1 1,0 11,5
Ej. comp. 1
Ej. comp . 2 Ej. comp. 3 Ej. comp. 4 Ej. comp . 5 Ej. comp . 6 Ej. comp . 7 Ej. comp. 8
Tiempo de formación de burbuja (min)
45 45 120 200< 200< 45 45 45
Transmitancia de luz (3001.200 nm)
91,5 91,5 91,1 89,3 89,1 91,5 91,4 91,4
Observación) *1-7: como se describió antes
Tabla 4
Ej. comp. 9
Ej. comp. 10 Ej. comp. 11 Ej. comp. 12 Ej. comp. 13 Ej. comp. 14 Ej. comp. 15 Ej. comp . 16
Formulación (partes en peso)
Polímero base 1*1 100 100 100 100 100 100 100 100
Polímero base 2*2
- - - - - - - -
Polímero base 3*3
- - - - - - - -
Polímero base 4*4
- - - - - - - -
Polímero base 5*5
- - - - - - - -
Reticulador *6
0 0 0 0,01 0,09 0,7 1,3 1,3
Agente de acoplamiento *7
0,1 0,3 0,65 0,65 0,09 0,09 0,3 0,65
Relación en peso de reticulador/agente de acoplamiento de silano
0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 7,8 4,3 2,0
Evaluación
Adhesión inicial a vidrio (N/cm) 0,0 0,0 0,0 20,5 19,3 18,8 23,3 23,1
Adhesión tras ensayo de resistencia al calor humedad (N/cm)
0,0 0,0 0,0 1,1 1 1,3 9,9 10,4
Tiempo de formación de burbuja (min)
200< 200< 200< 200< 200< 130 110 110
Transmitancia de luz (300-1.200 nm)
91,4 91,3 91,4 91,3 91,3 91,4 91,5 91,5
Observación) *1-7: como se describió antes
Tabla 5
Ej. comp. 17
Ej. comp. 18 Ej. comp. 19 Ej. comp. 20 Ej. comp. 21 Ej. comp. 22
Formulación (partes en peso)
Polímero base 1*1 - - - - - -
Polímero base 2*2
- - - - - -
Polímero base 3*3
100 100 100 - - -
Polímero base 4*4
- - - 100 100 100
Polímero base 5*5
- - - - - -
Reticulador *6
0,1 0,1 0,1 0,7 0,7 0,7
Agente de acoplamiento *7
0,1 0,3 0,7 0,1 0,3 0,7
Relación en peso de reticulador/agente de acoplamiento de silano
1,0 0,3 0,1 7,0 2,3 1,0
Evaluación
Adhesión inicial a vidrio (N/cm) 22,1 22,0 23,5 18,8 18,9 18,5
Adhesión tras ensayo resistencia al calor humedad (N/cm)
1,3 10,5 13,5 1,3 10,5 14,8
Tiempo de formación de burbuja (min)
200< 200< 200< 110 110 110
Transmitancia de luz (300-1.200 nm)
89,6 89,7 89,6 90,2 90,2 90,2
Observación) *1-7: como se describió antes
[Resultados de la evaluación]
Como se muestra en las tablas 1 y 2, las películas sellantes de célula solar de los ejemplos 1 a 20 muestran una formación de burbujas suprimida, una alta adhesión inicial y una reducción suprimida de la adhesión bajo las 5 condiciones de alta temperatura y alta humedad, en comparación con las de los ejemplos comparativos. En particular, como para las películas sellantes de los ejemplos, 3, 8, 9, 14, 19 y 20 que tienen una relación en peso de reticulador a agente de acoplamiento de silano de 0,2 a 0,5, la formación de burbuja es marcadamente suprimida, y la adhesión mejora notablemente. Los valores de la relación en peso de reticulador a agente de acoplamiento de silano son las que se redondean a un decimal. Además, las películas sellantes de los ejemplos 1 a 20 tienen la
10 transmitancia de luz similar a la de las películas sellantes convencionales preparadas usando EVA (ejemplos comparativos 1 a 8), y son adecuadas para una película sellante de célula solar.
Aplicabilidad industrial
La presente invención proporciona una célula solar que puede mantener alta la eficacia de generación de energía durante un largo período de tiempo desde la operación inicial. 15 Descripción de números de referencia 11 Material de protección del lado frontal transparente 12 Material de protección del lado posterior 13A Película sellante del lado frontal 13B Película sellante del lado posterior 20 14 Elementos fotovoltaicos 21 Placa de vidrio 23 Película sellante de célula solar

Claims (1)

  1. imagen1
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