JP2010527142A - 光起電性モジュールの製造におけるポリマー複合体の使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、光起電性モジュールを製造するための、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）およびエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）から成る群から選ばれる担体材料（３、３’）、および両側において該担体層に隣接して存在するナイロンの層（２、２’、４、４’）を含んで成るプラスチック複合体（１，１’）の使用に関する。
【選択図】 図１

Description

本発明は光起電性モジュールの製造におけるプラスチック複合体の使用に関する。

光起電性モジュールは太陽光から電気エネルギーを発生させるために使用され、芯の層として太陽電池系を含む積層体から成っている。この芯の層は機械的なおよび天候による影響に対して保護を行うカプセル材料を用いて封じ込まれている。これらの材料はガラスおよび／またはプラスチックフィルムおよび／またはプラスチック複合体の一つまたはそれ以上の層から成っていることができる。

現在、耐候性フィルム積層体の標準品としてはフルオロポリマーおよびポリエステルのフィルム複合体が使用されている。この場合、外側においてフルオロポリマーのフィルムが耐候性を、またポリエステルフィルムが機械的な安定性および所望の電気絶縁性を保証している。他のフルオロポリマーフィルムは内側において太陽電池系の密封層に結合するために使用されている。

この場合、フルオロポリマーフィルムは、太陽電池自身に対する埋め込み材料として使用されている密封層に対しては低い接着性しか示さない。さらにフルオロポリマーのフィルムは電気絶縁性には僅かしか寄与しないので、比較的厚いポリエステルフィルムを使用することが必要である。

本発明はこの点を改善しようとするものである。

本発明は、光起電性モジュールの製造に対する、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）またはエチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）から成る群から選ばれる担体材料、並びに該担体材料の両側に隣接して配置されたポリアミド１２の層を含んで成るプラスチック複合体の使用に関する。これによって太陽電池の埋め込み材料として作用する密封層に対して優れた接着性が得られ、それと同時に、ポリアミド１２はポリエステルと同等な絶縁性をもっているから、薄い重合体フィルムを使用することが可能になる。

本発明による使用に対して有利な実施態様は特許請求の範囲に記載されている。

次に本発明の使用の有利な実施態様並びに可能な実施例を参照して本発明を詳細に説明する。図１〜４参照のこと。

本発明の光起電性モジュール２４の例示的な構造。 本発明に従って使用されるポリマー複合体を製造する可能な積層化装置。 力により連結された複合体をつくるための、耐候性フィルム、担体材料および接着促進剤として作用するフィルムを同時押出しする可能な装置の模式図。 予備複合体をつくるための、複合体に使用される重合体をさらに硬化させるロール・ツー・ロール法の模式図。

図１には光起電性モジュール２４の例示的な構造が示されている。ここで太陽電池系は本発明に使用される材料１、１’でカプセル化されている。カプセル化用の材料１、１’
は実質的に耐候性をもったフィルム２、２’および担体材料３、３’から成り、該担体材料には密封層５、５’に対する接着促進剤としてフィルム４、４’が隣接している。密封層５、５’は太陽電池系６に対してノンポジティブに連結（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ；ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）されている。

図２は本発明に従って使用されるプラスチック複合体を製造する可能な積層化装置を示している。各実施例に従って選ばれた担体材料は被覆装置９により接着剤で被覆され、乾燥機１０を通った後に接着剤により耐候性のフィルム２と結合される。この場合、耐候性のフィルム２は透明であるかまたは着色していることができる。この二つのフィルムの間の接触はローラ１１のプレス圧によって制御される。実施例（ａ）の任意の具体化例においては、透明なまたは着色されていることができる担体材料３もまた物理的な媒体８によって前処理されていることができる。第２の同様な工程においては、担体材料３および耐候性フィルム２から成る複合体３／２は接着促進剤として作用するフィルム４で接着剤で結合されている。図１参照のこと。

この場合、接着促進剤として作用するフィルム４は透明であるかまたは着色していることができる。担体材料３の接着剤による結合は、先ず第１に接着促進剤として作用するフィルム４によって達成され、第２の工程においてはさらに耐候性フィルム２によって達成されることができる。

図３には、ノンポジティブに連結された複合体をつくるために、耐候性のフィルム２、担体材料３および接着促進剤４として作用するフィルム４を同時押出しする可能な装置が模式的に示されている。この同時押出し系の構造は工程に依存して変形することができる。材料２、３および４から成る重合体の熔融物を容器１２、１３および１４の中に容れる。各容器の中には１種の重合体だけが入っている。耐候性フィルム２、担体材料３および接着促進剤として作用するフィルム４の同時押出し物はスリット付きのノズル１５によってつくられる。この同時押出し物を冷却ローラ１６ａの上に押出し、そこから他の冷却ローラ１６ｂを経て巻取りシステム１９へと供給する。この過程においてインラインで厚さの測定が行われる。例えばドイツ特許第１９７２０３１７号、ヨーロッパ特許第８３７０８８号またはヨーロッパ特許第５０９２１１号に記載されているようなさらに他の接着促進層を、担体材料３と耐候性フィルム２との間、または担体材料３と接着促進剤として作用するフィルム４との間、或いはフィルム２と４との間に同時押出しすることができる。これらの中で最初の二つの場合では、同時押出し物は４枚の層から成り、最後の場合では５枚の層から成っている。この目的のために図３に示した同時押出しシステムをそれに対応して変形することができる。

図１に示すように、太陽電池６に対するカプセル化材料としてプラスチック複合体を使用するためには、ロール状に巻いた材料として提供されている複合体１を或る長さに切断し、各実施例に従って選ぶことができる密封層５に取り付ける。

積層化工程では確かに層２、３、４、５の複合体が得られるが、最終的に光起電性モジュール２４のための予備複合体をつくる際には複合体に使用されるプラスチックをさらに硬化させる。これは図４に示すようにいわゆるロール・ツー・ロール法（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ ｍｅｔｈｏｄ）で行うことができる。

この場合、例えばカプセル化材料１および密封層５から成り可撓性の太陽電池型の太陽電池システム６と組み合わされた複合体２０は、貯蔵ロールＢの上でロール状に巻かれている。カプセル化材料１’および密封層５’から成る他の複合体２０’を反対側にある貯蔵ロールＡから引き出し、貯蔵ロールＢから取り出した複合体２０と共に引き出された太
陽電池システム６に供給する。同時に、貯蔵ロールＡまたはＢから引き出した材料のウエッブをそれぞれ加熱ステーション２１または２１ａへ供給し、この中でカプセル化材料は少なくとも密封層５または５’の軟化温度に加熱される。これによって一方では層２０と２０’との間で確実に複合体が生成し、他方では太陽電池システム６と層２０および２０‘との間でも複合体が生成する。この予備複合体の硬化、およびカプセル化用材料に使用された重合体の交叉結合を達成するために、予備複合体は加熱ステーション２３に供給される。光起電性モジュール用の予備複合体２４’は貯蔵ロールＣの上に貯蔵され、従って必要に応じ再びこのロールから引き出すことができる。

下記の実施例では、個々の層における成分を選択することによって可能な変形を行うことができる。

耐候性フィルム２、２’：ポリアミド１２（ＰＡ１２）；
担体材料３、３’：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、並びにフィルムまたはフィルム複合体の形をしたそれらの同時押出し物；
接着促進剤４、４’としてのフィルム：ポリアミド１２（ＰＡ１２）；
密封層５、５’：酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ロノマー（ｌｏｎｏｍｅｒ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン、ポリエステルまたはホットメルト（Ｈｏｔｍｅｌｔ）。

上記の複合体は化学的または物理的な表面処理を行うことができる。

本発明においては、接着促進剤として作用するフィルム４、４’として、或いはこれに加えて耐候性フィルム２、２’としてもポリアミド１２を使用する結果、図１に示されているように、光起電性モジュール２４の中のカプセル化用材料１、１’に対し比較的薄い担体フィルム３、３’を使うことができる。ポリアミド１２はフルオロポリマーとは対照的に比較的高い絶縁容量をもっているから、薄い担体フィルム３、３’を使用できるのである。厚さ４０μｍのＰＡ１２フィルムは４２４Ｖの最大許容システム電圧をもっている（ＩＥＣ ６０６６４−１／ＩＥＣ ６１７３０−２に従って測定）。ＰＶＦフィルム（３７μｍ）の最大許容システム電圧は３４６Ｖである（ＩＥＣ ６０６６４−１／ＩＥＣ ６１７３０−２に従って測定）。ＰＡ１２の絶縁容量はポリエチレンテレフタレートの絶縁容量に匹敵している。

同様に、接着促進剤として作用するフィルム４、４’としてポリアミド１２を使用すると、各実施例に従って選ぶことができる密封層５、５’に対する接着性を著しく改善することができる。ＰＡ１２は例えばＥＶＡフィルム（Ｅｔｉｍｅｘ ４８６ Ｆａｓｔ Ｃｕｒｅ型）に対し６０Ｎ／ｃｍより大きい接着性を示す。ＰＶＦフィルムでは僅かに≧４Ｎ／ｃｍの接着性しか生じない。現在光起電性モジュールのカプセル化の方法として標準的に使用されているようなフルオロポリマーのフィルムに対してポリアミド１２の同等な接着性を得るためには、付加的な物理的表面処理または化学的な被覆（プライマー）が必要である。

ポリアミド１２を使用することは、光起電性モジュールを処分する場合、通常の市販のモジュール構造物に比べ、フッ素を含む重合体部分を避け得るという点で有利である。

Claims (18)

1. 光起電性モジュールの製造に対する、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）、またはエチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）から成る群から選ばれる担体材料（３、３’）を含んで成り、また担体材料の両側に隣接したポリアミド１２の層（２、２’、４、４’）含んで成るプラスチック複合体（１、１’）の使用。
2. 担体材料（３、３’）は接着層によってポリアミド１２の層（２、２’、４、４’）にノンポジティブに連結されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
3. 接着層の中の接着剤はポリウレタンおよび／またはポリエステル接着剤であることを特徴とする請求項２記載のプラスチック複合体の使用。
4. 該複合体は同時押出し法により製造し得ることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
5. 同時押出し法において少なくとも１種の接着促進剤をさらに使用することを特徴とする請求項４記載のプラスチック複合体の使用。
6. 該層の間に蒸気層から沈積させた酸化物層を備えた重合体フィルムが使用されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載されたプラスチック複合体の使用。
7. 蒸気層から沈積させた酸化物層を備えた重合体フィルムはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはポリエチレンナフテネート（ＰＥＮ）、またはエチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）のフィルム、並びにフィルムまたはフィルム複合体の形をしたそれらの同時押出し物を含んで成ることを特徴とする請求項６記載のプラスチック複合体の使用。
8. 蒸気層から沈積させた酸化物層は酸化アルミニウムまたは酸化珪素の層を含んで成ることを特徴とする請求項６または７記載のポリマー複合体の使用。
9. 層の間にアルミニウムフィルムが使用されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
10. 少なくとも一つの層の上に接着層としてさらに一つの層が備えられていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
11. 接着層は単一層または多重層であり、ポリウレタン、および／またはポリエステル、および／またはポリアクリレートからなることを特徴とする請求項１０記載のプラスチック複合体の使用。
12. 接着層は同時押出し法により被覆される請求項１０または１１記載のプラスチック複合体の使用。
13. 接着層はローラ被覆装置により被覆される請求項１０または１１記載のプラスチック複合体の使用。
14. 少なくとも一つの層は着色していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに
    記載されたプラスチック複合体の使用。
15. 層（３、３’）は物理的媒体により予備処理されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
16. 密封層（５、５’）は層（２、２’）または層（４、４’）に被覆されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。
17. 密封層（５、５’）は酢酸エチルビニル（ＥＶＡ）、またはポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、またはロノマー、またはポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、またはポリウレタン、またはポリエステル、またはホットメルト、並びにフィルムまたはフィルム複合体の形をしたそれらの同時押出し物を含んで成ることを特徴とする請求項１６記載のプラスチック複合体の使用。
18. 層（２、２’）または（４、４’）は少なくとも一つの上方の面において物理的および／または化学的に処理されていることを特徴とする請求項１記載のプラスチック複合体の使用。

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