WO2014154613A1 - Mehrschichtige folie für die rückseite eines solarmoduls - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a multilayer film for the backside of a solar module, comprising a first outer layer facing away from the solar cell, a second outer layer facing the solar cell, and an intermediate carrier layer, wherein an intermediate layer is arranged in each case between the carrier layer and the outer layers.
- a solar cell or photovoltaic cell the active part of a solar module, is an electrical component that converts sunlight into electrical energy through the photovoltaic effect. Due to the increasing problem of fossil fuels today, the importance of energy production through alternative and environmentally friendly methods is steadily increasing. In particular, the energy production by solar cells is of interest here, since sunlight is the most productive form of energy as compared to energy sources resulting from tidal power such as wind or water. For this reason, there is a great economic interest in the production of efficient solar modules.
- the operating temperature of conventional solar modules is about 80 ° C to 87 ° C, with an efficiency of at most 10% - 14%, it being known that the photovoltaic efficiency of the semiconductor materials used today is in direct dependence on the operating temperature. Investigations have shown that lowering today's average operating temperature by 1 ° C increases the efficiency of today's modules by about 1.2%.
- Q is the heat flow or the radiation power in the above-mentioned formula.
- ⁇ is the emissivity whose value can be between 0 (perfect mirror) and 1 (ideal blackbody).
- ⁇ is the Stefan-Boltzmann constant (5.67 * 10 "8 W / m 2 K 4 ).
- A is the surface of the radiating body.
- T is the temperature of the radiating body (in Kelvin).
- the intensity refers to the energy per unit of time per surface, that is, a surface power density. Accordingly, the heat radiation is a function of the size of the surface of the radiating body.
- the photovoltaic element itself that is of major importance for the efficiency of a solar module, but also the film attached to the back of the solar module, which separates the photovoltaic element from the environment.
- the surface condition is indirectly responsible for the efficiency of the energy conversion, since the heat radiation of the surface is responsible for the temperature balance and the cooling of the solar cell.
- the surface quality of the film characterizes the emissivity.
- a typical layer structure is as follows: highly reflective protective outer layer facing away from the photovoltaic elements
- Carrier layer also called “carrier and barrier layer” or “carrier layer”
- Interlayer highly reflective protective outer layer facing the photovoltaic elements
- the outer layers are highly reflective, UV stable, resistant to environmental influences, chemically resistant, long-term stable, abrasion resistant, hard, tough, dimensionally stable, surface-treated, and the solar cell facing outer layer also has a high light reflection and adhesion to ethylene vinyl acetate (EVA).
- EVA ethylene vinyl acetate
- the intermediate layers are UV-resistant, resistant to environmental influences, chemically resistant, long-term stable, tough and dimensionally stable.
- the carrier layer forms a barrier to water, is hydrolysis resistant, water vapor impermeable, oxygen impermeable, UV resistant, resistant to environmental influences, chemically resistant, long term stable, impact resistant, crack resistant, unbreakable and dimensionally stable.
- the layers of the film are conventionally made in the interior of a polymer based on polyester or polyolefin and in the outer area of fluoropolymers. It is known that fillers are often added to the polymer. Conventional fillers are ground fibers having an average fiber length of 90 microns with the fibers having a normal distribution with no variance limits.
- DE 11 2009 002 652 T5 describes a functional film for a solar cell module, wherein the backsheet contains a base film and a reflective film, and the reflective film may have a plurality of uneven parts, such as triangular prism figures on the surface.
- US 2012/0028060 A1 describes a multilayer backsheet for a photovoltaic module, which has a first and a second outer layer and an inner layer therebetween, the inner layer forming a water and oxygen barrier, and all layers are made of polymers.
- EP 2 410 570 A2 describes a multilayer backsheet for a solar module wherein a layer comprises a PVDF based polymer having a crystallinity of 50% or less, resulting in improved physical properties.
- EP 2 208 755 A1 describes a backing layer for a solar cell and a method for producing such a solar cell.
- To reinforce the fluoropolymer layer are used as polymer fillers acrylate polymer particles, vinyl polymer particles, or fluorinated polymer particles with a particle size of 1 - 4 pm.
- US 2011/0247686 A1 describes a multilayer film consisting of an adhesive UV-absorbing layer, a fluoropolymer layer and intermediate layers.
- WO 2011/009568 A1 describes a polypropylene-based backing layer for a solar module.
- the present invention is therefore based on the object to provide a backsheet for a solar module with improved physical properties.
- an improvement in the mechanical long-term properties of the film is to be achieved, and in another aspect a film with improved long-term temperature resistance can be provided, which increases the efficiency and service life of the solar cell and consequently of the solar module.
- this object is achieved by a film for the rear side of a solar module of the type mentioned above in that the outer layer adjacent intermediate layer comprises a polymer and a filler, wherein the filler has fibers, and wherein the ratio of the fiber length to the average fiber diameter at least 10th : 1, preferably at least 12: 1, most preferably at least 15: 1.
- the fibers incorporated within the outer layer are needle shape like particles having an aspect ratio, that is, a ratio of average fiber length to average fiber diameter of at least 10: 1, preferably at least 12: 1, most preferably at least 15: 1.
- This aspect ratio of fiber length to fiber diameter of the fibers of the mechanical reinforcement filler increases the surface area relative to the volume.
- the reduction of the individual filler particles, while maintaining the volume content, leads to a strong increase in the number of particles, which together have a very large specific surface area (surface-volume ratio) and form a large interface with the surrounding matrix.
- the drastically increased surface-to-volume ratio As a result, the morphology of the matrix polymer is significantly changed. This results in improved tear strength, improved stability and overall makes the film more long-term stable. This increases the life of the solar cell. Likewise, the long-term temperature resistance of the film is increased, which improves the efficiency of the solar cell.
- the intermediate layer which directly adjoins the outer layer facing away from the solar cell, has a fiber content of 15% -50%, preferably 20% -40%, most preferably 25% -35%, where at least 10% of the contained fibers are at least 50 pm long.
- the fibers are incorporated into the polymer matrix, with exactly or approximately 50% of the fibers having an average normal length distribution of 10 to 15 ⁇ m.
- the polymer alloy in this layer is characterized in that the degree of partial crystallization of the polymer alloy of the intermediate layer is smaller than the partial degree of crystallization of the polymer alloy of the outer layer adjacent to it.
- the fibers lying in the intermediate layer are incorporated in the polymer matrix and can also be referred to as reinforcing fibers. These reinforcing fibers form a defined fiber grating in the extrusion process.
- This fiber grating allows easy shaping of the surface, so that, for example, using a defined air knife, a surface can be produced that is similar to a spheroidal imprint and achieved at a defined average surface roughness of 10 pm to 20 pm, an increase in surface area of at least 30%.
- the film according to the invention has surface-enlarging structures on its first outer layer facing away from the solar cell, the surface of the outer layer being at least 30% larger than its base surface. Due to the enlarged surface of the heat flow can be better dissipated, which allows the reduction of the operating temperature of a solar cell with the film according to the invention. This is of particular advantage, since the lowering of the operating temperature increases the efficiency of the solar cell, functionally due to a higher heat radiation, which can be derived from the Stefan Boltzmann law described in the introduction.
- Surface enlarging structures means a plurality of uneven elements formed on the surface. These may be regular geometric shapes, regularly occurring bumps, irregular bumps or bulges, or surface roughness.
- the surface of the outer layer of the film according to the invention spheroidal or spheroidal surface elements with a surface roughness of 10 - 20 pm. After the formula this results in an increase of the surface of at least 30% and thus causes a 30% increase in heat radiation.
- the filler of the intermediate layer of the film is selected from the group consisting of sheet silicates, mica, preferably calcined mica, wollastonite, boron nitride, kaolin, preferably calcined kaolin, montmorillonite, and mixtures thereof.
- sheet silicates mica, preferably calcined mica, wollastonite, boron nitride, kaolin, preferably calcined kaolin, montmorillonite, and mixtures thereof.
- phyllosilicates includes the following compounds, but this list is not intended to be restrictive: Gillespit group, ekanite group, apophyllite group, magadiite group, dalyite group, sazhinite group, armstrongite group, octene group , Nekoit Group, Cavansite Group, Pentagonite Group, Penkvilksit Group, Nabesit Group, Ajoite Group, Zeravshanite Group, Bussyite (Ce), Plumbophyllite Group, Rhodesite Group, Delhayelith Group, Monteregianite Group, Carletonite Group, Talc Group, Pyrophyllite Group, Muscovite Group, Phlogopite Group, Illit Group, Margarit Group, Clintonit Group, Montmorillo Group nit group, saponite group, vermiculite group, chlorite group, corrensite group, macaulayite group, burckhardtite group, surite group, kegelite group,
- the filler of the intermediate layer has a weight fraction of 5% -70%, preferably 10% -50%, most preferably between 15% -35%. This ensures sufficient binding of the filler, so that over the entire temperature range, which is faced with the film due to environmental reasons, neither a reduction in internal strength, nor cracking due to insufficient plug elongation.
- the fibers of the intermediate layer are coated with a wetting agent, which is preferably a maleated gradient copolymer (random copolymer), which is preferably selected from the group of alkenes.
- Wetting agent is herein to be equated with the term sizing.
- the fibers of the intermediate layer are coated with silanes, orgone titanates, or orgone zirconates.
- the coating with wetting agents, so-called sizing leads to an improvement in the adhesion between polymer or polymer matrix and fillers. Already a wafer-thin wrapping is sufficient to achieve this effect.
- the functional films produced by wetting react with the reinforcing material and keep its surface free of air and water.
- Reinforcing agent is to be understood herein as an equivalent designation of filler.
- the adhesion promoter molecules advantageously OH and / or OR groups, are matched to the respective polymer matrix so as to ensure a good coupling of filler with sizes and polymer matrix.
- By using a maleated random copolymer provides improved coupling than with conventionally used wetting agents.
- the polymer of the intermediate layer is selected from the group consisting of polyamide, polyester, polyolefins, polyacrylates, benzeneols and blends thereof.
- the film according to the invention obtains the desired properties, such as impact strength, stiffness and heat resistance.
- the group of polyesters also includes polycarbonates (PC), polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN) and polyethylene terephthalate (PET).
- Polyolefins are to be understood as meaning polyalkenes.
- monomers from the monomer groups acrylonitrile, acrylic esters, acrylic esters, acrylic acid and styrenes are also used.
- the copolymer of the intermediate layer comprises monomer units of the polyamides, alkenes, preferably propene, polyacrylates or phenylethene. This also improves the properties desired in the film according to the invention, such as impact strength, stiffness and heat resistance.
- the polymer of the intermediate layer is a copolymer, block copolymer, preferably diblock copolymer, more preferably triblock copolymer, or a hydrogenation product thereof. This further improves the desired properties such as impact resistance, stiffness and heat resistance.
- the intermediate layer comprises a polymer alloy, wherein the polymer alloy comprises the polymer and at least one further polymer, wherein the further polymer preferably comprises a copolymer with polyamides or alkenes, preferably propene, polyacrylate or phenylethene as monomer unit.
- the polymer alloy according to the invention may also contain several different polymers.
- polyblends also called blends
- polyblends are produced with specific properties which are notable in particular for impact strength, stiffness and heat resistance. These properties are achieved in particular by phase coupling of block or graft copolymers.
- phase coupling of block or graft copolymers This is comparable with metal alloys, in which an alloy can also have quite different properties than the individual metals taken alone.
- a hard polymer phase such as polypropylene (PP), an elastic rubber phase, for example based on polybutadiene or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) may be added.
- PP polypropylene
- EPDM ethylene-propylene-diene rubber
- a higher heat resistance can be achieved for example by polymer alloys of polycarbonates (PC) and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS). Further examples are alloys of polyphenylene oxide (PPO) and polystyrene (PS), or polyamide (PA), which lead to a high temperature resistance and impact resistance.
- PC polycarbonates
- ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers
- PPO polyphenylene oxide
- PS polystyrene
- PA polyamide
- the further polymer is a copolymer with alkene as the monomer unit, preferably propene.
- alkene as the monomer unit
- MVR melt volume rate
- This causes, during the reflow process during coextrusion in the mixing part, this polymer prematurely, ie before all other polymers of the polymer alloy, which wets the incorporated fillers, covers them with a wafer-thin functional adhesion layer and with the cations, anions and / or on the inorganic filler or hydroxydene.
- An improved coupling of the reinforcing material is thus given, without the filler, as usual to achieve the same goal, before applying or coating with a size prior to the actual compounding process or the extrusion process.
- the further added copolymer advantageously has a weight fraction of at least 1% and at most 85%, advantageously between 1% and 30%, most preferably between 1% and 5%. This ensures sufficient binding of the filler so that over the entire temperature range, with which the film is faced with environmental reasons, neither degradation of internal strength nor cracking due to too low elongation at break occurs.
- the additional polymer added or the additional polymers added are carboxylated, maleinated, or grafted with 3-cyclobutene-1,2-dione (also called dieketocyclobutene or C 2 H 2 O 2 ). This improves the physical properties of the film according to the invention and promotes the stability of the polymer and thus of the film.
- the polymer or polymer alloy of the intermediate layer of the multilayer film of the invention has a weight fraction of at least 25%, preferably from 50% to 75%, more preferably from 50% to 85%, most preferably from 65% to 85%. on.
- a weight fraction of at least 25% preferably from 50% to 75%, more preferably from 50% to 85%, most preferably from 65% to 85%. on.
- the object mentioned above is achieved by the use of the multilayer film according to the invention in a solar cell.
- Fig. 1 shows a sectional view of an embodiment of a multilayer film for a solar module
- FIG. 2 a shows a plan view of the first outer layer of the multilayer film for a solar module
- FIG. 2b shows the sectional view of the same
- FIG. 3 shows the schematic structure of a solar module with the multilayer backsheet according to the invention.
- FIG. 1 shows the layer structure of the multilayer film 1 according to the invention, wherein 2 denotes the first outer layer facing away from the environment, the outer layer facing away from the solar cell. 3 denotes the intermediate layer which lies between the first outer layer 2 and the carrier layer 4. 5 denotes a further intermediate layer which lies between the carrier layer 4 and the second outer layer 6 facing the solar cell.
- the intermediate layer (3 or 5) consists of alkenene copolymer, phenylethene-triblock copolymer, benzenol copolymer and has the fibrous filler silicate.
- the filler has a mass fraction of 15% - 35%.
- the ratio of fiber length to the average fiber diameter is 10: 1.
- the average fiber length is 15 ⁇ .
- a melanieres random copolymer is added to the polymer alloy in the intermediate layer (3 or 5). This copolymer is carboxylated.
- the polymer alloy has a mass fraction of 65% - 85%.
- the exemplary multilayer film according to the invention has a spheroid-like surface structure, which is shown in FIG. 2 a and FIG. 2b can be seen.
- the spheroid-like surface structure forms mountains 7, which represent the highest point and valleys 8, which represent the lowest point.
- the roughness, ie the distance between mountains 7 and valleys 8, is 10 - 20 pm.
- FIG. 3 shows an exemplary solar module with a plurality of solar cells 9 embedded in potting material 10.
- This embedding material 10 adjoins the multi-layered film 1 according to the invention facing away from the environment or the light incidence and to the frontal cover 11 at the side facing the environment or the light incidence.
- the production of the fibrous filler with a high aspect ratio takes place in so-called jet mills.
- the material to be comminuted is detected by the gas jets emerging from specially designed grinding nozzles, accelerated and comminuted by mutual particle collisions.
- the micronized powder is subjected to static screening via a dip tube positioned in the center of the grinding chamber. Fine product is discharged from the machine, too coarse particles are subjected to a new grinding load.
- the desired grinding fineness is set via the jet loading, ie the product throughput.
- the manufacturing process is optimized by incorporating a classifying wheel into the manufacturing process, where the functions "grinding" and "sighting" are separated from each other.
- dynamic air classifier a mechanical separation process, the particles are separated in terms of their ratio of inertial or gravitational force and flow resistance in a gas stream. It is a classification process and uses the principle of gravity or centrifugal separation. Fine particles follow the flow, rough the mass force.
- the particle size is determined by laser diffractometry, the most commonly used method.
- the advantage of this method is the enormously large measuring range, which ranges from a few nanometers to several millimeters. Thus nanoparticles, microparticles and macroparticles or mixtures of these systems can be measured.
- the measurement results are given as a distribution curve, with the advantage that not only information about the mean particle size is obtained, but also information about the smallest and especially the largest particles in the sample receives. Furthermore, it is possible to detect whether it is a single particle population (monomodal distribution) or multiple particle populations (multimodal).
Abstract
Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Folie (1) für die Rückseite eines Solarmoduls, umfassend eine erste der Solarzelle abgewandte Außenschicht (2), eine zweite der Solarzelle zugewandte Außenschicht (6), sowie eine dazwischenliegende Trägerschicht (4), wobei jeweils zwischen Trägerschicht (4) und den Außenschichten (2 und 6) eine Zwischenschicht (3 bzw. 5) angeordnet ist, und die Zwischenschicht (3 bzw. 5) ein Polymer und einen Füllstoff aufweist, wobei der Füllstoff Fasern aufweist und wobei das Verhältnis der Faserlänge zum durchschnittlichen Faserdurchmesser bei mindestens 10 : 1, vorzugsweise bei mindestens 12 : 1, am meisten bevorzugt bei mindestens 15 : 1 liegt, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen mehrschichtigen Folie (1), umfassend die Schritte des Einwiegen, reaktiven Compoundieren, Filtrieren, Coextrudieren, Oberflächenbehandeln und die sphäroidähnliche Oberflächenprägung einer Rautiefe von 10 - 20 pm mittels einer Luftrakel und die Verwendung einer solchen mehrschichtigen Folie (1) in einer Solarzelle.
Description
Mehrschichtige Folie für die Rückseite eines Solarmoduls
Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Folie für die Rückseite eines Solarmoduls, umfassend eine erste der Solarzelle abgewandte Außenschicht, eine zweite der Solarzelle zugewandte Außenschicht, sowie eine dazwischenliegende Trägerschicht, wobei jeweils zwischen Trägerschicht und den Außenschichten eine Zwischenschicht angeordnet ist.
Eine Solarzelle oder photovoltaische Zelle, der aktive Teil eines Solarmoduls, ist ein elektrisches Bauelement, das Sonnenlicht durch den photovoltaischen Effekt in elektrische Energie umwandelt. Aufgrund der in der heutigen Zeit zunehmenden Problematik fossiler Brennstoffe nimmt die Bedeutung der Energiegewinnung durch alternative und umweltfreundliche Methoden stetig zu. Insbesondere die Energiegewinnung durch Solarzellen ist hierbei von Interesse, da Sonnenlicht als Energiequelle im Vergleich mit Energiequellen, die sich aus der Gezeitenkraft wie etwa Wind oder Wasser ergeben, die ergiebigste Form ist. Aus diesem Grund besteht ein großes wirtschaftliches Interesse an der Herstellung effizienter Solarmodule.
Die Betriebstemperatur herkömmlicher Solarmodule liegt bei etwa 80°C bis 87°C, mit einem Wirkungsgrad von maximal 10% - 14%, wobei bekannt ist, dass der photovoltaische Wirkungsgrad der heute verwendeten Halbleitermaterialien in einer direkten Abhängigkeit zur Betriebstemperatur steht. Untersuchungen haben ergeben, dass eine Absenkung der heutigen durchschnittlichen Betriebstemperatur um 1°C den Wirkungsgrad der heutigen Module um etwa 1,2% erhöht.
Eine der Möglichkeiten die Betriebstemperatur zu senken besteht darin, die Wär- meabstrahlung zu erhöhen. Dies lässt sich aus dem Stefan-Boltzmann-Gesetz ableiten, wobei der von einem Körper abgestrahlte Wärmestrom Q für einen Körper wie folgt berechenbar ist:
Q ist in der obgenannten Formel der Wärmestrom bzw. die Strahlungsleistung . ε ist der Emissionsgrad, dessen Wert zwischen 0 (perfekter Spiegel) und 1 (idealer Schwarzer Körper) liegen kann. σ ist die Stefan-Boltzmann-Konstante (5,67*10"8 W/m2K4).
A ist die Oberfläche des abstrahlenden Körpers.
T ist die Temperatur des abstrahlenden Körpers (in Kelvin).
Die Intensität bezeichnet in der Physik die Energie pro Zeit pro Fläche, also eine Flächenleistungsdichte. Demgemäß ist die Wärmeabstrahlung eine Funktion der Größe der Oberfläche des abstrahlenden Körpers.
Wesentlich verantwortlich für die Effizienz eines Solarmoduls ist jedoch nicht nur die Beschaffenheit und Effizienz des photovoltaischen Elements an sich, sondern auch die rückseitig an dem Solarmodul angebrachte Folie, die das photovoltai- sche Element von der Umwelt abgrenzt. Wie oben bereits abgeleitet ist die Oberflächenbeschaffenheit indirekt für die Effizienz der Energieumwandlung mitverantwortlich, da die Wärmeabstrahlung der Oberfläche verantwortlich ist für den Temperaturhaushalt und die Abkühlung der Solarzelle. Weiters charakterisiert die Oberflächenbeschaffenheit der Folie den Emissionsgrad .
Nicht nur die Oberflächenbeschaffenheit einer Rückseitenfolie ist für ein Solarmodul relevant, sondern aufgrund der Funktion der Abgrenzung der Solarzelle von der Umwelt sind auch hohe Anforderungen an äußere Umweltfaktoren wie etwa Feuchtigkeit, UV-Licht, Staub, mechanische Einwirkungen, sowie extreme Temperaturschwankungen im Bereich von - 40°C bis + 85°C gestellt, die eine ständige Beanspruchung bedeuten, und denen die Rückseitenfolie ohne Materialschädigung bzw. ohne Beeinträchtigung der Materialeigenschaften widerstehen muss. So darf es aufgrund der vielfachen Temperaturwechsel weder zu einem Abbau der inneren Festigkeit oder zu einer Rissbildung kommen. Prüfnormen wie etwa die IEC 61730 für Solarmodule und Rückseitenfolien umfassen eine Betrachtung aller Einflussgrößen, die für die Alterung von Solarzellen verantwortlich sind . Neben der Anforderung an eine langjährige physikalische Beständigkeit von Solarzelle und der Rückseitenfolie ist weiters höchstmögliche Blickdichtheit, höchstmögliche Formbeständigkeit sowie ein maximaler Reflexionsgrad der der Solarzelle zugewandten Seite der Rückseitenfolie erforderlich. Dies ist in der Regel durch einen Schichtaufbau mehrerer Schichten unterschiedlicher Eigenschaften realisiert. Ein typischer Schichtaufbau stellt sich wie folgt dar: hochreflektierende schützende Außenschicht, den photovoltaischen Elementen abgewandt
Zwischenschicht
Trägerschicht (auch "Träger- und Barriereschicht" oder "Trägerlage" genannt) Zwischenschicht
hochreflektierende schützende Außenschicht, den photovoltaischen Elementen zugewandt
Dabei sind die Außenschichten hochreflektierend, UV-stabil, beständig gegen Umwelteinflüsse, chemisch resistent, langzeitstabil, abriebfest, hart, zäh, maßbeständig, oberflächenbehandelt, und die der Solarzelle zugewandte Außenschicht weist zusätzlich eine hohe Lichtreflexion und Klebkraft zu Ethylenvinylacetat (EVA) auf. Die Zwischenschichten sind UV-beständig, beständig gegen Umwelteinflüsse, chemisch resistent, langzeitstabil, zäh und maßbeständig . Die Trägerlage bildet eine Barriere gegenüber Wasser, ist hydrolysebeständig, wasser- dampfundurchlässig, sauerstoffundurchlässig, UV-beständig, beständig gegenüber Umwelteinflüssen, chemisch resistent, langzeitstabil, schlagzäh, rissfest, unzerbrechlich und maßbeständig. Die Schichten der Folie sind herkömmlicherweise im Innenbereich aus einem Polymer auf Polyester- oder Polyolefinbasis und im Außenbereich aus Fluorpolymeren hergestellt. Es ist bekannt, dass dem Polymer oftmals Füllstoffe zugesetzt werden. Herkömmliche Füllstoffe sind gemahlene Fasern mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 90 pm, wobei die Fasern eine Normalverteilung ohne Abweichungsbegrenzungen aufweisen.
Folien für Solarmodule sind im Stand der Technik etwa bekannt aus den folgenden Patentschriften :
DE 11 2009 002 652 T5 beschreibt eine Funktionsfolie für ein Solarzellenmodul, wobei die Rückseitenfolie einen Basisfilm und einen reflektierenden Film enthält, und der reflektierende Film eine Vielzahl von unebenen Teilen, wie etwa dreieckige Prismenfiguren auf der Oberfläche aufweisen kann.
US 2012/0028060 AI beschreibt eine mehrschichtige Rückfolie für ein Photovol- taik-Modul, das eine erste und eine zweite Außenschicht, sowie eine dazwischenliegende Innenschicht aufweist, wobei die Innenschicht eine Wasser- und Sauerstoffbarriere bildet, und alle Schichten aus Polymeren sind.
EP 2 410 570 A2 beschreibt eine mehrschichtige Rückfolie für ein Solarmodul, wobei eine Schicht ein PVDF-basierendes Polymer mit einer Kristallinität von 50 % oder weniger aufweist, was zu verbesserten physikalischen Eigenschaften führt.
EP 2 208 755 AI beschreibt eine Rückschicht für eine Solarzelle und ein Verfahrung zur Herstellung einer solchen. Zur Verstärkung der Fluorpolymer-Schicht werden als Polymer-Füllstoffe Acrylat-Polymerpartikel, Vinyl-Polymerpartikel, oder auch fluorinierte Polymerpartikel mit einer Partikelgröße von 1 - 4 pm verwendet.
US 2011/0247686 AI beschreibt einen mehrschichtigen Film, bestehend aus einer adhäsiven UV-absorbierenden Schicht, einer Fluorpolymerschicht, sowie intermediären Schichten.
WO 2011/009568 AI beschreibt eine auf Polypropylen basierende Rückschicht für ein Solarmodul .
Der Nachteil von bekannten Solarmodulen des Stand der Technik ist der relativ geringe Wirkungsgrad und die Gefahr der Schädigung durch die extremen umweltbedingten Langzeiteinflüsse und Temperaturschwankungen.
Aufgrund des eingangs erwähnten großen wirtschaftlichen Interesses an Solarmodulen ist es wünschenswert, deren Wirkungsgrad sowie deren Materialbeständigkeit und damit Lebensdauer zu erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rückseitenfolie für ein Solarmodul mit verbesserten physikalischen Eigenschaften bereitzustellen. Dabei soll in einem ersten Aspekt eine Verbesserung der mechanischen Langzeiteigenschaften der Folie erzielt werden, sowie in einem weiteren Aspekt eine Folie mit einer verbesserten Langzeittemperaturbeständigkeit bereitgestellt werden, was Wirkungsgrad und Lebensdauer der Solarzelle und folglich des Solarmoduls erhöht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Folie für die Rückseite eines Solarmoduls der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die der Außenschicht angrenzende Zwischenschicht ein Polymer und einen Füllstoff aufweist, wobei der Füllstoff Fasern aufweist, und wobei das Verhältnis der Faserlänge zum durchschnittlichen Faserdurchmesser bei mindestens 10 : 1, vorzugsweise bei mindestens 12 : 1, am meisten bevorzugt bei mindestens 15 : 1 liegt.
Die in der Außenschicht angrenzenden Zwischenschicht eingebauten Fasern sind Nadelformähnliche Partikel mit einem Aspektverhältnis, das heißt einem Verhältnis von durchschnittlicher Faserlänge zum durchschnittlichen Faserdurchmesser, von mindestens 10 : 1, vorzugsweise mindestens 12 : 1, am meisten bevorzugt mindestens 15 : 1.
Durch dieses Aspektverhältnis von Faserlänge zu Faserdurchmesser der Fasern des zur mechanischen Verstärkung dienenden Füllstoffes wird eine Vergrößerung der Oberfläche relativ zum Volumen erzielt. Das Verkleinern der einzelnen Füllstoffpartikel, bei gleich bleibendem Volumengehalt, führt zum starken Ansteigen der Partikelanzahl, die zusammen eine sehr große spezifische Oberfläche (Oberflächen-Volumen-Verhältnis) aufweisen und zu der umgebenden Matrix eine große Grenzfläche bilden. Das drastisch erhöhte Oberflächen-Volumen-Verhältnis
hat zur Folge, dass die Morphologie des Matrixpolymers signifikant verändert wird . Dies bewirkt eine verbesserte Reißfestigkeit, verbesserte Stabilität und macht die Folie insgesamt langzeitstabiler. Dadurch wird die Lebensdauer der Solarzelle erhöht. Ebenso wird die Langzeittemperaturbeständigkeit der Folie erhöht, was den Wirkungsgrad der Solarzelle verbessert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie weist die Zwischenschicht, welche direkt an die der Solarzelle abgewandte Außenschicht angrenzt, einen Faseranteil von 15% - 50%, vorzugsweise 20% - 40%, am meisten bevorzugt von 25% - 35% auf, wobei mindestens 10% der enthaltenen Fasern mindestens 50 pm lang sind . Die Fasern sind dabei in die Polymermatrix eingebaut, wobei exakt oder annähernd 50% der Fasern eine mittlere Normallängenverteilung von 10 - 15 pm aufweisen.
Unter dem obig genannten Aspektverhältnis führt dies dazu, dass die Durchmesserhauptverteilung im Nanometerbereich liegt. Dadurch erhöht sich die spezifische Oberfläche um ein Vielfaches, wodurch aufgrund der Polymer-Füllstoff- Wechselwirkung eine gute Anbindung an das Polymer, welches auch als Polymermatrix zu verstehen ist, erfolgt, und der Anteil der modifizierten Polymergrenzschicht am Gesamtvolumen wesentlich erhöht wird. Dies entspricht einem Übergang von einem Polymermatrixmaterial zu einem Polymergrenzschichtmaterial.
Im Vergleich zu herkömmlich verwendeten Fasern, mit normal verteilten Faserlängen ohne Abweichungsbegrenzung, ergibt sich somit bei gleichem Füllgehalt und gleichem Verhältnis von Füllstoff zu Polymer, eine zusätzliche Erhöhung der Anbindungsoberfläche. Durch Vergrößerung der Anbindungsfläche ergibt sich eine bessere Anbindung an die Außenschicht.
Im Vergleich zu in heutigen Anwendung eingesetzten Fasern mit Faserlängen mit Normalverteilung ohne Abweichungsbegrenzung ergibt sich bei gleichem Aspektverhältnis und gleichem Füllgehalt eine zusätzliche Erhöhung der zur Verfügung stehende Anbindungsoberfläche.
Die Polymerlegierung in dieser Schicht ist dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkristallisationsgrad der Polymerlegierung der Zwischenschicht kleiner, als der Teilkristallisationsgrad der Polymerlegierung der ihr angrenzenden Außenschicht. Die in der Zwischenschicht liegenden Fasern sind in die Polymermatrix eingebaut und sind auch als Verstärkungsfasern zu bezeichnen. Diese Verstärkungsfasern bilden im Extrusionsprozess ein definiertes Fasergitter. Dieses Fasergitter, wie auch die unterschiedlichen Teilkristallisationsgrade in der Zwischenschicht und der darüber liegenden nach außen gerichteten (der Solarzelle abgewandten)
Außenschicht, ermöglicht eine leichte Formung der Oberfläche, sodass unter Anwendung beispielsweise einer definierten Luftrakel, eine Oberfläche erzeugt werden kann, die einer sphäroidähnlichen Prägung gleicht und bei einer definierten mittleren Rautiefe von 10 pm bis 20 pm ein Vergrößerung der Oberfläche von mindestens 30% erzielt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Folie an ihrer ersten, der Solarzelle abgewandten Außenschicht oberflächenvergrößernde Strukturen auf, wobei die Oberfläche der Außenschicht mindestens 30% größer als deren Grundfläche ist. Durch die vergrößerte Oberfläche kann der Wärmestrom besser abgeleitet werden, was die Absenkung der Betriebstemperatur einer Solarzelle mit der erfindungsgemäßen Folie, ermöglicht. Dies ist von besonderem Vorteil, da die Absenkung der Betriebstemperatur den Wirkungsgrad der Solarzelle erhöht, funktionsbedingt durch eine höhere Wärmeabstrahlung, die sich aus dem einleitend beschriebenen Stefan-Boltzmann-Gesetz ableiten lässt. Unter oberflächenvergrößernden Strukturen ist eine Vielzahl von unebenen Elementen zu verstehen, die auf der Oberfläche ausgebildet sind . Dies können regelmäßige geometrische Formen, regelmäßig auftretende Erhebungen, unregelmäßig auftretende Erhebungen oder Ausbuchtungen, oder eine Rauigkeit der Oberfläche sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Oberfläche der Außenschicht der erfindungsgemäßen Folie, sphäroidartige bzw. sphäroidähnliche Oberflächenelemente mit einer Rautiefe von 10 - 20 pm auf. Nach der Formel
ergibt dies eine Vergrößerung der Oberfläche von mindestens 30% und bewirkt somit eine um 30% erhöhte Wärmeabstrahlung .
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Folie ist der Füllstoff der Zwischenschicht der Folie ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Schichtsilikaten, Glimmer, vorzugsweise kalzinierte Glimmer, Wollastonit, Bornitrid, Kaolin, vorzugsweise kalziniertes Kaolin, Montmorillonit, sowie Mischungen davon. Dadurch wird eine mechanische Verstärkung der Zwischenschicht erzielt, was die Langlebigkeit der erfindungsgemäßen Folie erhöht. Dabei umfasst der Begriff Schichtsilikate die folgenden Verbindungen, wobei diese Auflistung nicht einschränkend aufzufassen ist: Gillespit-Gruppe, Ekanit-Gruppe, Apophyllitgrup- pe, Magadiit-Gruppe, Dalyit-Gruppe, Sazhinit-Gruppe, Armstrongit-Gruppe, Oke- nit-Gruppe, Nekoit-Gruppe, Cavansit-Gruppe, Pentagonit-Gruppe, Penkvilksit- Gruppe, Nabesit-Gruppe, Ajoit-Gruppe, Zeravshanit-Gruppe, Bussyite-(Ce),
Plumbophyllit-Gruppe, Rhodesit-Gruppe, Delhayelith-Gruppe, Monteregianit- Gruppe, Carletonit-Gruppe, Talk-Gruppe, Pyrophyllit-Gruppe, Muskovit-Gruppe, Phlogopit-Gruppe, Illit-Gruppe, Margarit-Gruppe, Clintonit-Gruppe, Montmorillo- nit-Gruppe, Saponit-Gruppe, Vermikulit-Gruppe, Chlorit-Gruppe, Corrensit-Grup- pe, Macaulayit-Gruppe, Burckhardtit-Gruppe, Surit-Gruppe, Kegelit-Gruppe, Kao- linit-Gruppe, Halloysit-Gruppe, Serpentin-Gruppe, Bismutoferrit-Gruppe, Bemen- tit-Gruppe, Schallerit-Gruppe, Palygorskit-Gruppe, Sepiolith-Gruppe, Gyrolith- Gruppe, Reyerit-Gruppe, Natrosilit-Gruppe, Makatit-Gruppe, Varennesit-Gruppe, Rait-Gruppe, Intersilit-Gruppe, Shafranovskit-Gruppe, Zeophyllit-Gruppe, Mine- hillite, Lalondeite, Petalit-Gruppe, Sanbornit-Gruppe, Searlesit-Gruppe, Silinait- Gruppe, Kanemit-Gruppe, Yakovenchukite-(Y), Cymrit-Gruppe, Naujakasit-Grup- pe, Dmisteinbergit-Gruppe, Kampfit-Gruppe, Strätlingit-Gruppe, Ganophyllit- Gruppe, Zussmanit-Gruppe, Stilpnomelan-Gruppe, Latiumit-Gruppe, Jagoit-Grup- pe, Wickenburgit-Gruppe, Hyttsjölt-Gruppe, Armbrusterit-Gruppe, Britvinite, Bannisterite, Neptunit-Gruppe, Grumantit-Gruppe, Ussingit-Gruppe, Leifit-Grup- pe, Nafertisit-Gruppe, Lourenswalsit, Middendorfit-Gruppe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Füllstoff der Zwischenschicht einen Gewichtsanteil von 5% - 70% auf, vorzugsweise 10% - 50%, am meisten bevorzugt zwischen 15% - 35%. Dies gewährleistet eine ausreichende Anbindung des Füllstoffes, sodass es über den gesamten Temperaturbereich, mit dem die Folie umweltbedingt konfrontiert ist, weder zu einem Abbau an inneren Festigkeit, noch zur Rissbildung aufgrund einer zu geringer Steckdehnung kommt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Fasern der Zwischenschicht mit einem Benetzungsmittel umhüllt, welches vorzugsweise ein malei- niertes Gradientencopolymer (random Copolymer) ist, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe der Alkene. Benetzungsmittel ist hierin mit dem Begriff Schlichten gleichzusetzen. Herkömmlicherweise sind die Fasern der Zwischenschicht mit Silanen, Orgonotitanaten, oder Orgonozirkonaten umhüllt. Die Umhüllung mit Benetzungsmittel, sogenannten Schlichten, führt zu einer Verbesserung der Haftung zwischen Polymer bzw. Polymermatrix und Füllstoffen. Bereits eine hauchdünne Umhüllung ist ausreichend zur Erzielung dieses Effektes. Die durch die Benetzung erzeugten funktionellen Filme reagieren mit dem Verstärkungsstoff und halten dessen Oberfläche frei von Luft und Wasser. Verstärkungsstoff ist hierin als eine äquivalente Bezeichnung für Füllstoff zu verstehen. Die Haftvermittlermoleküle, vorteilhafterweise OH- und/oder OR-Gruppen, sind auf die jeweilige Polymermatrix abgestimmt, um so eine gute Ankopplung von Füllstoff mit Schlichten und Polymermatrix zu gewährleisten. Durch Einsatz eines
maleinierten random Copolymer wird eine verbesserte Ankopplung als mit herkömmlich verwendeten Benetzungsmittel erzielt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Polymer der Zwischenschicht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyamid, Polyester, Polyoe- fine, Polyacrylate, Benzenole sowie Blends davon. Dadurch erhält die erfindungsgemäße Folie die gewünschten Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit. Die Gruppe der Polyester umfasst auch Polycarbonate (PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polyethy- lenterephthalat (PET). Unter Polyolefine sind Polyalkene zu verstehen. Bei in daraus gefertigten Blends kommen auch Monomere aus den Monomergruppen Acrylnitril, Acrylester, Acrylsäureester, Acrylsäure und Styrole zum Einsatz.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Copolymer der Zwischenschicht Monomereinheiten der Polyamide, Alkene, vorzugsweise Propen, Polyacrylate oder Phenylethen auf. Dies verbessert ebenso die bei der erfindungsgemäßen Folie erwünschten Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Polymer der Zwischenschicht ein Copolymer, Block-Copolymer, vorzugsweise Diblock-Copolymer, mehr bevorzugt Triblock-Copolymer, oder ein Hydrierungsprodukt davon. Dadurch werden weiters die gewünschten Eigenschaften wie Schlagzähigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit verbessert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Zwischenschicht eine Polymerlegierung auf, wobei die Polymerlegierung das Polymer und mindestens ein weiteres Polymer aufweist, wobei das weitere Polymer vorzugsweise ein Copolymer mit Polyamiden oder Alkenen, vorzugsweise Propen, Polyacrylat oder Phenylethen als Monomereinheit aufweist.
Die erfindungsgemäße Polymerlegierung kann auch mehrere verschiedene Polymere enthalten. Durch das Mischen (Compoundierung) von zwei oder mehreren Polymeren, oder Copolymeren entstehen sogenannte Polyblende, auch Blende genannt, mit spezifischen Eigenschaften, die sich insbesondere durch Schlagzähigkeit, Steifheit und Wärmeformbeständigkeit auszeichnen. Diese Eigenschaften werden insbesondere durch Phasenkopplung von Block- oder Pfropf-Copolymeren erreicht. Vergleichbar ist dies mit Metall-Legierungen, bei denen eine Legierung ebenfalls ganz andere Eigenschaften haben kann, als die einzelnen Metalle für sich genommen. So kann beispielsweise einer harten Polymerphase wie Polypropylen (PP), eine elastische Kautschukphase, zum Beispiel auf Basis von Polybu- tadien oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) zugesetzt werden. Eine
höhere Wärmeformbeständigkeit erreicht man beispielweise durch Polymerlegierungen aus Polycarbonaten (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymeren (ABS). Weitere Beispiele sind Legierungen aus Polyphenylenoxid (PPO) und Polystyrol (PS), beziehungsweise Polyamid (PA), die zu einer hohen Temperaturbeständigkeit und Schlagzähigkeit führen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das weitere Polymer ein Copolymer mit Alken als Monomereinheit, vorzugsweise Propen. Dadurch werden hohen Adhäsionskräften zu keramischen und anorganischen Füllstoffen erzielt, was eine höhere "MVR" (Schmelzvolumenrate, "melting volume rate") bewirkt, im Vergleich zu Polymerlegierung mit anderen Polymere. Dies bewirkt, dass während des Aufschmelzprozesses bei der Coextrusion im Mischteil dieses Polymer vorzeitig, das heißt vor allen anderen Polymeren der Polymerlegierung, die eingearbeiteten Füllstoffe benetzt, diese mit einer hauchdünnen funktionellen Haftungsschicht überzieht und mit den auf dem anorganischen Füllstoff befindlichen Kationen, Anionen und/oder Hydroxyden reagiert. Eine verbesserte Ankopplung des Verstärkungsstoffes ist somit gegeben, ohne den Füllstoff, wie zum Erreichen des gleichen Zieles üblich, vor dem eigentlichen Compoundierungsprozess bzw. dem Extrusionsprozess mit einer Schlichte zu beaufschlagen bzw. zu umhüllen.
Das weitere zugesetzte Copolymer weist vorteilhafterweise einen Gewichtsanteil von mindestens 1% und maximal 85% auf, vorteilhafterweise zwischen 1% und 30%, am besten zwischen 1% und 5%. Dies gewährleistet einen ausreichende Anbindung des Füllstoffes, sodass es über den gesamten Temperaturbereich, mit dem die Folie umweltbedingt konfrontiert ist, weder zu einem Abbau an inneren Festigkeit, noch zur Rissbildung aufgrund einer zu geringer Streckdehnung kommt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zugesetzte weitere Polymer, oder die zugesetzten weiteren Polymere carboxyliert, maleiniert, oder mit 3-Cyclobuten-l,2-dion (auch Dieketocyclobuten oder C2H202 genannt) gepfropft. Dies verbessert die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folie und fördert die Stabilität des Polymeres und somit der Folie.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Polymer oder die Polymerlegierung der Zwischenschicht der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie einen Gewichtsanteil von mindestens 25% auf, vorzugsweise von 50% - 75%, mehr bevorzugt von 50% - 85%, am meisten bevorzugt von 65% - 85% auf. Dadurch wird die gewünschte Festigkeit, Reißfestigkeit und Stabilität der erfindungsgemäßen Folie erzielt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Folie für eine Solarzelle gelöst, wobei das Verfahren die Schritte des Einwiegens, reaktiven Compoundierens, Filtrierens, Coextrudierens, Oberflächenbehandelns und die sphäroidähnliche Oberflächenprägung einer Rautiefe von 10 - 20 pm mittels einer Luftrakel umfasst. Dabei werden die verschiedenen Polymere über gravimetrische Einwaagen zugeführt. Nach dem maschinellen Einziehen der Polymergranulate werden diese unter Druck gemischt, wobei auch unter Druck die Aufschmelzung und Polymerisation erfolgt. In diese Schmelze werden dann ein oder mehrere Verstärkerstoffe und/ oder Füllstoffe zugegeben. Nach der Entgasung erfolgt das Kneten unter Druck und im Anschluss werden unter Druck chemische Stoffe zugeführt und die gesamte Schmelze homogenisiert. Nach einer Vakuumierung erfolgt erneut eine Entgasung, danach die Plastifizierung, danach die Verdichtung, danach eine Schmelzefilterung. Über einen Adapter erfolgt eine Verteilung und Zuführung zu den Düsen. Nach der Coextrusion erfolgt sodann die Kristallisation beziehungsweise Teilkristallisation der Polymerschmelze über Kühlwalzen. Abschließend erfolgen die Behandlung der Oberfläche, sowie die Dimensionierung .
Weiteres wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Verwendung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie in einer Solarzelle gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, welches in den Fig . 1 bis Fig . 3 dargestellt ist:
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles einer mehrschichtigen Folie für ein Solarmodul;
Fig. 2a zeigt eine Draufsicht auf die erste Außenschicht der mehrschichtigen Folie für ein Solarmodul, Fig . 2b zeigt die Schnittansicht derselben;
Fig. 3 zeigt den schematischen Aufbau eines Solarmoduls mit der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Rückseitenfolie.
In Fig . 1 ist der Schichtaufbau der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Folie 1 zu ersehen, wobei mit 2 die mit der Umwelt in Verbindung stehende, erste, der Solarzelle abgewandte Außenschicht bezeichnet ist. 3 bezeichnet die Zwischenschicht, welche zwischen der ersten Außenschicht 2 und der Trägerschicht 4 liegt. 5 bezeichnet eine weitere Zwischenschicht die zwischen der Trägerschicht 4 und der zweiten, der Solarzelle zugewandten Außenschicht 6 liegt. Die Zwischenschicht (3 bzw. 5) besteht aus Alkene-Copolymer, Phenylethen-Triblock-Copoly- mer, Benzenol-Copolymer und weist den faserartigen Füllstoff Silikat auf. Der Füllstoff hat einen Massenanteil von 15% - 35%. Das Verhältnis von Faserlänge
zum durchschnittlichen Faserdurchmesser liegt bei 10 : 1. Die durchschnittliche Faserlänge ist 15 μηι. Als weiteres Copolymer ist der Polymerlegierung in der Zwischenschicht (3 bzw. 5), ein melaniertes random Copolymer zugesetzt. Dieses Copolymer ist carboxyliert. Die Polymerlegierung weist einen Massenanteil von 65% - 85% auf.
Die beispielhafte erfindungsgemäße mehrschichtige Folie weist eine sphäro- idähnliche Oberflächenstruktur auf, welche in Fig. 2a und Fig . 2b zu ersehen ist. Die sphäroidähnliche Oberflächenstruktur bildet dabei Berge 7, welche den höchsten Punkt darstellen und Täler 8, welche den tiefsten Punkt darstellen. Die Rautiefe, also die Distanz zwischen Bergen 7 und Täler 8, beträgt 10 - 20 pm.
Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Solarmodul, mit mehreren Solarzellen 9, welche in Einbettungsmaterial 10 eingebettet sind . Dieses Einbettungsmaterial 10 grenzt an der der Umwelt, beziehungsweise dem Lichteinfall abgewandten Seite an die erfindungsgemäße mehrschichtige Folie 1, sowie an der der Umwelt, beziehungsweise dem Lichteinfall zugewandten Seite an die Frontalabdeckung 11.
Die Herstellung des faserförmigen Füllstoffes mit hohem Aspektverhältnis erfolgt in sogenannten Strahlmühlen. Das zu zerkleinernde Gut wird von den aus speziell ausgebildeten Mahldüsen austretenden Gasstrahlen erfasst, beschleunigt und durch gegenseitige Teilchenstöße zerkleinert. Über ein im Zentrum der Mahlkammer positioniertes Tauchrohr wird das mikronisierte Pulver einer statischen Sichtung unterzogen. Feines Produkt wird aus der Maschine ausgetragen, zu grobe Partikel werden einer erneuten Mahlbeanspruchung unterzogen. Die Einstellung der gewünschten Mahlfeinheit erfolgt über die Strahlbeladung, also den Produktdurchsatz. Optimiert wird das Herstellverfahren durch die Eingliederung eines Sichtrades in den Herstellungsprozess, bei dem die Funktionen "Mahlen" und "Sichten" voneinander getrennt sind . Bei diesem sogenannten dynamischen Windsichter, einem mechanischen Trennverfahren, werden die Partikel anhand ihres Verhältnisses von Trägheits- bzw. Schwerkraft und Strömungswiderstand in einem Gasstrom getrennt. Es ist ein Klassifizierungsverfahren und nutzt das Prinzip der Schwer- oder Fliehkrafttrennung aus. Feine Partikel folgen der Strömung, grobe der Massenkraft.
Die Bestimmung der Partikelgröße erfolgt über die Laserdiffraktometrie, die am häufigsten eingesetzte Methode überhaupt. Der Vorteil dieser Methode ist der enorm große Messbereich, welcher von einigen Nanometern bis hin zu mehreren Millimetern reicht. Es können also Nanopartikel, Mikropartikel und Makropartikel oder Mischungen aus diesen Systemen vermessen werden. Die Messergebnisse werden als Verteilungskurve angegeben, mit dem Vorteil, dass man nicht nur eine Aussage über die mittlere Partikelgröße erhält, sondern auch Informationen
über die kleinsten und vor allem die größten Partikel in der Probe erhält. Weiterhin ist es möglich zu erkennen ob es sich um eine einzige Partikelpopulation handelt (monomodale Verteilung) oder um mehrere Partikelpopulationen (multimodal).
Claims
1. Mehrschichtige Folie (1) für die Rückseite eines Solarmoduls, umfassend eine erste der Solarzelle abgewandte Außenschicht (2), eine zweite, der Solarzelle zugewandte Außenschicht (6), sowie eine dazwischenliegende Trägerschicht (4), wobei jeweils zwischen Trägerschicht (4) und den Außenschichten (2 und 6) eine Zwischenschicht (3 bzw. 5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3 bzw. 5) ein Polymer und einen Füllstoff aufweist, wobei der Füllstoff Fasern aufweist, und wobei das Verhältnis der durchschnittlichen Faserlänge zum durchschnittlichen Faserdurchmesser in die Zwischenschicht (3), welche direkt an die der Solarzelle abgewandte Außenschicht (2) angrenzt, bei mindestens 10 : 1, vorzugsweise bei mindestens 12 : 1, am meisten bevorzugt bei mindestens 15 : 1 liegt.
2. Mehrschichtige Folie (1) nach einem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3), welche direkt an die der Solarzelle abgewandte Außenschicht (2) angrenzt, einen Faseranteil von 15% - 50%, vorzugsweise 20% - 40%, am meisten bevorzugt von 25% - 35% aufweist, wobei mindestens 10% der enthaltenen Fasern mindestens 50 μηι lang sind und mindestens 50% der Fasern 10 - 15 μηι lang sind .
3. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkristallisationsgrad des Polymers/der Polymerlegierung der Zwischenschicht (3) kleiner ist als der Teilkristallisationsgrad der ihr angrenzenden Außenschicht (2).
4. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste der Solarzelle abgewandte Außenschicht (2), oberflächenvergrößernde Strukturen aufweist, wobei die Oberfläche der Außenschicht mindestens 30% größer als deren Grundfläche ist.
5. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Außenschicht sphäroidartige Oberflächenelemente mit einer Rautiefe von 10 - 20 pm aufweist.
6. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff der Zwischenschicht (3 bzw. 5) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Schichtsilikaten, Glimmer, vorzugsweise kalzinierte Glimmer, Wollastonit, Bornitrid, Kaolin, vorzugsweise kalziniertes Kaolin, Montmorillonit, sowie Mischungen davon.
7. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff der Zwischenschicht (3 bzw. 5) einen Gewichtsanteil von 5% - 70% aufweist, vorzugsweise 10% - 50%, am meisten bevorzugt zwischen 15% - 35%.
8. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern der Zwischenschicht (3 bzw. 5) mit einem Benetzungsmittel umhüllt sind, welches vorzugsweise ein maleiniertes ran- dom Copolymer ist, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe der Alkene.
9. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Zwischenschicht (3 bzw. 5) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Polyamid, Polyester, Polyolefine, Polyacrylate, Benzenole sowie Blends davon.
10. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Zwischenschicht (3 bzw. 5) ein Copolymer, Block-Copolymer, vorzugsweise Diblock-Copolymer, mehr bevorzugt Triblock-Copolymer, oder ein Hydrierungsprodukt davon ist.
11. Mehrschichtige Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer der Zwischenschicht (3 bzw. 5) Monomereinheiten der Polyamide, Alkene, vozugsweise Propen, Polyacrylate oder Penylethen aufweist.
12. Mehrschichtige Folie ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3 bzw. 5) eine Polymerlegierung aufweist, wobei die Polymerlegierung das Polymer und mindestens ein weiteres Polymer aufweist, wobei das weitere Polymer vorzugsweise ein Copolymer mit Alken als Monomereinheit, vorzugsweise Propen, ist.
13. Mehrschichtige Folie (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Polymer/die weitere Polymere der Zwischenschicht (3 bzw. 5) carboxyliert, maleiniert, oder mit 3-Cyclobuten-l,2-dion gepfropft ist/ sind .
14. Mehrschichtige Folie ( 1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer oder die Polymerlegierung der Zwischenschicht (3 und/oder 5) einen Gewichtsanteil von mindestens 25% aufweist, vorzugweise von 50% - 75%, mehr bevorzugt von 50% - 85%, am meisten bevorzugt von 65% - 85%.
15. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Einwiegen, b) reaktives Compoundieren, c) Filtrieren, d) Coextrudieren, e) Oberflächenbehandeln, f) sphäroidähnliche Oberflächenprägung einer Rautiefe von 10 - 20 pm mittels einer Luftrakel.
16. Verwendung einer mehrschichtigen Folie (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in einer Solarzelle.
2014 03 24
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010036557A1 (en) * | 1998-10-14 | 2001-11-01 | Michael Ingrim | Extruded, unbalanced solid surface composites and method for making and using same |
| EP2208755A1 (de) | 2007-11-08 | 2010-07-21 | China Lucky Film Group Corporation | Rückseitige folie für eine solarzelle und herstellungsverfahren dafür |
| WO2011009568A1 (en) | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Renolit Belgium N.V. | Photovoltaic modules with polypropylene based backsheet |
| WO2011066595A1 (de) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | Isovoltaic Gmbh | Solarmodul und coextrudatkörper |
| US20110247686A1 (en) | 2010-03-12 | 2011-10-13 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Multilayer film for photovoltaic applications |
| EP2392457A1 (de) * | 2009-01-30 | 2011-12-07 | Techno Polymer Co., Ltd. | Mehrschichtiger körper |
| EP2410570A2 (de) | 2009-03-19 | 2012-01-25 | LG Chem, Ltd. | Rückseitige folie einer solarzelle mit copolymer auf fluorbasis und verfahren zu ihrer herstellung |
| US20120028060A1 (en) | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Ems-Patent Ag | Multilayer backsheet for photovoltaic modules, and its production and use in the production of photovoltaic modules |
| DE112009002652T5 (de) | 2008-11-06 | 2012-06-14 | Lg Hausys, Ltd. | Funktionsfolie und diese enthaltendes Solarzellenmodul |
| US20120325306A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-12-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fire resistant back-sheet for photovoltaic module |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2519493B2 (ja) * | 1987-12-21 | 1996-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | 熱硬化型発泡シ―ル材 |
| DE4029405A1 (de) * | 1990-03-16 | 1991-09-19 | Degussa | Formkoerper zur waermedaemmung |
| EP2110863A1 (de) * | 2008-04-15 | 2009-10-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. | Solarzellenmodul |
| EP2308679A1 (de) * | 2009-10-06 | 2011-04-13 | Bayer MaterialScience AG | Solarmodule mit Polycarbonatblend-Folie als Rückseitenfolie |
| JP5545569B2 (ja) * | 2010-11-17 | 2014-07-09 | 凸版印刷株式会社 | 太陽電池用バックシートの製造方法 |
| CN102738275B (zh) * | 2011-04-12 | 2014-12-10 | 苏州尚善新材料科技有限公司 | 一种太阳能电池组件背板及其制备方法 |
| CN202695501U (zh) * | 2012-08-03 | 2013-01-23 | 常州回天新材料有限公司 | 防水太阳能电池背膜 |
-
2013
- 2013-03-26 AT ATA50206/2013A patent/AT514091B1/de not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-03-24 WO PCT/EP2014/055799 patent/WO2014154613A1/de active Application Filing
- 2014-03-26 CN CN201410116815.6A patent/CN104070754A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20010036557A1 (en) * | 1998-10-14 | 2001-11-01 | Michael Ingrim | Extruded, unbalanced solid surface composites and method for making and using same |
| EP2208755A1 (de) | 2007-11-08 | 2010-07-21 | China Lucky Film Group Corporation | Rückseitige folie für eine solarzelle und herstellungsverfahren dafür |
| DE112009002652T5 (de) | 2008-11-06 | 2012-06-14 | Lg Hausys, Ltd. | Funktionsfolie und diese enthaltendes Solarzellenmodul |
| EP2392457A1 (de) * | 2009-01-30 | 2011-12-07 | Techno Polymer Co., Ltd. | Mehrschichtiger körper |
| EP2410570A2 (de) | 2009-03-19 | 2012-01-25 | LG Chem, Ltd. | Rückseitige folie einer solarzelle mit copolymer auf fluorbasis und verfahren zu ihrer herstellung |
| WO2011009568A1 (en) | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Renolit Belgium N.V. | Photovoltaic modules with polypropylene based backsheet |
| WO2011066595A1 (de) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | Isovoltaic Gmbh | Solarmodul und coextrudatkörper |
| US20110247686A1 (en) | 2010-03-12 | 2011-10-13 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Multilayer film for photovoltaic applications |
| US20120028060A1 (en) | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Ems-Patent Ag | Multilayer backsheet for photovoltaic modules, and its production and use in the production of photovoltaic modules |
| EP2422976A1 (de) * | 2010-07-30 | 2012-02-29 | Ems-Patent Ag | Photovoltaikmodul-Mehrschichtrückfolie sowie deren Herstellung und Verwendung bei der Produktion photovoltaischer Module |
| US20120325306A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-12-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Fire resistant back-sheet for photovoltaic module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AT514091B1 (de) | 2015-02-15 |
| CN104070754A (zh) | 2014-10-01 |
| AT514091A1 (de) | 2014-10-15 |
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