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DE10158405A1 - Fotovolataikmodul in Form eines Laminats - Google Patents

Fotovolataikmodul in Form eines Laminats

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Publication number
DE10158405A1
DE10158405A1 DE10158405A DE10158405A DE10158405A1 DE 10158405 A1 DE10158405 A1 DE 10158405A1 DE 10158405 A DE10158405 A DE 10158405A DE 10158405 A DE10158405 A DE 10158405A DE 10158405 A1 DE10158405 A1 DE 10158405A1
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DE
Germany
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layer
photovoltaic module
glass
module according
outer layer
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Withdrawn
Application number
DE10158405A
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English (en)
Inventor
Bernd Melchior
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BLUESUN TECHNOLOGIES GmbH
Original Assignee
BLUESUN TECHNOLOGIES GmbH
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Publication date
Application filed by BLUESUN TECHNOLOGIES GmbH filed Critical BLUESUN TECHNOLOGIES GmbH
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Publication of DE10158405A1 publication Critical patent/DE10158405A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B17/00Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
    • B32B17/06Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
    • B32B17/10Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotovoltaikmodul in Form eines Laminats, das allseitig abgeschlossen ist und folgende, miteinander verbundene Schichten aufweist: Eine Außenschicht (20) aus einem vollfluorierten, hochschmelzenden Fluorpolymer, die eine außenliegende Oberfläche hat, welche die frontseitige Außenfläche des Moduls bildet, und die eine innenliegende Oberfläche hat. Eine dünne Glasschicht, die innig mit der innenliegenden Oberfläche der Außenschicht (20) verbunden ist und von dieser getragen wird. Eine vordere Zwischenschicht, die mit der Glasschicht verbunden ist. Eine aktive Schicht mit mindestens einer Solarzelle, an die elektrische Anschlussleitungen angeschlossen sind und eine rückseitige Schichtanordnung, die eine Rückschicht aufweist, welche eine außenseitige Oberfläche hat, die die rückseitige Oberfläche des Moduls bildet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Fotovoltaikmodul in Form eines Laminats, das allseitig abgeschlossen ist und folgende, miteinander verbundene Schichten aufweist: Eine Außenschicht die eine außenliegende Oberfläche hat, welche die fronseitige Außenfläche des Moduls bildet, und die eine innenliegende Oberfläche hat, eine aktive Schicht mit mindestens einer Solarzelle, an die elektrische Anschlussleitungen angeschlossen sind und eine rückseitige Schichtanordnung, die eine Rückschicht aufweist, welche eine außenseitige Oberfläche hat, die die rückseitige Oberfläche des Moduls bildet.
  • Fotovoltaikmodule oder fotovoltaische Elemente dieser Art sind allgemein bekannt, nur beispielhaft verwiesen wird auf EP 0 969 521 A.
  • Bei den vorbekannten Modulen dieser Art wird ein guter Einschluss und damit eine gute Verkapselung der aktiven Schicht, also der mindestens einen Solarzelle erreicht. Üblicherweise hat ein Modul mehrere, in einer Ebene nebeneinanderliegende Solarzellen, die elektrisch miteinander verbunden sind. Ein Problem ist die Langzeitstabilität dieser Module. Die verwendeten Schichten, insbesondere die verwendeten Außenschichten, halten nicht über lange Zeit unter Umweltbedingungen ihre Eigenschaften ein. Es kommt zu Leistungsabfall, Trennung von Schichten, Verfärbungen, chemischen Zersetzungen usw..
  • Die Außenschicht muss einerseits möglichst wenig empfindlich gegen Witterungseinflüsse sein, also beispielsweise Regen, Umgebungstemperatur, Staub usw.. Sie muss andererseits aber auch unempfindlich sein gegen Sonnenlicht, insbesondere sollte sie keine Photochemie zeigen. Dies gilt insbesondere für den UV-Anteil des Sonnenlichtes. Schließlich sollte die Außenschicht, wie auch die weiteren, oberhalb der Solarzelle befindlichen Schichten so lichtdurchlässig wie möglich sein, damit möglichst viel der einfallenden Sonnenstrahlung die Solarzelle erreicht.
  • Als Außenschicht ist es bekannt, Folien aus Fluorpolymeren einzusetzen, beispielsweise THV-Fluorthermoplaste, wie sie von der Firma Dyneon u. a. unter der Produktbezeichnung THV 220A angeboten werden. Sie werden ausdrücklich als geeignet für fotovoltaische Module ausgewiesen.
  • In der Tat haben derartige Außenschichten eine Reihe von Vorteilen. Sie lassen sich bei geringen Temperaturen verarbeiten, haben eine gute Flexibilität, sind chemisch widerstandsfähig, sehr wetterbeständig und praktisch nicht brennbar. Bei Langzeitbestrahlung mit Sonnenlicht zeigt es sich nun aber, dass durch UV-Einwirkung Wasserstoffatome, insbesondere endständige H - Atome, aktiviert werden, sie verbinden sich mit Fluor zu Flusssäure (HF). Diese ist eine ausgesprochen starke Säure und zerstört auf Dauer das Modul.
  • Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Fotovoltaikmodul der eingangs genannten Art mit einer Außenschicht aus einem Fluorpolymeren so weiterzubilden, dass eine deutlich verbesserte Langzeitstabilität erreicht wird, insbesondere die photochemischen Auswirkungen des UV-Anteils im Sonnenlicht auf das Modul möglichst gering sind.
  • Diese Aufgabe wird gelöst bei dem Fotovoltaikmodul der eingangs genannten Art durch a) eine Außenschicht aus einem vollfluorierten, hochschmelzenden Fluorpolymer, die eine außenliegende Oberfläche hat, welche die frontseitige Außenfläche des Moduls bildet, und die eine innenliegende Oberfläche hat, durch b) eine dünne Glasschicht, die innig mit der innenliegenden Oberfläche der Außenschicht verbunden ist und von dieser getragen wird, durch c) eine vordere Zwischenschicht, vorzugsweise aus einem Fluorpolymer, die mit der Glasschicht verbunden ist, durch d) eine aktive Schicht mit mindestens einer Solarzelle, an die elektrische Anschlussleitungen angeschlossen sind und durch e) eine rückseitige Schichtanordnung, die eine Rückschicht aufweist, welche eine außenseitige Oberfläche hat, die die rückseitige Oberfläche des Moduls bildet.
  • Bei diesem Fotovoltaikmodul wird als Außenschicht ein vollfluorierter, hochschmelzender Polymer, beispielsweise Polytetrafluoethylen PTFE, Ethylenchlortetrafuorethylen ECTFE, Chlortetrafluorethylen CTFE, Polychlortrifluorethylen PCTFE, MFA, PFA, FEP, ETFE, TFEP, PTFEAF usw. eingesetzt. Diese so hergestellten Außenschichten sind hochtransparent, auch im UV- Bereich. Sie vergilben nicht. Sie haben einen niedrigen Brechungsindex. Insbesondere PTFE ist kaum benetzbar und antiadhäsiv. Die perfluorierten Monomeren sind unbrennbar, ausgezeichnet wetterfest, extrem korrosions- und lösungsmittelbeständig und haben zudem gute elektrische Werte. Sie nehmen praktisch kein Wasser auf.
  • Die vollfluorierten Fluorpolymere sind somit für die Außenseite eines Moduls, also die Außenschicht, besonders geeignet. Ihr Nachteil liegt aber darin, dass sie schwierig mit anderen Schichten zu verbinden sind und ihr Schmelzpunkt ausgesprochen hoch liegt. Er liegt deutlich über 200°C und ist damit für normale Verkapselung nicht geeignet. Gerade die für die außenliegende Oberfläche so günstigen Eigenschaften dieser vollfluorierten Fluorpolymere, insbesondere die geringe Benetzbarkeit und die Eigenschaft antiadhäsiv zu sein, machen es schwierig, sie mit anderen Schichten des Moduls dauerhaft zu verbinden.
  • Hier schafft die Erfindung nun dadurch Abhilfe, dass die innenliegende Oberfläche der Außenschicht innig verbunden ist mit der dünnen Glasschicht. Die Außenschicht und die dünne Glasschicht bilden eine Einheit. Derartige mit einer dünnen Glasschicht versehene Folien aus vollfluorierten Polymeren sind an sich bekannt, sie werden als Aromaschutzfolie bereits eingesetzt. Die Glasschicht wird im Vakuum auf die Fluorpolymerfolie aufgebracht, insbesondere durch z. B. Sputtern, in Plasmaatmosphäre oder durch Auftrag im Elektronenstrahl. Insgesamt erhält man dadurch eine äußere Lage, die aus Außenschicht und dünner Glasschicht zusammengesetzt ist. Die außenliegende Oberfläche dieser äußeren Lage hat alle positiven Eigenschaften des Fluorpolymers. Die innenliegende Oberfläche dieser äußeren Lage wird durch die dünne Glasschicht gebildet, sodass die äußere Lage nun über diese dünne Glasschicht mit einer weiteren Schicht verbunden werden kann. Mit einer Glasoberfläche lassen sich dauerhafte Verbindungen herstellen, beispielsweise durch Silikone. Durch die dünne Glasschicht, die mit der Außenschicht innig verbunden ist, wird also die Möglichkeit gegeben, die äußere Lage dauerhaft mit der vorderen Zwischenschicht zu verbinden.
  • Die dünne Glasschicht hat aber noch weitere Vorzüge. Sie sperrt Gase und bildet eine Wasserdampfsperre. Sie ist im sichtbaren Spektralbereich völlig transparent. Sie bildet eine Sperre im UV-Bereich. Sie kann dabei je nach Ausbildung des Glases so eingestellt werden, dass sie unterhalb einer gewünschten Wellenlänge im UV-Bereich sperrt, beispielsweise unterhalb 380 nm, unterhalb 360 nm usw.. Sie schützt damit die darunter liegenden Schichten vor UV-Licht und der damit verbundenen Fotochemie. UV-Licht ist zwar energiereich, es ist im Sonnenspektrum aber entsprechend der Planckschen-Strahlungskurve der Sonne nicht in erheblichem Anteil vorhanden, sodass ein Abschneiden des UV-Anteils die Energieausbeute des Fotovoltaikmoduls nicht sehr schwächt. Die Langzeitstabilität der Fotovoltaikmodule wird deutlich verbessert. Die dünne Glasschicht hat eine Dicke von typischerweise 100 bis 500 nm, zumeist liegt die Dicke bei etwa 300 nm. Die Dicke wird so gewählt, dass die dünne Glasschicht keine Eigenstabilität hat. Als Glasschicht, mit Materialien wie SiOx Glaszusammensetzungen aller Art, Al2O3, ZnO, ZrO2 usw. in Betracht. Durch die Verwendung vollfluorierter Polymere für die Außenschicht wird auch die photochemische Bildung von HF (Flusssäure) unterdrückt.
  • Für die vordere Zwischenschicht kann ein niedrig schmelzender Thermoplast verwendet werden. Geeignet sind Fluorpolymere, die einen ausreichend geringen Schmelzpunkt haben. Aufgrund des geringen Schmelzpunktes von z. B. 100-160°C können sie mit den Solarzellen im Schmelzverfahren verbunden werden, ohne das dadurch die Solarzellen zu heiß gemacht werden müssen. Als Alternative für die vordere Zwischenschicht kommt Silikonkautschuk, insbesondere zweikomponentiger Silikonkautschuk, in Betracht. Er bleibt elastisch nach dem Aushärten. Er wird im flüssigen bzw. weichen Zustand aufgebracht und geht durch seine hohe Klebkraft eine enge Verbindung mit der Glasschicht sowie den Solarzellen ein. Es werden glasklare Silikonkautschuke eingesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Fotovoltaikmodul ist günstig zu recyceln. Anders als Module nach dem Stand der Technik, bei denen die eingesetzten Kunststoffe vernetzen (siehe z. B. EP 0 325 369), ist eine Trennung möglich.
  • Die Außenschicht bleibt steht thermoplastisch, auch unter schwierigsten Umweltbedingungen, beispielsweise in der Wüste. Dadurch bleibt die Außenschicht intakt, beispielsweise auch bei tiefen Temperaturen, es werden keine Spannungen auf die Solarzellen übertragen.
  • Die vordere Zwischenschicht dient der Verbindung zwischen Solarzelle und Außenschicht und ist so elastisch, dass sie Spannungen aufgrund unterschiedlicher thermischen Ausdehnungen abbauen kann. Sie ist entsprechend dick ausgeführt, damit die thermischen Ausdehnungsdifferenzen nicht zu einem Trennen der Schichtanordnung führen. Typischerweise hat die vordere Zwischenschicht eine Dicke von 0,2-3 mm, bevorzugt ist der Bereich 0,5-0,8 mm.
  • Vorzugsweise ist die aktive Schicht eingebettet zwischen der vorderen Zwischenschicht und einer hinteren Zwischenschicht, die möglichst aus dem gleichen Material und auch in möglichst gleicher Dicke wie die vordere Zwischenschicht gefertigt ist. Dadurch wird eine homogene Einbindung erzielt. Die Solarzellen werden weitgehend von thermisch bedingten mechanischen Spannungen freigehalten.
  • Als sehr vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die innenliegende Oberfläche der Außenschicht durch sehr feine Strukturen, deren Größe z. B. im Bereich 400-1000 nm liegt, zu strukturieren. Günstig sind prismenförmige Strukturen. Durch derartige holographische Strukturen wird verhindert, dass von den Solarzellen reflektiertes Licht wieder nach außen treten kann, vielmehr wird es zurück geworfen. Die mikroskopischen Einprägungen können auch in anderer Form vorliegen. Als geeignet haben sich Dendritenstrukturen erwiesen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 ein Schnittbild durch ein Teilstück eines Fotovoltaikmoduls, links als Montagebild, rechts als Laminat, mit Schnittebene quer zu der Fläche der Solarzellen,
  • Fig. 2 ein Schnittbild in Form eines Montagebildes wie Fig. 1 durch eine zweite Ausbildung des Fotovoltaikmoduls,
  • Fig. 3 ein Schnittbild in Form eines Montagebildes wie Fig. 1 durch eine dritte Ausführungsform eines Fotovoltaikmoduls,
  • Fig. 4 ein Schnittbild in Form eines Montagebildes wie Fig. 1 durch eine vierte Ausführungsform eines Fotovoltaikmoduls und
  • Fig. 5 ein Schnittbild in Form eines Montagebildes wie Fig. 1 durch eine fünfte Ausführungsform eines Fotovoltaikmoduls.
  • Das Fotovoltaikmodul besteht aus einer Schichtanordnung mehrerer Schichten, die dauerhaft miteinander verbunden sind, insbesondere im Vakuum und bevorzugt durch Wärmebehandlung im Vakuum. Aufgrund des Vakuums werden Lufteinschlüsse verhindert. Die Schichtanordnung kann in einem Arbeitsschritt, sie kann aber auch in mehreren Arbeitsschritten erstellt werden.
  • Zunächst wird das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besprochen. Eine Außenschicht 20 ist aus einem hochschmelzenden Fluorpolymeren PTFE mit einer Kristallin-Schmelztemperatur von 327°C hergestellt, sie hat eine Dicke etwa 0,25 mm. Typischerweise schwankt die Dicke im Bereich zwischen 0,3 und 0,5 mm. Sie hat eine außenliegende Oberfläche 22, auf die Licht, das durch einen Pfeil angedeutet ist, fällt. Sie hat weiterhin eine innenliegende Oberfläche 24, an dieser ist sie innig mit einer dünnen Glasschicht 26 verbunden. Diese ist beispielsweise aus Siliziumoxid oder einem anderen Glasmaterial hergestellt. Als Glasschicht werden auch Metalloxidschichten verstanden. Die Glasschicht 26 ist im Vakuum durch geeignete elektrische, thermische oder elektrothermische Verfahren aufgebracht. Die Glasschicht 26 wird von der Außenschicht 20 getragen. Die Glasschicht 26 hat eine Dicke im Bereich 300 nm. Sie ist so ausreichend dick gewählt, dass sie eine Sperre für UV-Licht unterhalb 375 nm bildet, weiterhin Wasserdampf sperrt. Sie ist so dünn gewählt, dass sie keine eigenen Stabilität hat, vielmehr mechanisch eine Einheit bildet mit der Außenschicht 20. Die Glasschicht 26 bildet zusammen mit der Außenschicht 20 eine äußere Lage, diese äußere Lage ist ein Vorprodukt. Sie wird mit den weiteren Schichten, die nachfolgend beschrieben werden, verbunden.
  • Unterhalb der Glasschicht 26 befindet sich eine vordere Zwischenschicht, sie hat eine Dicke von etwa 0,5 mm und ist aus einem Fluorthermoplasten THV 220 mit einem Schmelzbereich von etwa 120°C hergestellt. Die vordere Zwischenschicht 28 bleibt dauerelastisch. Sie gleicht thermische Spannungen zwischen den benachbarten Schichten aus. Sie ist hochtransparent. Aufgrund ihrer Schmelztemperatur lässt sie sich gut mit den benachbarten Schichten verbinden und fließt in Hohlräume.
  • Unterhalb dieser vorderen Zwischenschicht 28 befindet sich eine aktive Schicht 30 mit mehreren, in einer Ebene nebeneinander angeordneten Solarzellen 32. Hier werden handelsübliche Solarzellen eingesetzt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
  • Unterhalb dieser aktiven Schicht 30 befindet sich eine rückseitige Zwischenschicht 34. Sie ist baugleich mit der vorderen Zwischenschicht 28. Durch die beiden Zwischenschichten 28, 34 wird die aktive Schicht 30 gekapselt, also vollständig umhüllt. Diese Umhüllung wird nach außen hin durch die äußere Lage 20, 26 geschützt. Wie das rechte Teilbild von Fig. 1 zeigt, umfließen die Zwischenschichten 28, 34 beim Zusammenbacken der einzelnen Schichten im Vakuumofen die Solarzellen 32, so das diese umschlossen sind.
  • Die rückseitige Zwischenschicht 34 ist Teil einer rückseitigen Schichtanordnung. Diese ist im Gegensatz zur Vorderseite nicht unmittelbar der Lichteinstrahlung, wohl aber den Umwelteinflüssen ausgesetzt. Sie braucht daher nicht transparent zu sein, sie muss auch nicht auf UV-Verträglichkeit ausgelegt sein. Sie hat allerdings die Aufgabe, der gesamten Anordnung eine gewisse mechanische Festigkeit zugeben. Dies wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erreicht durch eine Glasplatte 36, die mit der rückseitigen Zwischenschicht 34 die rückseitige Schichtanordnung bildet. Die Glasplatte 36 im Ausführungsbeispiel 1 ist die hinterste Schicht, also die Rückenschicht. Sie hat eine außenseitige Oberfläche, die zugleich die außenseitige Oberfläche des Moduls ist.
  • Beim Zusammenfügen der äußeren Lage und der Schichten in einem Vakuumofen geht die vordere Zwischenschicht 28 eine feste Verbindung mit der Glasschicht 26 ein. Um die Verbindung an dieser Stelle zu verbessern, kann man einen Haftvermittler einsetzten, beispielsweise eine dünne Schicht eines Silans.
  • Zwischen die rückseitige Zwischenschicht 34 und die Glasplatte 36 ist in der Ausführung nach Fig. 1 ein Haftfilm 40 aus Fluorpolymerlacken mit Haftvermittler zwischengefügt. Eine derartige Schicht ist nicht unbedingt notwendig, aber vorteilhaft für den Zusammenhalt.
  • Anstelle einer Glasplatte 36 kann ein anderes Trägermaterial, beispielsweise ein Blech, eine Kunststoffplatte usw. eingesetzt werden. 41 ist eine elektrische Anschlußleitung.
  • Das Modul nach Fig. 1 zeigt höchste Transparenz im Bereich der vor der aktiven Schicht 30 liegenden Schichten, höchste Schmutzabweisung, keine Wasseraufnahme, keine Vergilbung.
  • In der Ausführung nach Fig. 2 wird eine Außenschicht 20 eingesetzt, die nunmehr an ihrer innenliegenden Oberfläche 24 eine Mikrostruktur 42 aufweist, in Fig. 2 ist dies kenntlich gemacht durch eine Zick-Zack-Linie. Auf diese Mikrostruktur 42 ist die Glasschicht 26 aufgebracht. Die Mikrostruktur 42 hat Abmessungen im Bereich der Lichtwellenlänge. Durch die Mikrostruktur wird vermieden, dass an den Solarzellen 32 reflektiertes Licht aus der Schichtanordnung wieder austreten kann, jedenfalls wird diese Rückreflektion verringert.
  • Für die vordere Zwischenschicht 28 und die rückseitige Zwischenschicht 34 wird nun ein niedrig schmelzendes, thermoplastisches Fluorpolymer PVDF eingesetzt. Ein Aktivieren der H-Atome der vorderen Zwischenschicht 28 wird durch die UV-Sperre, die die Glasschicht 26 bildet, verhindert.
  • Die rückseitige Schichtanordnung wird durch eine Metallplatte 44 vervollständigt, die über einen Haftvermittler 40 mit der rückseitigen Zwischenschicht 34 verbunden ist. Der Schmelzpunkt der beiden Zwischenschichten 28, 34 liegt bei 140°C.
  • In der Ausführung nach Fig. 3 wird wieder eine dünne Außenschicht 20 aus einem hochtransparenten, thermoplastischen Fluorpolymer, der hochschmelzend ist, benutzt. Eingesetzt wird MFA. Auf der innenliegenden Oberfläche 24 befindet sich eine Oxidschicht, hier konkret ZnO. Dieses Material ist hoch transparent und sperrt unterhalb etwa 380 nm. Die vordere Zwischenschicht 28 und die rückseitige Zwischenschicht 34 sind aus einem hochtransparenten Silikonkautschuk hergestellt. Er wird im Streichverfahren aufgebracht. Dadurch ist ein Ofen, insbesondere ein Vakuumofen, für die Ausbildung der Schichtanordnung des Moduls nicht notwendig. In Fig. 3 sind die beiden Zwischenschichten 28, 34 nur der besseren Übersichtlichkeit der Darstellung wegen separat gezeichnet, tatsächlich existieren sie in dieser separaten Form nicht. Vielmehr wird auf eine äußere Lage, die mit ihrer außenliegenden Oberfläche 22 nach unten auf eine Unterlage gelegt wird, im Zieh-Gießverfahren eine dünne Schicht ans transparentem Silikonkautschuk aufgebracht, es werden die Solarzellen 32 aufgelegt, und es wird eine weitere Schicht, die die rückseitige Zwischenschicht 34 bildet, aufgebracht. Silikonkautschuk geht eine ausgezeichnete Verbindung mit der Glasschicht 26 ein. Ganz oben auf die so gebildete Schichtanordnung wird nun eine hintere Lage 46 aufgelegt, die mit der äußeren Lage aus Außenschicht 20 und Glasschicht 26 baugleich. Dadurch ist auch der rückseitige Abschluss von gleicher Qualität wie der Abschluss auf der Vorderseite. Zugleich wird ein relativ dünnes Modul erreicht. In der Ausführung nach Fig. 3 wird auch ein besonders dünne Solarzelle 32 eingesetzt. Insgesamt wird ein weitgehend biegsames Modul erhalten.
  • In der Ausführung nach Fig. 4 wird wieder eine äußere Lage wie in Fig. 1 aus einer Außenschicht 20 und einer Glasschicht 26 eingesetzt. Für die Zwischenschichten 28, 34 wird nun je eine Ionomerfolie benutzt. Sie hat eine der Zwischenschicht aus den vorherigen Ausführungsbeispielen entsprechende Dicke. Ionomerfolien werden unter den Handelsnamen Lucalen I, Aclyn, Surlyn A und Sur-Flex angeboten. Sie bilden ausgezeichnete Haftvermittler. Sie sind zäh und glasklar. Es handelt sich um Copolymerisate von Ethylen mit Acrylsäure.
  • Die rückseitige Schichtanordnung wird nun durch eine Lage 48 aus einem Glasfasergewebe und eine abschließende Folie 50 vervollständigt.
  • In der Ausführung nach Fig. 5 wird der Aufbau ähnlich wie Fig. 1 eingesetzt, jedoch sind nunmehr die Zwischenschichten 28, 34 aus EVA mit eingebautem Haftvermittler. Dadurch wird ein preiswertes Verkapslungsmaterial. das an sich für Solarzellen bekannt ist und vielseitig eingesetzt wird, verwendet. Es wird nun aber durch die äußere Lage aus Außenschicht 20 und Glasschicht 26 so geschützt, dass die negativen Eigenschaften von EVA, wie sie im Eingang angesprochen wurden, unterdrückt werden. Es wird in der Ausführung nach Fig. 5 eine preisgünstige Verkapselung erreicht.
  • Vorzugweise sind die beiden Zwischenschichten baugleich.

Claims (10)

1. Fotovoltaikmodul in Form eines Laminats, das allseitig abgeschlossen ist und folgende, miteinander verbundene Schichten aufweist, a) eine Außenschicht (20) aus einem vollfluorierten, hochschmelzenden Fluorpolymer, die eine außenliegende Oberfläche (22) hat, welche die frontseitige Außenfläche des Moduls bildet, und die eine innenliegende Oberfläche (24) hat, b) eine dünne Glasschicht (36), die innig mit der innenliegenden Oberfläche (24) der Außenschicht (20) verbunden ist und von dieser getragen wird, c) eine vordere Zwischenschicht (28), vorzugsweise aus einem Fluorpolymer, die mit der Glasschicht (36) verbunden ist, d) eine aktive Schicht (30) mit mindestens einer Solarzelle (32), an die mindestens eine elektrische Anschlussleitung (41) angeschlossen ist und e) eine rückseitige Schichtanordnung, die eine Rückschicht aufweist, welche eine außenseitige Oberfläche (38) hat, die die außenseitige Oberfläche (38) des Moduls bildet.
2. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Glasschicht (36) auf die Außenschicht (20) aufgetragen ist in einem Vakuum und entweder in einer Plasmaatmosphäre, oder unter Elektronenbeschuss oder durch Sputtern.
3. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorpolymer der Außenschicht (20) einen Schmelzpunkt hat, der über 200°C ist, vorzugsweise 250°C und insbesondere über 280°C liegt.
4. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Schichtanordnung eine rückseitige Zwischenschicht (34) aus einem niedrigschmelzenden Thermoplasten, vorzugsweise einem Fluorpolymer, aufweist, die in direktem Kontakt mit mindestens einer Solarzelle (32) ist.
5. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Schichtanordnung einen Träger, beispielsweise eine Glasplatte (36), Kunststoffplatte, Metallgitter oder Armierungslage (48), wie z. B. Glasfasergewebe, aufweist.
6. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Schichtanordnung eine Platte, insbesondere eine Glasplatte (36) oder Metallplatte (44), aufweist, die die außenseitige Oberfläche (38) der Schichtanordnung und damit die rückseitige Oberfläche des Moduls bildet.
7. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht (36) eine Dicke hat, die im Bereich 50 nm bis 800 nm liegt, vorzugsweise im Bereich 200 nm bis 400 nm, und dass die Außenschicht (20), die mit der die Glasschicht (36) verbunden ist, mindestens 10 mal, vorzugsweise 100 mal so dick ist wie die Glasschicht (36).
8. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der vorderen bzw. rückseitigen Zwischenschicht (28, 34) einen Schmelzpunkt hat, der unter 160°C, vorzugsweise unter 140°C liegt.
9. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückseitige Schichtanordnung eine Lage aus demselben Material wie die Außenschicht (20), einschließlich einer dünnen Glasschicht (36), aufweist.
10. Fotovoltaikmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (20) und die rückseitige Schichtanordnung außerhalb der aktiven Schicht (30) direkt oder über mindestens eine Zwischenschicht (z. B. 28) miteinander verbunden sind.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008109325A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-12 Dow Global Technologies Inc. Fluorinated polymer system
DE102008049890A1 (de) * 2008-10-02 2010-04-22 Webasto Ag Photovoltaische Anordnung und Verfahren zur Herstellung der photovoltaischen Anordnung
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CN104038142A (zh) * 2014-06-17 2014-09-10 信阳师范学院 通用型易安装光伏构件及使用该构件的光伏安装结构

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