применение полимерного композита для получения фотоэлектрических модулей

Формула изобретения

1. Применение пластикового композитного материала (1, 1'), содержащего материал-носитель (3, 3'), выбранный из группы полиэтилентерефталата (PET), полиэтиленнафтената (PEN) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), а также слои полиамида-12 (2, 2', 4, 4'), граничащие с материалом-носителем по обеим сторонам, для получения фотоэлектрических модулей (24).

2. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что материал-носитель (3, 3') нежестко соединен со слоями полиамида-12 (2, 2', 4, 4') с помощью адгезионного слоя.

3. Применение пластикового композита по п.2, отличающееся тем, что адгезив в адгезионном слое является полиуретановым и/или полиэфирным клеем.

4. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что композит может быть получен совместной экструзией.

5. Применение пластикового композита по п.4, отличающееся тем, что для совместной экструзии дополнительно используется по меньшей мере один активатор склеивания.

6. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что между слоями используется полимерная пленка, снабженная оксидным слоем, осажденным из паровой фазы.

7. Применение пластикового композита по п.6, отличающееся тем, что полимерная пленка, снабженная оксидным слоем, осажденным из паровой фазы, содержит пленку полиэтилентерефталата (PET), или полиэтиленнафтената (PEN), или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), а также их соэкструдата в виде пленок или пленочных композитов.

8. Применение пластикового композита по п.6 или 7, отличающееся тем, что оксидный слой, осажденный из паровой фазы, содержит слой оксида алюминия или слой оксида кремния.

9. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что между слоями используется алюминиевая пленка.

10. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что на по меньшей мере одном слое предусмотрен дополнительный слой в качестве адгезионного слоя.

11. Применение пластикового композита по п.10, отличающееся тем, что адгезионный слой является одно- или многослойным и состоит из полиуретана, и/или сложного полиэфира, и/или полиакрилата.

12. Применение пластикового композита по п.10 или 11, отличающееся тем, что адгезионный слой наносится посредством совместной экструзии.

13. Применение пластикового композита по п.10 или 11, отличающееся тем, что адгезионный слой наносится посредством устройства нанесения покрытия валиком.

14. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один слой является окрашенным.

15. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что слой (3, 3') предварительно обработан физическими средами.

16. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что герметизирующий слой (5, 5') наносится на слой (2, 2') или слой (4, 4').

17. Применение пластикового композита по п.16, отличающееся тем, что герметизирующий слой (5, 5') содержит этилвинилацетат (EVA), или поливинилбутираль, (PVB) или иономеры, или полиметилметакрилат (РММА), или полиуретан, или сложный полиэфир, или термоклей, а также их соэкструдаты в виде пленок или пленочных композитов.

18. Применение пластикового композита по п.1, отличающееся тем, что слой (2, 2') или (4, 4') обработан физически и/или химически на по меньшей мере одной верхней поверхности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к применению пластиковых композитных материалов для получения фотоэлектрических модулей.

Фотоэлектрические модули применяются для создания электрической энергии из солнечного света и состоят из слоистого материала, который в качестве центрального слоя содержит систему солнечных элементов. Этот центральный слой заключен в инкапсулирующие материалы, которые служат защитой от механических и атмосферных воздействий. Эти материалы могут состоять из одного или более слоев стекла, и/или полимерных пленок, и/или из пластиковых композитов.

В настоящее время составные пленки из фторполимерных пленок и сложного полиэфира применяются как стандарт для стойких к атмосферным воздействиям многослойных пленок. В этом случае фторполимерная пленка снаружи гарантирует атмосферостойкость, а полиэфирная пленка гарантирует механическую стабильность и желаемые электроизоляционные свойства. Другая фторполимерная пленка внутри используется для связывания с герметизирующим слоем системы солнечных элементов.

В то же время фторполимерные пленки обнаруживают лишь низкую адгезию с герметизирующим слоем, который используется как герметизирующий материал для самих солнечных элементов. Кроме того, вклад фторполимерной пленки в электроизоляцию очень незначительный, что приводит к необходимости использовать сравнительно толстую полиэфирную пленку.

Целью настоящего изобретения является устранить эти недостатки.

Изобретение относится к применению для получения фотоэлектрических модулей пластикового композита, содержащего материал-носитель, выбранный из группы полиэтилентерефталата (PET), полиэтиленнафтената (PEN) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), а также слои полиамида-12, граничащие с материалом-носителем по обеим сторонам. Это применение позволяет достичь отличной адгезии с герметизирующим слоем, который служит герметизирующим материалом для солнечного элемента (элементов) и в то же время делает возможным использовать более тонкие полимерные пленки, так как полиамид-12 обладает изолирующими свойствами, сравнимыми со свойствами полиэфира.

Выгодные варианты, относящиеся к применению согласно изобретению, описаны в формуле изобретения.

Ниже изобретение подробно объясняется в связи с возможными вариантами осуществления изобретения (см. фиг.1-4), а также в связи с возможным типичным вариантом осуществления.

Фиг.1 показывает типичную структуру фотоэлектрического модуля 24, в котором система солнечных элементов заключена в материал 1, 1', используемый согласно изобретению. Инкапсулирующий материал 1, 1' состоит в основном из стойкой к атмосферным воздействиям пленки 2, 2' и материала-носителя 3, 3', который граничит с пленкой 4, 4' как активатором склеивания с герметизирующим слоем 5, 5'. Герметизирующий слой 5, 5' дает нежесткое соединение с системой 6 солнечных элементов.

Фигура 2 показывает возможное ламинирующее устройство для получения пластикового композита, используемого согласно изобретению. Материал-носитель 3, который выбирается согласно типичному варианту осуществления, покрывается адгезивом с помощью аппликатора 9 и после прохождения через сушилку 10 соединяется склеиванием со стойкой к атмосферным воздействиям пленкой 2. В этом случае стойкая к атмосферным воздействиям пленка 2 может быть прозрачный или окрашенной. Контакт между двумя пленками контролируется давлением прессования между валиками 11. Материал-носитель 3, который может быть прозрачным или окрашенным, может также быть предварительно обработан физической средой 8 в любом варианте осуществления согласно примеру a). На втором сходном этапе процесса композит 3/2, состоящий из материала-носителя 3 и стойкой к атмосферным воздействиям пленки 2, соединяется склеиванием с пленкой 4, служащей активатором склеивания (см. фиг.1).

В этом случае пленка 4, служащая активатором склеивания, может быть прозрачной или окрашенной. Адгезив, соединяющий пленку-носитель 3, может быть выполнен сначала с пленкой 4, служащей активатором склеивания, и только на втором этапе процесса со стойкой к атмосферным воздействиям пленкой 2.

Фиг.3 схематически показывает возможное устройство для совместной экструзии стойкой к атмосферным воздействиям пленки 2, материала-носителя 3 и пленки 4, служащей активатором склеивания 4, чтобы получить нежесткий композит. Структура системы совместной экструзии может быть модифицирована в зависимости от процесса. Расплавы полимеров, из которых состоят материалы 2, 3 и 4, находятся в резервуарах 12, 13 и 14. В каждом резервуаре находится только один полимер. Соэкструдат стойкой к атмосферным воздействиям пленки 2, пленки-подложки 3 и пленки 4, служащей активатором склеивания, создается с помощью щелевого сопла 15. Этот соэкструдат выдавливается на охлаждающий ролик 16a и подается с него через другой охлаждающий ролик 16b на намоточную систему 19. В ходе процесса производится оперативное измерение 17 толщины. Дополнительный слой активатора склеивания, как описывается, например, в патентах DE 19720317, EP 837088

или EP 509211, может соэкструдироваться между материалом-носителем 3 и стойкой к атмосферным воздействиям пленкой 2 или между материалом-носителем 3 и пленкой 4, служащей активатором склеивания, или же между материалом-носителем 3 и пленками 2 и 4. В первых двух случаях соэкструдат состоит из четырех слоев, в последнем случае он состоит из пяти слоев. Для этой цели система совместной экструзии согласно фиг.3 может быть соответствующим способом модифицирована.

Для применения пластикового композита в качестве инкапсулирующего материала для 6 солнечных элементов, как показано на фиг.1, композит 1, теперь присутствующий как смотанный в рулон материал, дискретно нарезается на длины и соединяется с герметизирующим слоем 5, который может выбираться в соответствии с типичным вариантом осуществления.

Процесс ламинирования определенно дает композит из слоев 2, 3, 4, 5, но дальнейшее отверждение пластиков, используемых в композите, происходит при конечном изготовлении сырого композита для фотоэлектрического модуля 24, который, как показано на фиг.4, может иметь место, например, посредством так называемого способа "с рулона на рулон".

Например, в этом случае композит 20, состоящий из инкапсулирующего материала 1 и герметизирующего слоя 5, вместе с системой 6 солнечных элементов, состоящей из солнечных элементов гибкого типа, намотан на стационарном ролике B. Другой композит 20', состоящий из инкапсулирующего материала 1' и герметизирующего слоя 5', сматывается с противоположного стационарного ролика A и подается к системе 6 солнечных элементов, которая сматывается вместе с композитом 20 со стационарного ролика B. Одновременно рулонный материал, смотанный со стационарных роликов A или B, подается каждый на нагревательную станцию 21 или 21a, в которой инкапсулирующие материалы нагреваются по меньшей мере до температуры размягчения герметизирующего слоя 5 или 5'. Это обеспечивает образование композита между слоями 20 и 20' с одной стороны, а также системы 6 солнечных элементов и слоев 20 и 20', с другой стороны. Чтобы достичь отверждения сырого композита и полной сшивки полимеров, используемых в инкапсулирующих материалах, все это подается на нагревательную станцию 23. Сырой композит 24' для фотоэлектрического модуля можно хранить на стационарном ролике C и соответственно сматывать с него снова по мере необходимости.

Следующий типичный способ осуществления воспроизводит возможные варианты выбора компонентов в соответствующих слоях:

Стойкая к атмосферным воздействиям пленка 2, 2': полиамид-12 (ПА-12).

Материал-носитель 3, 3': полиэтилентерефталат (PET), полиэтиленнафтенат (PEN), сополимер этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), а также их соэкструдаты в форме пленок или многослойных пленок.

Пленка как активатор склеивания 4, 4': полиамид-12 (ПА-12).

Герметизирующий слой 5, 5': этилвинилацетат (EVA), поливинилбутираль (PVB), иономеры, полиметилметакрилат (PMMA), полиуретан, полиэфир или термоклей.

Вышеуказанные композитные материалы могут также подвергаться химической или физической поверхностной обработке.

В результате использования полиамида-12 согласно изобретению в качестве пленки 4, 4', которая служит активатором склеивания, или дополнительно также в качестве стойкой к атмосферным воздействиям пленки 2, 2', можно использовать относительно тонкие пленки-носители 3, 3' для инкапсулирующего материала 1, 1' в фотоэлектрическом модуле 24, какой показан на фиг.1. Можно использовать тонкие пленки-носители 3, 3', так как полиамид-12 имеет сравнительно высокую электроизолирующую способность, в отличие от фторполимерных пленок. Пленка из ПА-12 толщиной 40 мкм имеет максимально допустимое сетевое напряжение 424 В (измерено в соответствии со стандартом IEC 60664-1 / IEC 61730-2). Пленка из PVF (37 мкм) имеет максимально допустимое сетевое напряжение 346 В (измерено в соответствии со стандартом IEC 60664-1/IEC 61730-2). Изолирующая способность ПА-12 сравнима с изолирующей способностью полиэтилентерефталата.

Применение полиамида-12 в качестве пленки 4, 4', которая служит активатором склеивания, также обеспечивает значительно улучшенную адгезию к герметизирующему слою 5, 5', который может быть выбран согласно типичному варианту осуществления. ПА-12 проявляет адгезию >60 Н/см, например, в отношении EVA-пленки (тип Etimex 486 Fast Cure). С пленкой PVF может гарантироваться адгезия всего 4 Н/см. Чтобы достичь адгезии, сравнимой с полиамидом-12, для фторполимерных пленок, какие применяются в настоящее время как стандарт в технологии инкапсулирования для фотоэлектрических модулей, требуется дополнительная физическая обработка поверхности или химическое покрытие (праймер).

Использование полиамида-12 имеет также то преимущество, что при размещении фотоэлектрических модулей можно обойтись без фракции фторсодержащих полимеров, в отличие от обычных промышленных модульных структур.