Фотогальванический модуль, а также способ его изготовления
Номер патента: 1908
Опубликовано: 22.10.2001
Авторы: Моозхаймер Ульрих, Ланговски Хорст-Кристиан, Плессинг Альберт
Формула / Реферат
1. Фотогальванический модуль (1) в виде слоистой структуры, имеющей в качестве сердцевинного слоя систему (2) солнечных элементов, а также нанесенные на нее с обеих сторон герметизирующие материалы (3, 3'), отличающийся тем, что, по меньшей мере, один слой герметизирующего материала (3') состоит из изолирующего (4') и барьерного (6) слоев, при этом барьерный слой (6) выполнен из однослойной или многослойной полимерной пленки, покрытой неорганическим оксидным слоем (7), осажденным из паровой фазы.
2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) выполнен из алюминия или кремния и имеет толщину от 30 до 200 нм.
3. Модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) является прозрачным для оптического излучения в видимой и ближней (УФ-) ультрафиолетовой областях спектра, но поглощает излучение с меньшими длинами волн в УФ-области спектра.
4. Модуль по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') расположен между системой (2) солнечных элементов и барьерным слоем (6).
5. Модуль по п.4, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') выполнен из этиленвинилацетата (ЭВА).
6. Модуль по п.4, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') выполнен из иономеров.
7. Модуль по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что полимерная пленка, на которую осажден неорганический оксидный слой, выполнена из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ЭТФЭ).
8. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) расположен со стороны системы (2) солнечных элементов и непосредственно контактирует со смежным изолирующим слоем (4').
9. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) расположен со стороны системы (2) солнечных элементов и контактирует со смежным изолирующим слоем (4') через грунтовочный слой (12).
10. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) покрыт с обеих сторон однослойными или многослойными полимерными пленками (6, 11), причем, по меньшей мере, одна из этих однослойных или многослойных пленок выполняет функцию барьерного слоя (6).
11. Модуль по п.10, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) контактирует с однослойными или многослойными полимерными пленками (11) через клеевой слой (10) и/или гибридный слой (10'), состоящий из органических-неорганических сетчатых структур.
12. Модуль по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) выполнен из SiOx, при этом атомное соотношение между кремнием и кислородом х составляет от 1,3 до 1,7.
13. Способ изготовления фотогальванического модуля по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что
а) на однослойную или многослойную полимерную пленку (6) осаждением из паровой фазы наносят неорганический оксидный слой (7);
б) из системы (2) солнечных элементов и герметизирующих ее материалов (3, 3') набирают модульный пакет (1) таким образом, чтобы изолирующие слои (4, 4') покрывали систему (2) солнечных элементов с обеих сторон;
в) модульный пакет перемещают в вакуумный ламинатор, в котором создают вакуум и в котором модульный пакет нагревают до температуры пластификации изолирующих слоев (4, 4'), и
г) после заполнения вакуумного ламинатора воздухом без охлаждения сформированную из модульного пакета структуру перемещают в печь для отверждения, в которой происходит отверждение изолирующих слоев (4, 4') с образованием слоистой структуры (2) в виде фотогальванического модуля, который после его охлаждения можно выводить из непрерывного технологического процесса.
Текст
1 Настоящее изобретение относится к фотогальваническому модулю в виде слоистой структуры, состоящей из системы солнечных элементов, а также из предусмотренных для их герметизации материалов. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления такого модуля. Уровень техники Фотогальванические модули (солнечные батареи) служат для преобразования энергии светового излучения (энергии солнечного света) в электрическую энергию. Для такого преобразования энергии светового излучения в электрическую энергию используют систему солнечных элементов, в качестве которых предпочтительно применяют кремниевые солнечные элементы. Последние, однако, способны выдерживать лишь незначительные механические нагрузки,из-за чего их приходится с обеих сторон покрывать герметизирующими материалами, образующими при этом своего рода оболочку. В качестве герметизирующих материалов используют, например, один или несколько слоев стекла и/или полимерных пленок и/или многослойных полимерных пленок. Выполненные в основном из поливинилфторида (ПВФ) и полиэтилентерефталата(ПЭТФ) многослойные полимерные пленки выпускаются заявителем под названием ICOSOLAR и используются в соответствии с описанным в WO 94/29106 способом вакуумного ламинирования для изготовления фотогальванических модулей. Система солнечных элементов в этих модулях защищена не только от механических повреждений, но и от атмосферных воздействий, прежде всего от водяных паров. В качестве барьерного слоя, защищающего от водяных паров, в многослойной полимерной пленке ICOSOLAR предусмотрен промежуточный алюминиевый слой. Однако недостаток последнего состоит в том, что он в сочетании с системой солнечных элементов является электропроводным, в результате чего в фотогальваническом модуле возникают нежелательные блуждающие токи. Описание изобретения Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать такой фотогальванический модуль указанного в начале описания типа, который не обладал бы вышеназванным недостатком, но являлся бы практически непроницаемым для водяных паров. Указанная задача решается с помощью предлагаемого в изобретении фотогальванического модуля, который отличается тем, что, по меньшей мере, один слой герметизирующего материала состоит из изолирующего и барьерного слоев, при этом барьерный слой выполнен из однослойной или многослойной полимерной пленки, покрытой с обращенной к системе сол 001908 2 нечных элементов стороны неорганическим оксидным слоем, осажденным из паровой фазы. Преимущество предлагаемого фотогальванического модуля заключается в том, что неорганический оксидный слой выполнен из таких элементов, как алюминий или кремний, и имеет толщину 30-200 нм. Кроме того, преимущество указанного неорганического оксидного слоя состоит в том, что он является прозрачным для оптического излучения в видимой и ближней ультрафиолетовой (УФ-) областях спектра, но поглощает излучение с меньшими длинами волн в УФ-области спектра. Еще одно преимущество предлагаемого фотогальванического модуля заключается в том,что изолирующий слой расположен между системой солнечных элементов и барьерным слоем и выполнен предпочтительно из этиленвинилацетата (ЭВА) или из иономеров. Кроме того, согласно изобретению полимерная пленка, на которую осажден неорганический оксидный слой, выполнена из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ЭТФЭ). Другие преимущества предлагаемого в изобретении фотогальванического модуля состоят в том, что неорганический оксидный слой расположен со стороны системы солнечных элементов и контактирует со смежным изолирующим слоем либо непосредственно, либо через грунтовочный слой. Помимо этого неорганический оксидный слой покрыт с обеих сторон однослойными или многослойными полимерными пленками, причем, по меньшей мере, одна из этих однослойных или многослойных пленок выполняет функцию барьерного слоя. При этом неорганический оксидный слой контактирует с указанными однослойными или многослойными полимерными пленками предпочтительно через клеевой слой и/или гибридный слой, состоящий из органических-неорганических сетчатых структур. В соответствии с изобретением неорганический оксидный слой выполнен из SiOx, при этом атомное соотношение между кремнием и кислородом х составляет от 1,3 до 1,7. Кроме того, в изобретении предлагается способ изготовления фотогальванического модуля, который предпочтительно заключается в том, что а) на однослойную или многослойную полимерную пленку осаждением из паровой фазы наносят неорганический оксидный слой; б) из системы солнечных элементов и герметизирующих ее материалов набирают модульный пакет таким образом, чтобы изолирующие слои покрывали систему солнечных элементов с обеих сторон; в) указанный модульный пакет помещают в технологической установке на позицию загрузки, на которой его температуру поддержи 3 вают ниже температуры пластификации изолирующих слоев; г) модульный пакет перемещают в имеющийся в этой установке вакуумный ламинатор,в котором создают вакуум и в котором модульный пакет нагревают до температуры пластификации изолирующих слоев, и д) после заполнения вакуумного ламинатора воздухом без охлаждения сформированную из модульного пакета структуру перемещают в печь для отверждения, в которой происходит отверждение изолирующих слоев с образованием слоистой структуры в виде фотогальванического модуля, который после его охлаждения можно выводить из непрерывного технологического процесса. Краткое описание чертежей Ниже изобретение описано со ссылкой на прилагаемые фиг. 1-4. На фиг. 1 показана структура предлагаемого в изобретении фотогальванического модуля 1, состоящего из системы 2 солнечных элементов и герметизирующих материалов 3, 3', в которые заключена эта система. Система 2 образована рядом кремниевых солнечных элементов 8, которые последовательно объединены в группы припаянными к ним контактными проводами 9. Герметизирующим материалом 3' служит полимерный изолирующий слой 4' и однослойная, соответственно многослойная полимерная пленка 6, на обращенную к системе 2 солнечных элементов поверхность которой нанесен осажденный из паровой фазы оксидный слой 7. Такая слоистая структура обозначена позицией I. Герметизирующий материал 3 состоит, например, из слоя 5, который может быть стеклянным слоем или многослойной полимерной пленкой аналогично обозначенному позицией 6 слою, а также из полимерного изолирующего слоя 4. Кроме того, на фиг. 1 а и 1 б показаны варианты Iа и Ib выполнения слоистой структуры,которая может использоваться вместо структуры I. В соответствии с вариантом Iа (фиг. 1 а) неорганический оксидный слой 7 через клеевой слой 10 и/или гибридный слой, состоящий из органических-неорганических сетчатых структур, соединен с дополнительной однослойной или многослойной полимерной пленкой 11. В соответствии с вариантом Ib (фиг. 1 б) неорганический оксидный слой 7 имеет дополнительный грунтовочный слой 12, который следовательно является соединительным слоем, служащим для соединения с изолирующим слоем 4'. На фиг. 2 показана установка 13 для ламинирования представленных на фиг. 1 слоев при изготовлении предлагаемого в изобретении фотогальванического модуля 1. В этой установке имеется позиция 14 загрузки, на которой модульный пакет 1 помещается на поддон 15, перемещаемый транспортером 16, а также ваку 001908 4 умный ламинатор 17, имеющий неподвижную верхнюю часть 18 и нижнюю часть 19, поднимаемую и опускаемую гидравлическим механизмом 20. Температура, давление и время пребывания в вакуумном ламинаторе 17 регулируется системой 22 регулирования. Кроме того, на фиг. 2 показана печь 23 для отверждения, температура в которой регулируется системой 24 регулирования, охладительная секция 25, температура в которой регулируется системой 26 регулирования, и секция 27 выгрузки. На фиг. 3 показана характеристика светопропускания полимерной пленки 6 с напыленным на нее неорганическим оксидным слоем 7 в различных диапазонах длин волн. На фиг. 4 показана диаграмма, которая позволяет пояснить, насколько в предлагаемом фотогальваническом модуле 1 повышается эффективность защитного действия от проникновения водяных паров за счет наличия оксидного слоя 7,наносимого осаждением из паровой фазы. Варианты осуществления изобретения Ниже изобретение более подробно поясняется на примере некоторых вариантов его осуществления. На первой стадии способа формируют барьерный слой 6, имеющий неорганический оксидный слой 7. При этом порядок расположения слоев в слоистой структуре, который указан по направлению снаружи внутрь, т.е. в направлении к системе солнечных элементов, может быть выбран в соответствии с приведенной ниже таблицей: Таблица (примеры а)-г: Пример а)- барьерный слой 6: многослойная пленочная структура на основе поливинилфторида- неорганический оксидный слой 7: SiOx или Al2O3;- барьерный слой 6: полимерная пленка на основе сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ЭТФЭ);- неорганический оксидный слой 7: SiOx или Аl2O3;- барьерный слой 6: многослойная полимерная пленка из ПВФ и ПЭТФ;- неорганический оксидный слой 7: SiOx или Аl2 О 3;- однослойная или многослойная полимерная пленка 11: поливинилфторид (ПВФ), поливинилиденфторид (ПВДФ), сополимер этилена и тетрафторэтилена (ЭТФЭ), полиэтилентерефталат (ПЭТФ);- барьерный слой 6: многослойная полимерная пленка из ПВФ и ПЭТФ;- неорганический оксидный слой 7: SiOx или Аl2O3;- изолирующий слой 4'. Из приведенной выше таблицы следует,что барьерный слой 6 может состоять согласно примеру б) из одной единственной полимерной пленки, а согласно примеру а) - из многослойной полимерной пленки. В качестве изолирующих слоев 4' предпочтительно применяют этиленвинилацетатные(ЭВА) пленки, которые характеризуются при термообработке низкой текучестью и вследствие этого способны к образованию сетчатой структуры, препятствуя в результате проявлению ползучести полимеров. Наиболее высокими изолирующими свойствами обладают иономеры. При этом речь идет о полимерах с ионными группами, которые наряду с высокими клеящими свойствами характеризуются низкой проницаемостью для водяных паров. Затем на полимерную пленку из ПЭТФ(см. пример а) в таблице) осаждением из паровой фазы в вакууме (не показано) наносят неорганический оксидный слой 7 толщиной от 30 до 200 нм. С этой целью используют, например,установку вакуумного напыления (не показана). Для достижения удовлетворительной адгезии между поверхностью полимерной пленки и неорганическим оксидом поверхность полимерной пленки предварительно обрабатывают в плазме из газообразного кислорода (со степенью чистоты 99,995%). В качестве материала для нанесения неорганического покрытия используют, например,взятые в стехиометрических количествах оксид алюминия (со степенью чистоты 99,9%) или моноксид кремния (со степенью чистоты 99,9%), которые испаряют в вакууме с применением электронного облучения. Используемая при испарении энергия составляла, например,10 кэВ при интенсивности излучения до 220 мА. Изменением интенсивности испарения или скорости перемещения по роликам листов однослойной или многослойной полимерных пленок можно регулировать толщину слоя SiOx или Аl2 О 3 в пределах от 30 до 200 нм. Так, например, в лабораторных условиях для получения слоя покрытия из SiOx толщиной 100 нм устанавливали скорость 5 м/мин, тогда как для получения слоя покрытия из Аl2 О 3 толщиной 40 нм скорость должна была составлять 2,5 м/мин. Интенсивность испарения составляла при этом до 70 нм/с, давление, создаваемое при испарении, составляло 5 х 10-2 Па. При промыш 001908 6 ленном производстве значения скоростей могут в сто и более раз превышать указанные. Покрытую неорганическим оксидным слоем полимерную пленку, например, из ПЭТФ,можно затем для изготовления многослойной полимерной пленки каптировать еще одной полимерной пленкой, например, из ПВФ (см. пример а) в таблице). Кроме того, в предлагаемых в изобретении вариантах, соответствующих примерам а) и б),предполагается, что неорганический оксидный слой 7, предпочтительно кремнийоксидный слой, непосредственно контактирует с изолирующим слоем 4', между которыми обеспечивается удовлетворительная адгезия. В этом случае атомное соотношение между кремнием и кислородом можно варьировать произвольно. Если же в предлагаемом фотогальваническом модуле неорганический оксидный слой,предпочтительно кремнийоксидный слой, должен дополнительно выполнять и функцию УФфильтра, то атомное соотношение между кремнием и кислородом необходимо регулировать при испарении таким образом, чтобы доля кислорода х составляла от 1,3 до 1,7. Указанной цели наряду с такими вышеназванными критериями, как, например, подбор стехиометрического соотношения количеств исходных веществ или скорость при испарении,можно дополнительно достичь и за счет подачи кислорода при испарении в виде реакционноспособного газа. В результате образуется оксидный слой, обладающий высокой прозрачностью для видимого оптического излучения, но поглощающий ультрафиолетовое излучение,благодаря чему обеспечивается дополнительная защита изолирующих слоев 4', чувствительных к УФ-излучению. Сказанное выше более подробно рассматривается со ссылкой на фиг. 3. На фиг. 3 показана характеристика светопропускания полимерной пленки из ЭТФЭ с нанесенным на нее в качестве неорганического оксидного слоя слоем SiOx толщиной 320 нм. На этом графике видно, что в УФ-области при длинах волн оптического излучения менее 350 нм покрытая SiOx полимерная пленка практически светонепроницаема. Не имеющая покрытия полимерная пленка той же структуры (не показана) все же еще поглощала бы оптическое излучение в этой области спектра. Начиная с длины волны в 350 нм покрытая SiOx полимерная пленка из ЭТФЭ начинает пропускать падающий на нее свет. Значительное повышение прозрачности проявляется начиная примерно с длины волны в 450 нм в сине-фиолетовой части спектра видимого излучения. Далее в видимой области спектра наблюдается высокое светопропускание,снова снижающееся только в инфракрасной области. 7 Таким образом, для получения таких свойств предлагаемого фотогальванического модуля, как высокое светопропускание в видимой и ближней УФ-областях спектра с одновременным достижением непрозрачности для оптического УФ-излучения с более короткими длинами волн и дополнительно создание надежного барьера, препятствующего проникновению водяных паров, существуют следующие возможности: 1. Варьирование толщины неорганического оксидного слоя. При этом на светопропускание с достаточной степенью приближения можно предпочтительно влиять в соответствии с законом Ламберта-Бэра:In(I/I0) = -4kd-1,где I означает пропускаемую интенсивность оптического излучения;k - коэффициент поглощения, зависящий от длины волны;d - толщина напыленного неорганического оксидного слоя;- длина волны оптического излучения. 2. Варьирование содержания кислорода (х) в неорганическом оксидном слое, предпочтительно в слое SiOx. При изменении значения х - в примере по фиг. 3 равного 1,3 - в большую сторону за счет использования других условий напыления прозрачность материала для оптического излучения с длинами волн в диапазоне около 400 нм увеличивается без необходимости изменения толщины слоя. Добавлением кислорода при одновременном вводе электромагнитной энергии в виде микроволнового излучения можно получить значения х, равные, например, приблизительно 1,7. Таким образом, варьирование таких параметров, как толщина слоя и содержание кислорода, одновременно позволяет оптимизировать показатели светопропускания в видимой области спектра, придать непрозрачность в ультрафиолетовой области спектра и достичь защитного действия от проникновения водяных паров. Кроме того, при наружном использовании предлагаемого фотогальванического модуля его устойчивость против атмосферных воздействий можно обеспечить не только за счет целенаправленного задания определенного атомного соотношения между кремнием и кислородом, но и за счет ламинирования неорганического оксидного слоя 7 с обеих сторон однослойными или многослойными полимерными пленками. Указанный результат достигается, например, в варианте Iа по фиг. 1 за счет того, что барьерный слой 6 имеет неорганический оксидный слой 7, который в свою очередь через клеевой слой 10 соединен с еще одной однослойной 8 или многослойной полимерной пленкой 11. При этом может использоваться только клеевой слой 10 или же такой слой может применяться в сочетании с гибридным слоем 10', состоящим из органических-неорганических сетчатых структур. Такие сетчатые структуры представляют собой состоящие из неорганических-органических компонентов гибридные системы на основе, например, алкоксисилоксанов. Они отличаются высокой плотностью сшивки, а тем самым обладают эффективным защитным действием от проникновения водяных паров и одновременно удовлетворительной адгезией к слоюSiOx. Кроме того, можно соответствующим образом выбрать полимерные пленки согласно примеру в), приведенному в таблице, таким образом, чтобы обеспечить дополнительную защиту системы солнечных элементов от атмосферных воздействий. При таком варианте слои в структуре Iа по фиг. 1 а можно также расположить в таком порядке относительно системы солнечных элементов, чтобы барьерный слой 6 примыкал к изолирующему слою 4', а однослойная или многослойная полимерная пленка 11 образовывала в модульном пакете наружный слой. Помимо этого удовлетворительных результатов в отношении защиты от атмосферных воздействий можно достичь также предусмотрев соответствующий полимерный грунтовочный слой 12, расположенный как это показано на фиг. 1 б в варианте Ib, а также указано в примере г) таблицы, между изолирующим слоем 4' и неорганическим оксидным слоем 7. Затем выполненные в соответствии со всеми вариантами модульные пакеты можно подвергать ламинированию в показанной на фиг. 2 установке 13 с получением готового фотогальванического модуля 1. Описываемый ниже вариант выбран лишь в качестве примера, который не ограничивает объем изобретения. В процессе изготовления модуля барьерный слой 6 с неорганическим оксидным слоем 7 набирают в пакет, как показано на фиг. 1, с полимерным изолирующим слоем 4', системой 2 солнечных элементов, еще одним полимерным изолирующим слоем 4, а также стеклянным слоем 5. Вместо стеклянного слоя 5 может быть также использована многослойная полимерная пленка из ПЭТФ/ПВФ. Кроме того, слой 5, в частности при наружном применении, должен быть устойчивым против атмосферных воздействий и иметь декоративное покрытие, для чего пригодны, например, декоративные листы слоистого пластика с акрилатным покрытием, поставляемые на рынок под товарным знаком МАХ EXTERIOR. Затем такой модульный пакет подают для ламинирования в установку 13 по фиг. 2. При этом на позиции 14 загрузки модульный пакет 1 9 помещают на поддон 15, температура которого поддерживается на уровне комнатной, но не выше 80 С. С верхней и нижней стороны модульный пакет имеет пленочные прокладки (не показаны), назначение которых состоит в том, чтобы исключить прилипание этого пакета к поддону 15 и к другим деталям оборудования. После помещения модульного пакета 1 на поддон 15 он транспортером 16, например цепным транспортером, подается в вакуумный ламинатор 17. Температуру имеющейся в этом ламинаторе нагревательной плиты 21 поддерживают с помощью внешней системы 22 регулирования на уровне, соответствующем температуре пластификации используемых в изолирующем слое полимерных материалов. После этого нагревательная плита 21 прижимается гидравлическим механизмом 20 к поддону 15, в результате чего - под действием теплового потока, проходящего внутри несущей плиты, происходит нагрев полимерных изолирующих слоев 4, 4' в модульном пакете до температуры их пластификации. После закрывания ламинатора 17 в нем с помощью внешней системы 22 регулирования создается вакуум. В результате вакуумирования из модульного пакета удаляются воздух и другие летучие компоненты, что обеспечивает в итоге получение плотной слоистой структуры,не содержащей включений газовых пузырьков. После этого в ламинатор впускают воздух, за счет чего происходит прижатие гибкой мембраны (не показана) к модульному пакету. После определенного времени пребывания модульного пакета 1 в вакуумном ламинаторе 17 последний заполняют воздухом и модульный пакет без создания дополнительного припрессовочного давления подают в печь 23 для отверждения. В ней модульный пакет выдерживается при определенной температуре, поддерживаемой с помощью системы 24 регулирования, в результате чего в течение заданной продолжительности пребывания в печи происходит отверждение изолирующих слоев в модульном пакете с образованием слоистой структуры, которую затем охлаждают в охладительной секции 25 до окружающей температуры. Отвержденную слоистую структуру снимают в секции 27 выгрузки с поддона, после чего охлажденный до начальной температуры поддон можно возвращать на позицию 14 загрузки. Предлагаемый в изобретении фотогальванический модуль 1 может в качестве системы 2 солнечных элементов иметь вместо кристаллических кремниевых элементов и так называемые тонкопленочные солнечные элементы. В этом случае систему солнечных элементов можно соединять с герметизирующими материалами 3,3', например, спрессовыванием или каландрованием. Хотя тонкопленочные солнечные элементы и не являются хрупкими и ломкими и обла 001908 10 дают сравнительно высокой стойкостью к разрушению или излому, тем не менее они чувствительны к действию воды, и поэтому использование предлагаемого в изобретении решения для изготовления фотогальванических модулей с такими тонкопленочными солнечными элементами наиболее целесообразно. Фотогальванический модуль в этом случае может, например, иметь следующую структуру: Пример д)- система 2 солнечных элементов: тонкопленочный солнечный элемент из аморфного кремния;- неорганический оксидный слой 7: из- система 2 солнечных элементов: тонкопленочный солнечный элемент из теллурида кадмия;- барьерный слой 6: многослойная полимерная пленка из ПВФ/ПЭТФ,имеющая:- неорганический оксидный слой 7: изSiOx. В примерах д) и е) барьерный слой 6 защищает систему тонкопленочных солнечных элементов от водяных паров. Однако поскольку эта система не чувствительна к нагрузкам на излом, дополнительный изолирующий слой 4 можно не использовать. Промышленная применимость Изготавливаемые предлагаемым в изобретении способом фотогальванические модули предназначены для преобразования энергии солнечного излучения в электроэнергию. Возможности их применения разнообразны, начиная от малогабаритных энергетических установок для стоек экстренного вызова полиции, аварийных служб и т.п. или автомобилей с кузовом, приспособленным для жилья, энергетических установок, встроенных в крыши и фасады зданий, и заканчивая крупными энергетическими установками и солнечными электростанциями. При наружном применении модулей было установлено, что осажденный из паровой фазы оксидный слой значительно повышает эффективность их защиты от водяных паров. Сказанное более подробно проиллюстрировано диаграммой на фиг. 4. При этом не имеющие покрытия пленки(левые столбики на оси абсцисс) сравнивались с пленками с покрытием из SiOx (правые столбики на оси абсцисс) по их проницаемости для водяных паров, выраженной в г/м 2 день. При таком сравнении становится очевидным, что в случае использования ПЭТФ типаRN 12 проницаемость для водяных паров удалось уменьшить примерно до одной десятой проницаемости не имеющего покрытия материала, а в случае использования того же материала типа RN 75 - до 1/25. Для пленки из ЭТФЭ толщиной 20 нм проницаемость для водяных паров снизилась приблизительно в 100 раз. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Фотогальванический модуль (1) в виде слоистой структуры, имеющей в качестве сердцевинного слоя систему (2) солнечных элементов, а также нанесенные на нее с обеих сторон герметизирующие материалы (3, 3'), отличающийся тем, что, по меньшей мере, один слой герметизирующего материала (3') состоит из изолирующего (4') и барьерного (6) слоев, при этом барьерный слой (6) выполнен из однослойной или многослойной полимерной пленки,покрытой неорганическим оксидным слоем (7),осажденным из паровой фазы. 2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) выполнен из алюминия или кремния и имеет толщину от 30 до 200 нм. 3. Модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) является прозрачным для оптического излучения в видимой и ближней (УФ-) ультрафиолетовой областях спектра, но поглощает излучение с меньшими длинами волн в УФ-области спектра. 4. Модуль по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') расположен между системой (2) солнечных элементов и барьерным слоем (6). 5. Модуль по п.4, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') выполнен из этиленвинилацетата (ЭВА). 6. Модуль по п.4, отличающийся тем, что изолирующий слой (4') выполнен из иономеров. 7. Модуль по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что полимерная пленка, на которую осажден неорганический оксидный слой, выполнена из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ЭТФЭ). 8. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой(7) расположен со стороны системы (2) солнечных элементов и непосредственно контактирует со смежным изолирующим слоем (4'). 12 9. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой(7) расположен со стороны системы (2) солнечных элементов и контактирует со смежным изолирующим слоем (4') через грунтовочный слой(12). 10. Модуль по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) покрыт с обеих сторон однослойными или многослойными полимерными пленками (6,11), причем, по меньшей мере, одна из этих однослойных или многослойных пленок выполняет функцию барьерного слоя (6). 11. Модуль по п.10, отличающийся тем,что неорганический оксидный слой (7) контактирует с однослойными или многослойными полимерными пленками (11) через клеевой слой(10) и/или гибридный слой (10'), состоящий из органических-неорганических сетчатых структур. 12. Модуль по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что неорганический оксидный слой (7) выполнен из SiOx, при этом атомное соотношение между кремнием и кислородом х составляет от 1,3 до 1,7. 13. Способ изготовления фотогальванического модуля по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что а) на однослойную или многослойную полимерную пленку (6) осаждением из паровой фазы наносят неорганический оксидный слой(7); б) из системы (2) солнечных элементов и герметизирующих ее материалов (3, 3') набирают модульный пакет (1) таким образом, чтобы изолирующие слои (4, 4') покрывали систему (2) солнечных элементов с обеих сторон; в) модульный пакет перемещают в вакуумный ламинатор, в котором создают вакуум и в котором модульный пакет нагревают до температуры пластификации изолирующих слоев(4, 4'); и г) после заполнения вакуумного ламинатора воздухом без охлаждения сформированную из модульного пакета структуру перемещают в печь для отверждения, в которой происходит отверждение изолирующих слоев (4, 4') с образованием слоистой структуры (2) в виде фотогальванического модуля, который после его охлаждения можно выводить из непрерывного технологического процесса.
МПК / Метки
МПК: H01L 31/048, B32B 31/00
Метки: изготовления, также, способ, модуль, фотогальванический
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-1908-fotogalvanicheskijj-modul-a-takzhe-sposob-ego-izgotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Фотогальванический модуль, а также способ его изготовления</a>
Предыдущий патент: Производные гидроксициклопентанона и их применение
Следующий патент: Способ и устройство для уплотнения убираемого хлопка или иного аналогичного волокнистого материала
Случайный патент: Способ обработки пустотелых стальных стержней