包括光伏器件的主包装制造技术

公开了包括密封的容积或外壳(402)以及具有透明电极(406)的太阳能电池(401)的主包装(403)，太阳能电池(401)被提供在密封的容积或外壳(402)的表面上，并且透明电极(406)面向密封的容积或外壳。包装能够实现太阳能电池的分销，并且通过利用包括一个或多个太阳能电池的包装，改进了回收的包装的收集和/或降低了消费品的碳足迹。主要目的是以不同于与包装或者包装内容物直接交互的方式来使用太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及包括用于将太阳能转换成能源的光伏器件的主包装，其中转换器件被集成于或附接到主包装。尤其是，本专利技术提供了一种否则将被丢弃的主包装的继续使用。
技术介绍
缺乏电力供给和能源贫困是许多发展中国家的主要问题。在许多农村地区没有电网，尽管通常具有高水平的日射量，然而由于可支配收入通常较低并且太阳能电池板的前期成本高，以及并不总是能在本地找到金融支持，因此本地人无法负担光伏系统的成本。其他潜在的挑战涉及盗窃高价值的光伏离网系统和缺乏基于本地现场的维修能力。这些地区存在对例如照明、手机充电、无线电、制冷等的基础供给的需要。照明通常是由煤油灯提供。在较大的村庄、城镇或城市，移动电话充电所用的电通常是柴油发电机提供的。在为偏远地区或未被国家电网系统服务的社区提供电力上，太阳能能够实现显著的进步。开发太阳能灯作为煤油灯的替代已经开始获得进展，带来了巨大的健康效益以及减少碳排放的环保优势。然而，太阳能的可用性被与太阳能供给的购买和管理相关的巨大的成本壁皇所阻碍，并且例如在非洲和亚洲的大量地区，甚至太阳能灯也并非是许多家庭负担得起的。另一个障碍是将光伏系统分销到偏远农村地区。最常规的可商购的太阳能组件(例如基于硅或碲化镉(CdTe)薄膜模块的晶片)具有低于10Wp/Kg的峰值功率与重量比。这主要是由于保护易碎晶片和无机薄膜所需的玻璃密封和金属框架。将这种大、重、易碎且昂贵的太阳能模块分销到具有糟糕的道路状况的农村地区是物流和成本上的挑战。分销网络必须被建立起来，这构成了显著的商业挑战(以及因此的商业风险)。传统的光伏系统最经常基于组装成光伏模块的硅晶片技术。这些太阳能模块被设计为数十年的工作寿命。常常将多个模块并联和/或串联连接到一起以提供更多的功率和合适的输出电压。除了材料的固有稳定性外，长工作寿命还通过使用玻璃板和高耐用背板的包装来实现。可以通过分离供进一步使用的材料来执行回收，但需要大量的处理。所涉及的过程是机械粉碎、化学溶解和分拣，所有这些都是能源消耗的活动。在发展经济中，对于非耐用消费品来说，最小单位的分销已被证明是为企业赢得更大客户群的成功方式。一个例子是小袋(sachets)的使用，在开发市场中对于像卫生、健康和营养产品的许多快速消费品来说这是最小的负担得起的单位，并且已被证明是为接触消费金字塔底部的非常成功的媒介。这一成功带来不同的挑战，原因是由每年消费的超过800亿小袋所产生的废弃物威胁到造成显著的环境问题。最近已开发出回收技术，该技术允许通过使用废弃小袋作为燃料来回收利用部分内在能量。然而，主要的挑战是缺乏用于收集或用于进一步利用废弃物的激励，一旦小袋的内容被消费就产生该废弃物。另一个例子涉及以塑料瓶所供应的饮料的消费，饮料消费造成大约每年268000吨非生物降解的PET瓶，其中不到三分之一被回收并再循环。类似的例子可以很容易地在有关纸张、纸板和铝金属薄片包装的处理上设想。包装材料构成显著水平的内在能量。虽然简单的燃烧可以产生某些能量回收，然而生产和运输仍将显著有助于碳排放。
技术实现思路
有机光伏电池和模块光伏电池包含吸收电磁辐射的光敏材料；被吸收的光子能量经由光伏效应转换成电能。太阳能电池是将阳光转换成电能的光伏电池。近年来，随着社会寻找清洁能源发电技术，光伏电池一尤其是太阳能电池一的发展，已经吸引了相当大的关注。太阳能电池具有包括透明电极、光敏层和背电极的层状结构形式。在操作中，来自太阳的电磁辐射穿过前电极到达光敏层。在光敏层内，光子被吸收导致产生电子-空穴对。在光敏层内，电子-空穴对被分离，伴随着电子前往例如前电极的一个电极，以及空穴前往例如背电极的另一个电极。通常由专门设计的提取层来促进从半导体提取电荷载流子。电子提取层的示例是Cr、ZnO, T1x等，空穴提取层的示例是Mo03、W0x、PED0T:PSS、Ag0、Ni0。典型地，背电极可以是反射性的。抗反射涂层可以被施加到透明前电极的表面上。光伏器件可以由光伏电池形成并且光伏电池是最小的功能单元。多个光伏电池可以被组到一起以形成模块。太阳能模块是具有光敏区域尤其对阳光敏感的特别类型的模块。器件、电池和模块的定义适用于基于晶片的(例如)硅光伏器件。晶片可以串联互连以提高输出电压或者并联以通过保持电压而增加电流。这两种类型的互连方案可以被组合以实现适当的电压和电流。薄膜太阳能模块通常并非基于晶片。薄膜被施加到大区域。从这些区域的功率的高效提取，以及适当的电压的产生，是通过构成图案(通常为构成条)和相邻条的串联互连来实现的。这就是所谓的单片串联互连。原则上，电流也可以从更大的区域通过增大透明电极的有效导电性来收集。这可以例如通过应用金属网指(metalgrid finger)而实现。这样的结构可以被描述为模块(由于电流从较大区域(有效的并联互连)收集)或被描述为大型电池。太阳能电池是光伏电池的特定变体并且依赖于光源可互换。模块应当被相应地解释。在这里公开的本专利技术的上下文中，主包装可以用于提供小的光伏单元作为形成小型模块或者大型电池的串联互连的电池中所用到的包装的一部分。电负载可以被连接到前电极和背电极之间。有机(典型地，聚合)光敏材料正在被研究作为例如硅、碲化镉和砷化镓的无机材料的替代。正在被研究的还有包括通过气相沉积技术沉积的小分子的有机光敏材料，以及其中混合了有机和无机组分(例如纳米颗粒或纳米结构)的光伏系统。有机光伏电池和模块在制造的成本和方便方面具有显著优点。明显的优点是，可以使用印刷或涂布方法将有机光伏电池或模块制造为基板上的薄膜，基板可以是轻量级和/或柔性的，从而提供更容易的安装和增加的通用性。或者，有机光伏模块的有些类型的OPV系统或单个层可以通过真空工艺进行沉积。与大多数无机、玻璃密封的太阳能组件的峰值瓦特与重量比低于10Wp/Kg形成对比的是，取决于所选择的柔性密封的类型，5%效率的有机光伏模块可以实现100Wp/Kg或以上。包装材料和标签包装和标签覆盖了材料的多种子集，从硬质的玻璃瓶和锡罐到柔性的金属薄片和包装纸，但是在所有情况下，目的都是为了确保产品以可用的情况到达客户。包装通常还提供用于在商品上印品牌、以及用于提供可印刷的空间的载体，以包括包装所包含内容的信息。这里将形成用于包装的商品的外壳的包装称为主包装。该主包装可以被由标签形式的附加包装材料部分地覆盖。柔性包装材料被认为特别有利于在本专利技术中使用，因为它们提供了容易的印刷(品牌和信息提供)，并且通常利用大型卷对卷生产工艺和设备以实现高体积材料的低成本生产。柔性包装材料通常可以包括卡纸、卡纸板、纸、塑纸、塑料和或金属薄片。通过各种方法例如丝网印刷、柔版印刷、喷墨、凹版印刷、胶版印刷等来完成产品信息、标识、图像等的印刷(这里也被称为打印)。柔性包装材料的子集(该材料也适用于基板或标签的生产)是基于聚合物材料的，诸如聚乙烯(LDPE、HDPE)、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰胺(Nylons)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和纤维素/醋酸纤维素。经常使用的是材料复合一使用合适的粘合剂材料将复合的材料挤压或层压到一起。如果良好的阻隔性是必需的话，可以应用由真空工艺(金属化)沉积的薄金属层。层压工艺(热熔、环氧基系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主包装，包括密封的容积或外壳，并且包括具有透明电极的光伏器件，所述光伏器件被设置在所述密封的容积或外壳的表面上，并且所述透明电极面向所述密封的容积或外壳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤根·温克尔，迈克尔·尼格曼，
申请(专利权)人：埃特一九有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB