光伏模块及其制造方法技术

公开了光伏模块以及制造光伏模块的方法。光伏模块包括正面透明物、光伏电池、密封材料的经处理的表面和底面涂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏模块，和更具体地，涉及可用于将涂料组合物的粘附用于光伏模块的涂覆和密封的方法。
技术介绍
光伏模块通过将电磁能转换成电能来产生电力。光伏模块使用密封剂(encapsulant)材料以提供耐用性、耐候性和增长的使用寿命(尤其在露天操作环境中)。已经开发了许多类型的薄膜光伏模块。虽然薄膜技术中存在多种材料和配置，但是大多数薄膜光伏模块包括如下的基本元件：透明正面层，其可为玻璃、透明聚合物或透明涂层；透明、导电顶层或栅格，其运走电流；薄的半导体的中央夹层结构(sandwich)，其形成结以分开电荷；背接触，其可为金属膜；密封剂层；以及背板(backsheet)，其保护不受环境损坏且如果需要其可对模块提供支撑。如本文所使用的，术语“层”指的是可用于覆盖或涂覆表面或本体的一定厚度的或一片材料。体(bulk)光伏模块包括正面透明物，诸如玻璃片材或预成型(pre-formed)透明聚合物片材(例如，聚酰亚胺片材)；密封剂，诸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)；光伏电池，其包含光伏半导体材料诸如晶体硅(c-Si)的晶片；背部密封剂和背板。体光伏模块通常在间歇或半间歇真空层压工艺中制造，其中模块组件预装配到模块预装配件中。预装配工艺包括在正面透明物上沉积密封材料，将光伏电池和电互连定位在密封剂材料上，在光伏电池装配件上沉积另外的密封剂材料，和在背侧密封剂材料上沉积背板以完成模块预装配件。将模块预装配件放置在专门的真空层压设备中，该真空层压设备使用柔性(compliant)的膜压缩模块装配件并在减小的压力和升高的温度条件下固化密封剂材料以制造层压光伏模块。由于中间密封剂材料固定和密封光伏电池，该工艺有效地层压正面透明层和背板之间的光伏电池。相似的层压工艺可用于制造薄膜光伏模块，其中密封剂材料和背板层合到包含沉积的光伏薄膜层的正面透明物上。该
技术介绍
部分中描述的信息不被认为是现有技术。
技术实现思路
一种制备光伏模块的方法，包括在光伏电池的至少一部分上沉积密封材料，固化密封材料，且处理固化的密封材料的表面的至少一部分。该方法还包括在经处理的密封材料的至少一部分上沉积液体涂料组合物，且固化该液体涂料组合物以形成底面涂层。光伏模块包括正面透明物、光伏电池、沉积在光伏电池的至少一部分上的密封材料、密封材料的至少一部分的经处理的表面以及沉积在密封材料的经处理的表面的至少一部分上的底面涂层。应当理解，本说明书中所公开和描述的专利技术不限于该
技术实现思路
。附图简述参考附图，可更好地理解本说明书所公开和描述的非限制性和非穷举的各种特征和特性，其中：图1是示出了包含保护涂层体系的本专利技术体光伏模块的示意图；图2是示出了包含保护涂层体系的本专利技术薄膜光伏模块的示意图；图3是示出了制备包含保护涂层体系的光伏模块的本专利技术方法的示意图；以及图4A-4F是施加有液体底面涂层的玻璃上的固化的有机硅密封剂的照片；图4A示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力(cross-hatch adhesion)测试后，经涂覆的玻璃样品A的背侧，该玻璃样品A用聚脲树脂底面涂层涂覆；图4B示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力测试后，经涂覆的玻璃样品B的背侧，该玻璃样品B用DOW1200OS底漆和聚脲树脂底面涂层涂覆；图4C示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力测试后，经涂覆的玻璃样品C的背侧，该玻璃样品C用电晕放电和聚脲树脂底面涂层处理过；图4D示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力测试后，经涂覆的玻璃样品D的背侧，该玻璃样品D用含氟聚合物树脂底面涂层涂覆；图4E示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力测试后，经涂覆的玻璃样品E的背侧，该玻璃样品E用DOW1200OS
底漆和含氟聚合物树脂底面涂层涂覆；以及图4F示出在暴露于湿热10天之前和之后，在划格法附着力测试后，经涂覆的玻璃样品F的背侧，该玻璃样品F用电晕放电和含氟聚合物树脂底面涂层处理过。在考虑到根据本说明书的下列非限制性和非穷举性专利技术的详细描述之下，读者应当领会到前述细节，以及其他细节。具体实施方式本说明书所描述的专利技术涉及保护涂层体系，其可为光伏模块提供诸如优良的耐久性、湿气阻挡、耐磨性等的优点。描述了一种光伏模块。光伏模块包括正面透明物、光伏电池、沉积在光伏电池的至少一部分上的密封材料、密封材料的至少一部分的经处理的表面以及沉积在密封材料的经处理的表面的至少一部分上的底面涂层。密封材料密封光伏电池，且包括经处理的表面。密封材料的经处理的表面可包括固化层的表面，该固化层由可流动的涂料组合物形成，其中表面的至少一部分用电晕放电、等离子体、紫外线臭氧、羽流放电(plume discharge)、刷形放电、辉光放电、发光放电或其任意组合来处理。本文所使用的术语“正面透明物”指可对被光伏电池吸收以产生电的波长范围内的电磁辐射透明的材料。正面透明物可包括透明材料的平面片材，其包含光伏模块朝向外面的表面。任意合适的透明材料可用作正面透明物，包括但不限于，玻璃诸如硅酸盐玻璃，和聚合物诸如聚酰亚胺、聚碳酸酯等，或可为对可被光伏电池吸收并用于在光伏模块内产生电的波长范围内的电磁辐射透明的其他平面片材材料。本文所使用的术语“透明”指材料的性质，在可见光光谱(即，约350到750纳米波长)内，入射的电磁辐射的至少一部分以可忽略的衰减穿过该材料。如对本领域技术人员明显的是且如本文所使用的，术语“光伏电池”指当暴露于辐射能时能够产生电压的光伏层。光伏层可包括多个层。例如，光伏层可包括每侧被其他层所围绕的中间层。中间层(其自身可包括多个层)包括电压或电子产生材料；即，半导体材料。电子产生材料可包含例如非晶硅、膜晶体硅、铜铟联硒化物(copper indium diselenide)、碲化镉(“CdTe”)和/或相似材料。该电子产生层可包括交替的n-型和p-型半导体层以形成结，该结可为多
结或单结。中间层可夹在两个其他层之间，两个其他层都是导电的。离透明覆盖层(supers trate)最近的第一层可包括例如铟锡氧化物的透明导电氧化物。此外，在中间层的相对侧上可有第二导电层。第二导电层可包括诸如铝的金属层，其可通过例如溅射沉积。应当理解，电子产生材料需要在至少一侧上暴露于辐射能。因此，电子产生材料的一侧上的层应当对这样的能量是透明的。虽然示范的光伏层被如上描述，但是根据本专利技术可使用任何光伏层。本专利技术的光伏电池包括光伏层一侧上的透明覆盖层。透明覆盖层对辐射能(特别是光)是透明的，因为正是这些能量将在电子产生层中产生电流。覆盖层可包括由玻璃或诸如聚酰亚胺的透明聚合物制造的板。适合的覆盖层商购自AFG Industries，Kingsport，IN，USA，且可以以其本身(plain)或其上已沉积有导电氧化物的形式购买。虽然在覆盖层和电子产生层之间可沉积和所期望的一样多的层，但是如上文所注释，这类层应当是透明的以允许电子产生材料暴露于辐射能。本专利技术的薄膜光伏电池还包括作为密封剂材料的保护涂层。密封材料可包括可流动的涂料组合物，其在沉积后可固化为透明层。如本文所使用的，术语“透明”指样品展示出超过85％的透射率，这是如在由ASTM International，West 本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备光伏模块的方法，包括：在光伏电池的至少一部分之上沉积密封材料；固化该密封材料；处理固化的密封材料的表面的至少一部分；在经处理的密封材料的至少一部分之上沉积液体涂料组合物；以及固化该液体涂料组合物以形成底面涂层。

【技术特征摘要】
2015.04.29 US 14/698,8871.制备光伏模块的方法，包括：在光伏电池的至少一部分之上沉积密封材料；固化该密封材料；处理固化的密封材料的表面的至少一部分；在经处理的密封材料的至少一部分之上沉积液体涂料组合物；以及固化该液体涂料组合物以形成底面涂层。2.权利要求1的方法，其中该密封材料包括有机硅密封剂。3.权利要求1的方法，其中处理包括用电晕放电、等离子体、紫外线臭氧、羽流放电、刷形放电、辉光放电、发光放电、织构化工艺或其任意组合处理固化的密封材料的表面的至少一部分。4.权利要求1的方法，其中处理包括用电晕放电、等离子体、紫外线臭氧、羽流放电、刷形放电、辉光放电、发光放电或其任意组合处理与正面透明物相对的固化的密封材料的表面的至少一部分。5.权利要求1的方法，还包括在用电晕放电、等离子体和/或紫外线臭氧处理固化的密封材料之前或之后，织构化固化的密封材料的表面的至少一部分。6.权利要求1的方法，其中液体涂料组合物包含：多异氰酸酯；多胺；和二胺扩链剂。7.权利要求6的方法，其中液体涂料组合物还包含与多胺不同的胺官能的有机硅和/或羟基官能的有机硅。8.权利要求1的方法，其中液体涂料组合物包括含氟聚合物树脂或聚脲树脂。9.权利要求1的方法，在处理固化的密封材料之后，还包括：在经处理的密封材料的至少一部分之上沉积底漆；固化该底漆；以及在固化的底漆的至少一部分之上沉积液体涂料组合物。10.权利要求9的方法，其中底漆包括有机硅。11.权利要求9的方法，其中底漆包括八甲基三硅氧烷。12.权利要求1的方法，其中光伏电池包括晶体硅晶片。13.权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵际平，B·伍德沃斯，I·G·施温德曼，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US