用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于改善薄层太阳能模块的额定功率的方法，该薄层太阳能模块具有由两个通过至少一个粘接层相互连接的衬底组成的层压复合物，在这两个衬底之间有串联接线的太阳能电池，其中用具有至少为5kW/m2的辐照强度的人工光来照射太阳能电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率的方法
本专利技术处于光伏能量产生的
并且涉及一种用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率或效率的方法。
技术介绍
用于将太阳光直接转换为电能的光伏层系统是充分已知的。平面扩展的层系统通常称为“太阳能电池”。专门的概念“薄层太阳能电池”表示厚度仅几微米的光伏层系统。薄层太阳能电池需要用于提供足够机械强度的载体衬底。已知的载体衬底包括无机玻璃、塑料（聚合物）或金属，尤其是金属合金，并且可以依据相应的层厚和特定的材料特性而被构成为刚性板或可弯曲的薄膜。基于广泛可用的载体衬底和简单的单片集成，可以成本低地制造薄层太阳能电池的大面积的装置，其中半导体层一般被直接施加在例如玻璃的载体衬底上。就工艺可操纵性和效率而言，具有由非晶硅、微晶（mikromorphem）硅或多晶硅、碲化镉（CdTe）、砷化镓（GaAs）或黄铜矿化合物——尤其是铜-铟/镓-硫/硒（CI(In,Ga)(S,Se)2）制成的半导体层的薄层太阳能电池被证明是有利的，其中尤其是二硒化铜铟（CuInSe2或CIS）由于其与太阳光的光谱匹配的带隙以高的吸收系数而突出。为了获得技术上有用的输出电压，一般将很多太阳能电池串联接线，其中尤其是施加在载体衬底上的太阳能电池通常与正面的透明覆盖层、尤其是盖板连接并且与至少一个增附粘接薄膜连接成抗风化的光伏模块或太阳能模块（“层压”）。对于覆盖层的材料，例如选择低铁的钠钙玻璃。增附粘接薄膜例如由乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚乙烯（PE）、聚乙烯丙烯酸共聚物或聚丙烯酰胺（PA）组成。EVA作为可交联的橡胶弹性材料以特别好的可处理性而突出，并因此经常被采用。在具有复合片材结构的薄层太阳能模块中，近年里越来越多地采用PVB。PVB属于热塑性塑料，其在热作用下熔化而在此不交联，并且在化学组成方面不改变。现在，在制造太阳能模块时可能出现不同类型的缺陷，这些缺陷不利地引起内部的电功率损耗并由此降低太阳能模块的额定功率或效率。对此的例子是导致局部提高的载流子重新组合速率、诸如裂缝、破裂的机械缺陷以及脱层或材料质量变化的短路（分路）。在一些太阳能模块中，可能以特别不利的方式由于层压过程而出现额定功率的至少在很大程度上可逆的（瞬时的）减小。不限于理论，假定在层压时通过热、压力和湿气的作用在半导体层中产生缺陷，这些缺陷随着时间的流逝至少部分地、但一般最大程度地又痊愈。如同试验所展示的，基于黄铜矿半导体的薄层太阳能模块在层压之后具有暂时减小的额定功率，该额定功率比层压之前太阳能电池的额定功率小大约5-20%。对于制造商而言，这可能意味着经济上的缺点，因为太阳能模块以与想象的更低的功率协调的价格销售。如果针对太阳能模块在工厂侧说明的额定功率明显低于恢复后出现的实际额定功率，则这必要时也可能导致太阳能设备的电系统的次优设计。
技术实现思路
与此相应地，本专利技术的任务在于提供一种对于薄层太阳能模块的批量生产适宜的用于快速稳定额定功率的方法，通过该方法在工厂内在常见生产循环的范围中就已经可以至少在最大程度上消除薄层太阳能模块的通过层压引起的（暂时）额定功率减小。该任务和其它任务根据本专利技术的建议通过具有独立权利要求的特征的方法解决。本专利技术的有利构型通过从属权利要求的特征说明。根据本专利技术，展示了一种用于快速稳定薄层太阳能模块的额定功率或效率的方法。该薄层太阳能模块包括由两个通过至少一个（塑料）粘接层相互连接的衬底组成的层压复合物，在这两个衬底之间有串联接线的（薄层）太阳能电池。每个太阳能电池包括至少一个形成异质结或pn结、也就是具有不同导电类型的区域序列的半导体层。该层压复合物典型地包括至少一个（背侧的）载体衬底，例如玻璃载体，在该载体衬底上施加太阳能电池，其中为此目的一般将第一电极层、第二电极层和至少一个布置在两个电极层之间的半导体层施加在载体衬底上。通常用掺杂物质来对半导体层掺杂。优选该半导体层由黄铜矿化合物组成，该黄铜矿化合物尤其是来自铜-铟/镓-二硫化物/二硒化物（Cu(In/Ga)(S/Se)2）族的I-III-VI半导体，例如二硒化铜铟（CuInSe2或CIS）或同族化合物。典型地，在该层压复合物中借助粘接层将具有所施加的太阳能电池的载体衬底与对于太阳光来说尽可能可穿透的（正面）覆盖层（例如玻璃板）粘接，其中太阳能电池嵌入在粘接层中。薄层太阳能模块的额定功率可以按照本身已知的方式在存在光伏装置（标准IEC904-3）的所谓标准测试条件（STC=StandardTestConditions）的情况下加以确定。在应用STC的情况下，在1kW/m2的辐照强度和太阳光的定义的光谱情况下在模块温度为25℃的情况下垂直入射。1kW/m2的辐照强度尤其是也可以通过太阳光（特别是在南方国家）来达到。在本专利技术的方法中用至少一个光源的人工光来照射薄层太阳能模块的层压复合物或所接线的太阳能电池。在此，光强度被选择为使得用至少5kW/m2（每平方米千瓦）的辐照强度来照射该复合物。在本专利技术的意义上将落在该复合物的表面上的电磁辐射的功率理解为辐照强度或辐射流密度。如在此所使用的，概念“稳定”涉及通过半导体层中的在层压时引起的缺陷的痊愈使层压的薄层太阳能模块的短暂（瞬时）减小的额定功率（效率）增加或提高。如本申请人的试验所展示的，通过用至少为5kW/m2的非常高的辐照强度来照射太阳能电池有利地实现通过层压产生的太阳能电池缺陷的快速痊愈。实际上通过在几分钟的时间段期间、例如在一位数的分钟范围内或更短的照射就已经可以引起薄层太阳能模块的额定功率的显著稳定。由此实现的、薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的提高以令人吃惊的方式不差于或者至少不显著差于例如在标准测试条件（STC）下通过48小时时间段的光老化所实现的额定功率提高。根据本专利技术，可以在明显更短的时间内实现对应的效果。如本申请人可能展示的，为了增加瞬时减小的额定功率起决定作用的不是照射的持续时间，而更确切地说是在此情况下所采用的辐照强度。如果观察辐照强度与照射时间的恒定乘积，则以未预料到的方式展示出，利用倍增的辐照强度和对应缩短的照射时间可以实现更好的效果。但是该效果的饱和也随着辐照强度的增加而出现。尤其是在具有基于黄铜矿化合物的太阳能电池的薄层太阳能模块情况下，从大约5kW/m2的辐照强度开始就可以观察到在额定功率的进一步增加方面的饱和。可能有意义的是，用最大15kW/m2的辐照强度来照射层压复合物，其中如所提到的，从大约5kW/m2开始就已经出现额定功率上升的饱和。因此通过以利用至少5kW/m2的辐照强度照射太阳能电池例如几分钟或更短的相对短的时间段来实现薄层太阳能模块的瞬时减小的额定功率的提高的可能性，本专利技术的方法还首次能够实现在薄层太阳能模块的批量生产中的额定功率的稳定，在该批量生产中每太阳能模块一位数的分钟范围内的时钟时间是常见的。由此薄层太阳能模块在工厂侧就已经能够经受恢复并且被指定具有更高的额定功率，从而薄层太阳能模块更有价值。此外更好和更精确地协调太阳能设备的电系统。在本专利技术的意义上，用于辐照薄层太阳能模块的时间说明分别涉及如下时间段，在该时间段期间（在全面辐照的情况下）薄层太阳能模块被全面辐照或者在该时间段期间（在逐段辐照的情况下）本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于稳定薄层太阳能模块（1）的额定功率的方法，该薄层太阳能模块（1）具有由两个通过至少一个粘接层（9）相互连接的衬底（2,10）组成的层压复合物（12），在这两个衬底之间有串联接线的太阳能电池（11），其中用具有至少为5?kW/m2的辐照强度的人工光来照射太阳能电池（11）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.28 EP 11171706.21.用于稳定薄层太阳能模块（1）的额定功率的方法，该薄层太阳能模块（1）包括具有通过至少一个粘接层（9）相互连接的两个衬底（2,10）的层压片材结构的复合物（12），在所述两个衬底之间有串联接线的太阳能电池（11），其中薄层太阳能电池具有由黄铜矿化合物构成的半导体层，包括步骤：使层压复合物（12）和人工光源（19）相对于彼此平移地运动，在最大10min的照射时间段内利用具有至少为5kW/m2的辐照强度的人工光以具有在1至10cm范围中的线宽的线形光束来线性地照射层压复合物（12），其中薄层太阳能模块相对于光源的移动速度处于0.001cm/sec至10cm/sec的范围中；在照射之后指定薄层太阳能模块的额定功率。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述半导体层由Cu(In/Ga)(S/Se)2构成。3.根据权利要求1所述的方法，其中用最大15kW/m2的辐照强度照射层压复合物（12）。4.根据权利要求1所述的方法，其中层压复合物（12）从...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿韦兰，M格吕纳贝尔，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：
国别省市：