[发明专利]用于将太阳能电池封装在聚合物粘合体中的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将一个或多个太阳能电池封装在聚合物粘合体(polymer matrix)中的工艺以及可由此获得的太阳能电池模块，其中，所使用的粘合体组合物(matrix composition)在结构上是粘性液体，所述粘性液体包括用于形成粘合体的可聚合化合物，并且具有屈服点。

背景技术

常规太阳能电池模块中存在的太阳能电池通常嵌入聚合物材料中，以使它们免受环境的影响。所嵌入的太阳能电池通常布置在由玻璃(双层玻璃模块)或密封薄膜(玻璃薄膜模块)组成的上玻璃层和背面层之间。用于将太阳能电池嵌入的材料通常是乙烯-乙酸乙烯脂(EVA)，其以薄膜的形式被使用。总的来说，用于嵌入太阳能电池的传统聚合物(EVA、PVB、聚烯烃)仅具有低的耐紫外安定性，并且必须借助于紫外线吸收材料而免受紫外线辐射的不利影响。结果，然而，一些光(高达3％)未被利用而损失。更具体地说，对于例如选择性发射极电池的新型电池理念，能够比常规嵌入材料更好地利用这部分光是重要的。

仅存在少数不需要这些保护性吸收剂的内在UV-稳定的聚合物。这样的内在UV-稳定的聚合物的一个示例是有机硅。三维交联的有机硅弹性体又具有非常好的热机性能，其使它们适于封装太阳能电池。例如，玻璃化点低于-40℃，并且它们通常在随温度的机械性能中呈现轻微变化。

然而，这些材料仅能以液体形式、更具体地作为加成-交联的双组分材料被处理(液体封装)。这包括通过添加的催化剂使两种组分永久地结合，以提供橡胶-弹性聚合物。然而，以液体形式处理这些材料的必要性使得其在太阳能电池模块中的使用变得复杂，尤其对于批量生产而言。已知的利用液体有机硅的液体封装工艺由格外慢干的2K系统这样执行：将电池粘合体(matrix)竖直地固定在两个玻璃板之间，密封叠层的边缘并从底部缓慢地引入有机硅。然而，该工艺不适于具有高生产量的自动化批量生产。

其它工艺使用水平封装技术，但是这些是有问题的，尤其关于对所使用的封装材料的需求而言。例如，DE202010005555U1描述了一种太阳能电池模块和生产装置，其中，使用用于嵌入太阳能-有源元件的结合材料生产太阳能电池模块，该结合材料替代了常规的EVA薄膜。所描述的结合材料可具有糊状稠度或液体的浓度，并且在嵌入后被固化。所提及的用于适当的结合材料示例是有机硅或包含有机硅的化合物。然而，DE202010005555U1既没有提及与使用这样的液体或糊状材料相关联的缺点和困难，也没有公开可以克服这些缺点和困难的策略。

因此仍然需要改进的液体封装工艺，其部分地或完全地克服已知的缺点。

发明内容

在第一方面，本发明因此涉及一种用于将一个或多个太阳能电池封装在聚合物粘合体中的工艺，所述工艺包括：

(a)将包括至少一个可聚合化合物的粘合体组合物施加到第一固体承载材料的表面，所述粘合体组合物是具有屈服点的在结构上粘性的液体；

(b)将所述一个或多个太阳能电池放置在施加到第一承载材料的表面的粘合体组合物上；

(c)将粘合体组合物施加到太阳能电池的表面；

(d)将第二固体承载材料放置在施加到太阳能电池的表面的粘合体组合物上；

(e)压缩由太阳能电池、粘合体组合物以及第一和第二承载材料组成的结构，使得所述一个或多个太阳能电池被粘合体组合物的连续层包围；

(f)使粘合体组合物聚合以形成聚合物粘合体。

该工艺可用于生产太阳能电池。该工艺可用在自动化形式和批量生产中。

在另一方面，本发明涉及粘合体组合物的使用，粘合体组合物包括至少一个可聚合化合物，并且是用于封装太阳能电池的具有屈服点的在结构上粘性的液体形式。

在又一方面，本发明又涉及由根据本发明的工艺获得的太阳能电池模块。

在另一方面，本发明涉及一种太阳能电池模块，包括：

(a)第一固体承载材料；

(b)第二固体承载材料；以及

(c)封装在聚合物粘合体中并布置在第一承载材料和第二承载材料之间的一个或多个太阳能电池，

其中，通过固化粘合体组合物来生产聚合物粘合体，粘合体组合物包括至少一个可聚合化合物，并且是具有屈服点的在结构上粘性的液体。

最后，在又一方面，本发明涉及一种太阳能电池模块，包括：

(a)第一固体承载材料；

(b)第二固体承载材料；

(c)封装在聚合物粘合体中并布置在第一承载材料和第二承载材料之间的一个或多个太阳能电池；以及