[发明专利]用于太阳能模块的背侧的多层膜

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于太阳能模块的背侧的多层膜，其包括背向太阳能电池的第一外部层、朝向太阳能电池的第二外部层、以及处于其之间的载体层，其中分别在载体层与外部层之间布置有中间层。

背景技术

太阳能电池或光伏电池(即太阳能模块的有源部分)是一种通过光伏效应将太阳光转化成电能的电器件。由于如今矿物燃料的问题越来越多，通过可替代和环境友好的方法来获得能量日益变得重要。在此，尤其是通过太阳能电池获得能量是有益的，因为太阳光作为能量源与从诸如风或水之类的潮汐力中得出的能量源相比是最丰富的。出于该原因，对高效太阳能模块的制造存在很大的经济利益。

常规太阳能模块的运行温度在效率最大为10％-14％的情况下处于大致80℃至87℃，其中公知的是，如今使用的半导体材料的光伏效率与运行温度存在直接的依赖性。研究已经表明：将如今的平均运行温度降低1℃将把如今的模块的效率提高大致1.2％。

降低运行温度的一种可能性在于，提高热辐射。这可以从Stefan-Boltzmann定律中导出，其中从主体中辐射的热流对于主体可按下式来计算：

Q·=∂Q∂t=ϵσAT4]]>

在上式中是热流或辐射功率。

ε是发射率，其值可以处于0(完美镜)与1(理想黑体)之间。

σ是Stefan-Boltzmann常数(5.67*10^-8W／m²K⁴)。

A是辐射体的表面。

T是辐射体的温度(以开尔文为单位)。

强度在物理学中表示每单位时间每单位面积的能量、即表面功率密度。因此，热辐射是辐射体的表面大小的函数。

但是对太阳能模块的效率负有主要责任的不仅是光伏元件本身的特性和效率、而且还有安装在太阳能模块背侧的膜，该膜将光伏元件从环境隔开。如上面已经导出的那样，表面特性对能量转化的效率间接地一起负责，因为表面的热辐射对太阳能电池的温度预算和冷却负责。另外，膜的表面特征表征发射率。

不仅背侧膜的表面特性对于太阳能模块是重要的，而且由于将太阳能电池同环境隔开的功能，也对诸如湿度、紫外光、灰尘、机械作用、以及从-40℃到+85℃范围内的极端温度波动之类的外部环境因素提出高要求，这些外部环境因素意味着经常性的要求，并且是背侧膜在没有材料损伤或材料特性妨害的情况下所必须经受的。因此，不允许由于多样的温度变化而导致内部强度的降低、或者导致形成裂缝。针对太阳能模块或背侧膜的诸如IEC61730之类的测试标准包括观察对太阳能电池的老化负责的所有影响参数。除了对太阳能电池和背侧膜的长年物理持久性的要求以外，还要求背侧膜的朝向太阳能电池的一侧的尽可能高的不透明性、尽可能高的形状持久性、以及最大的反射率。这通常是通过不同特性的多个层的层构造来实现的。典型的层构造如下：

-高度反射性保护外部层，其背向光伏元件

-中间层

-载体层(亦称“载体和阻挡层”或“载体片层”)

-中间层

-高度反射性保护外部层，其朝向光伏元件

在此，外部层是高度反射性的、紫外光稳定的、耐环境影响的、耐化学的、长期稳定的、耐腐蚀的、硬的、坚韧的、尺寸稳定的、经表面处理的，并且朝向太阳能电池的外部层附加地具有高光反射性和对乙烯／乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的粘附力。中间层是耐紫外光的、耐环境影响的、耐化学的、长期稳定的、坚韧的和尺寸稳定的。载体层形成相对于水的阻挡体，是耐水解的、水蒸气不可透过的、氧气不可透过的、耐紫外光的、耐环境影响的、耐化学的、长期稳定的、抗撞击、抗撕裂、不易破碎的、以及尺寸稳定的。常规而言，膜的各层在内部区域中是由聚酯基或聚烯烃基聚合物制成，并且在外部区域中是由含氟聚合物制成的。公知的是，常常向聚合物中添加填充材料。常规的填充材料是平均纤维长度为90μm的经研磨的纤维，其中所述纤维具有没有标准差限制的正态分布。