[发明专利]含有具有高的碱滴度的经过塑化的中间层膜的光伏模块

说明书

技术领域

本发明涉及在使用含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的具有高的碱滴度的膜以避免在光敏半导体层处出现腐蚀的情况下制造光伏模块。

背景技术

光伏模块由光敏半导体层构成，其中所述光敏半导体层为了免受外部影响而配备有透明的覆盖体。作为光敏半导体层可以在载体上使用单晶太阳能电池或多晶半导体薄层。薄层太阳能模块由光敏半导体层构成，其中所述光敏半导体层例如通过汽化渗镀、气相沉积、溅射、或者湿法沉积被涂敷到衬底、例如透明板或者挠性载体膜上。

通常，两种体系都借助于透明的胶粘剂被层压到玻璃片与背部的例如由玻璃或塑料制成的刚性覆盖板之间。

透明的胶粘剂必须完全包围光敏半导体层及其电连接线路，是UV稳定和对水分不敏感的，并且在层压过程以后是完全无泡的。

如例如在DE 41 22 721 C1或者DE 41 28 766 A1中所公开的那样，作为透明的胶粘剂通常使用硬化的浇注树脂或者可交联的基于乙烯醋酸乙烯酯(EVA)的体系。这些粘接体系可以在未硬化的状态下被调节为低粘性的，使得其无泡地包围太阳能电池单元。在添加硬化剂或交联剂以后，获得具有机械抵抗能力的粘接层。这些粘接体系的缺点是，在硬化过程中通常释放出可能损坏光敏半导体层、尤其是薄层模块的侵蚀性物质、比如酸。此外，一些浇注树脂往往在几年后形成气泡或者由于UV辐射而脱层。

硬化的粘接体系的一种替代方案是使用含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛、比如从复合玻璃制造中公知的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)的膜。太阳能电池单元被用一个或多个PVB膜覆盖，并且这些PVB膜在升高的压力和升高的温度下与所期望的覆盖材料结合成层合板。

例如由下列文献公知有用于借助于PVB膜制造太阳能模块的方法：DE 40 26 165 C2、DE 42 278 60 A1、DE 29 237 70 C2、DE 35 38 986C2、或者US 4,321,418。例如在DE 20 302 045 U1、EP 1617487 A1和DE 35 389 86 C2中公开了在太阳能模块中将PVB膜用作复合安全玻璃化部。但是这些文献不含有关于所使用的PVB膜的机械特性、化学特性和电特性的信息。

随着光敏半导体层的性能增加以及太阳能模块在世界范围内的推广，尤其是膜的电特性变得越来越重要。在模块的整个寿命中都必须还在极端的天气条件、比如热带温度、高空气湿度或者强烈的UV辐射下避免半导体层的电荷损失或者甚至短路。根据IEC 61215，光伏模块经历许多测试(Damp heat test(湿热测试)、wet leakage currenttest(湿漏电流测试))，以便减小模块的损耗电流。

公知的是，PVB膜的电阻随着水分含量的上升而陡峭地下降，这大大有利于光伏模块中漏电流的产生。在光伏模块的边缘区域，所述膜作为封装材料暴露于环境中并且经受诸如高环境湿度的环境条件。由此，边缘区域中的膜的含水量可能强烈增加并且呈现高达平衡水分的值(大约重量百分比3％)。膜的边缘区域中的升高的含水量强烈地减少其在该区域中的电阻。尽管含水量在膜中心再次下降，但是为了避免漏电流，光敏半导体层因此不能被敷设到膜或模块的边缘区域中。这减小面积覆盖并且因此减小模块的电流产量。

太阳能电池、尤其是例如基于CIS(铜铟(二)硒(Copper/Indium/(di)Selenit))或者铜铟镓硫硒(Copper/-Indium-/Gallium-/Sulphide-/Selenit)(CIGS)的薄层太阳能模块的光敏半导体层、或者被用作电导体的薄层(TCO，“transparent conductive oxide(透明导电氧化物)”)是易受化学腐蚀的。因此，封装材料必须尽可能在化学上是惰性的，并且不允许含有侵蚀性的化学添加剂、比如交联剂、交联助剂、或者引物。此外，应当避免水或酸痕的存在。

技术任务

因此，本发明的任务是提供一种含增塑剂的基于聚乙烯醇缩醛的膜，所述膜对光敏半导体层或者所使用的电导体具有小的腐蚀倾向。

技术方案

已经发现，基于聚乙烯醇缩醛的具有高碱滴度的膜对光敏半导体层或者所使用的电导体具有减小的腐蚀倾向。

在不纠缠于该理论的正确性的情况下，较小的腐蚀倾向可能归因于，PVB膜的与提高的碱滴度伴随而来的较高碱度被老化过程所释放的酸中和，所述酸在未被中和的情况下触发对酸敏感的半导体层的损坏。

发明内容

因此，本发明的主题是光伏模块，其包括层合板，所述层合板由下列项目构成：

a)透明的前部覆盖体；