[发明专利]用于太阳能电池板部件的导热材料

说明书

本申请是2008年12月3日提交的美国非临时申请第12/327,246号和2008年4月14日提交的美国临时申请第61/044618号的部分接续案并要求它们的权益，所述临时申请的全文以引用的方式明确结合到本文中来。

本发明是在能源部颁发的与国家可再生能源实验室的主要合同下的合作协议DE-FC36-07G017049号下，由美国政府支持完成。该政府对本发明具有一定权利。

技术领域

本发明涉及较高导热性材料在太阳能电池板和太阳能模块中改善效率、增大功率输出和/或降低操作温度的用途。

背景技术

常规的光伏集电极或太阳能装置典型包括布置在玻璃基板和后部电学绝缘材料之间的多个太阳能电池。使用密封剂将玻璃基板、太阳能电池和后部电学绝缘材料粘合在一起。常规的太阳能装置利用未填充的密封剂来层压成型。

通常，操作温度每另外增加1摄氏度，太阳能装置功率损失约0.4％～约0.5％。典型地，太阳能装置完全置于直接日晒下，因而由于太阳能辐射的低效转化和吸收而在高于其周围温度的温度下操作。不利的是，太阳能装置这些操作温度的增加会显著降低电功率输出。

需要并希望这样的太阳能装置：它们通过将温度和/或热透过后部或底部材料传导和/或消散出去来降低太阳能装置的操作温度，从而以较大的功率输出和/或较高的效率操作。

发明内容

本发明的一个方面是在太阳能电池板和太阳能模块中使用较高导热性的材料和/或包装，以通过透过和/或穿过后部或底部的材料和/或层将热量传递到周围环境来增大功率输出、改善效率和/或降低操作温度。需要在太阳能电池板中使用的密封剂和/或后板具有比常规材料高的导热率，同时保持足够的介电性质以便可靠操作。

本发明的这些和其它方面至少部分地用包含密封剂聚合材料和密封剂填充剂材料的光伏或半导体密封剂实现，其中所述密封剂具有约至少0.26瓦特/米·开的导热率和在60赫兹下测量的约至少2.0的介电常数。

本发明还包括具有后板聚合材料和后板填充剂材料的光伏或半导体后板，其中所述后板具有在60赫兹下测量的约至少2.0的介电常数和比纯净形式的后板聚合材料高的导热率。

本发明进一步包括一种太阳能电池板，其具有前层和至少一个光伏电池，所述至少一个光伏电池具有相对于其前侧布置的前层；密封剂，其接触所述至少一个光伏电池的后侧的至少一部分并至少部分布置在所述至少一个光伏电池和后板之间。所述密封剂包括第一聚合材料和第一导热填充剂材料，因此密封剂具有约至少0.26瓦特/米·开的导热率和在约60赫兹下测量的约至少2.0的介电常数。

本发明进一步包括用于制造太阳能电池板的方法，其包括以下步骤：提供前层，在所述前层的至少一部分之上放置第一个密封剂材料板，在所述第一个密封剂材料板之上放置至少一个光伏电池，在所述至少一个光伏电池之上放置第二个密封剂材料板。所述第二个密封剂材料板包含第一聚合材料和第一填充剂材料且所述第二个密封剂材料板具有约至少0.26瓦特/米·开的导热率和在约60赫兹下测量的约至少2.0的介电常数。

所述方法还包括在所述第二个密封剂材料板之上放置后板的步骤。所述后板包含第二聚合材料和第二填充剂材料，所述后板具有约至少2.0的介电常数和比纯净形式的第二聚合材料高的导热率。所述方法还包括层压太阳能电池板足够的时间和足够的温度以使第一个板和/或第二个板充分交联的步骤。

根据一个实施方案，本发明包括光伏或半导体密封剂。所述密封剂包含聚合材料和具有增大的粒度分布、增亮剂、红外消熄剂和/或等等的填充剂材料。

根据一个实施方案，本发明包括光伏或半导体后板。所述后板包含聚合材料和具有增大的粒度分布、增亮剂、红外消熄剂和/或等等的填充剂材料。

根据一个实施方案，本发明包括用于将光转化为电的太阳能模块。所述模块包括透明前板、布置在所述透明前板之下的一个或多个光伏电池、布置在所述一个或多个光伏电池之下的后板和布置在所述一个或多个光伏电池的后侧的至少一部分和后板之间的密封剂。所述后板和/或所述密封剂的一种或两种包括增大的粒度分布、增亮剂、红外消熄剂和/或等等。