[发明专利]具有防火性的太阳能电池板

说明书

发明领域

本发明涉及光生伏打体系的领域，并涉及防火太阳能组件。

现有技术

光生伏打体系是使用太阳能组件—也称为光生伏打组件—以将一部分太阳辐射转化成电能的太阳能动力体系。该组件包含串联或并联连接的太阳能电池，其中太阳能电池—也称为光电池—为实现由辐射能向电能的转化的电组件。太阳能组件以挠性或刚性形式存在；刚性太阳能组件通常基于安装在铝框架上且被玻璃板覆盖的硅基太阳能电池。光生伏打体系使用单独或者电连接组的太阳能组件。

太阳能组件通常如下构造：(a)在面朝太阳的一面上的玻璃窗格，其尤其用于保护以防冰雹和污染；此处通常使用称为钢化玻璃的材料；(b)太阳能电池嵌入其中的透明塑料层；(c)通过焊条相互电连接的单晶或多晶太阳能电池；(d)使用耐侯性塑料复合膜层压在反面上的材料；(e)涉及续流二极管或旁路二极管和接线端子的接线盒；(f)用于在运输、处理和安装期间保护玻璃窗格以及用于安全目的并提供给复合物刚性的铝型材框架。

术语平板玻璃通常用于窗格形式的玻璃—不管所用生产方法。平板玻璃例如用于汽车领域中，用于温室、窗户、镜子、显示屏和计算机显示器以及用于电视机和智能电话，并且还广泛用于光生伏打体系中。目前使用的多数平板玻璃为通过浮法工艺生产的浮法玻璃。

由于防火安全原因，太阳能组件在距离位于下面的屋瓦的一定距离处附着于屋顶上。然而，存在由于过电压导致的短路导致整个屋顶被火破坏的情况。

发明详述

本发明的目的在于提供防火太阳能组件。

本发明首先提供包含以下构件的防火太阳能组件：

●在上面的玻璃窗格(1)，

●在下面的具有电连接太阳能电池嵌入其中的透明密封剂(2)，

●在下面的防火组件(3)，条件是防火组件(3)为由平板玻璃构造且具有一层或多层由碱金属硅酸盐凝胶构造的中间层的层状玻璃体系。

表述太阳能组件的“上面”根据常规用途定义为在正确安装太阳能组件以后在白天面朝太阳的太阳能组件的那一面。相应地，太阳能组件的下面—也称为反面为与上面相对的面。

就本发明而言，碱金属硅酸盐凝胶为包含一种或多种碱金属硅酸盐和水且本身具有至少10000mPas的粘度(用布鲁克菲尔德粘度计测量)的组合物。

在一个实施方案中，本发明太阳能组件还包含使用耐侯性塑料复合膜层压在反面上的材料。

在一个实施方案中，本发明太阳能组件为无框架的。

在一个实施方案中，本发明太阳能组件的总重量为小于15kg/m²。

玻璃窗格(1)

玻璃窗格(1)本身可以为任何所需玻璃。优选使用透明玻璃，特别是浮法玻璃。非常特别优选具有低铁含量的透明钠钙浮法玻璃。玻璃窗格(1)的一个实施方案为从下面用碱金属硅酸盐涂覆的。

密封剂(2)

密封剂定义为其中相互电连接的太阳能电池嵌入其中的封装材料。密封剂选自透明材料。密封剂包含的材料优选为塑料，特别是挠性塑料。

防火组件(3)

上述条件要求防火组件(3)为由平板玻璃(G)构造且具有一层或多层由碱金属硅酸盐凝胶构造的中间层(Z)的层状玻璃体系。防火组件的最简单的实施方案因此包含排列G-Z-G。然而，也可使用多个中间层，实例为具有排列G-Z-G-Z-G或G-Z-G-Z-G-Z-G的实施方案。

优选防火组件(3)为具有由碱金属硅酸盐凝胶构造的单一中间层的平板玻璃。此处，平板玻璃特别是浮法玻璃。

在一个优选实施方案中，防火组件(3)的层状玻璃体系的厚度为小于3mm，特别是0.8-2mm。

在另一优选实施方案中，包含在防火组件(3)中的碱金属硅酸盐凝胶的碱金属硅酸盐含量为50-80重量％。

优选包含在防火组件(3)的碱金属硅酸盐凝胶中的碱金属硅酸盐选自硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾。

在一个实施方案中，包含在防火组件(3)中的碱金属硅酸盐的SiO₂:Alk₂O摩尔比(Alk＝碱金属)为2-10。此处特别优选摩尔比SiO₂:Alk₂O为3-6的硅酸钠和/或硅酸钾。

在本发明太阳能组件的一个实施方案中，在面朝层状玻璃体系的直接邻接中间碱金属硅酸盐层的一面上制作层状玻璃体系以前，将防火组件(3)的层状玻璃体系的至少一个玻璃元件以10-150nm的层厚用碱金属硅酸盐处理。该涂覆的优选方法为专利申请WO2012/037589A2中的实施例2所述的。