專利名稱：太陽能電池模塊及工藝、建筑材料及安裝方法和發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含用填料密封在加固板上的光電器件的太陽能電池模塊及其制造工藝、使用該模塊的建筑材料、安裝建筑材料的方法，以及發(fā)電系統(tǒng)。
太陽能電池模塊在其背側(cè)使用加固板在本領(lǐng)域已公知。作為它的一個例子，下面簡要介紹圖8所示的具有鋁框材料的通用太陽能電池模塊。
圖8為常規(guī)太陽能電池模塊的透視圖。參考數(shù)字1代表太陽能電池模塊；2為光電器件；7為框架。圖9為沿圖8中的剖面9-9的放大剖面圖。
下面參考圖9介紹該例中的太陽能電池模塊1的組成。本例中的太陽能電池模塊1包括用透光樹脂3樹脂密封的光電器件2。透光樹脂3的作用相當(dāng)于填料，可密封光電器件并將器件固定到加固板上。在該例中，太陽能電池模塊1具有位于它的接收光側(cè)最外表面上的透光表面保護(hù)膜4，還具有作為加固板105的金屬加固板。透光樹脂3將它們粘合成疊層板。
太陽能電池模塊1的邊緣部分為鋁框7。借助該鋁框，太陽能電池模塊1可以固定到任何需要的位置處。本例的太陽能電池模塊1產(chǎn)生的電流通過用粘合劑9固定到加固板5上的輸出端引線盒8引出的電纜10輸出。
下面簡要介紹如何通過密封和固定制成太陽能電池模塊的一個例子。首先，制備以下的通過密封和固定光電器件制成太陽能電池模塊需要使用的構(gòu)成材料。
例如，將EVA樹脂(乙烯-乙酸乙烯共聚物)形成450μm厚的薄板，覆蓋在光電器件的表面和背面，同時也具有粘合在它的外表面上的其它構(gòu)成材料的功能，制備兩個薄板，用于表面和背面。此外，例如也可以制備50μm厚的氟樹脂膜作為表面保護(hù)膜。另外，例如也可以制備0.4mm厚的鍍鋅鋼板作為太陽能電池模塊背面的加固板。
在這里，可以制備例如由非晶硅形成的光電器件作為光電器件。該光電器件包括125μm厚的不銹鋼基板，在其上形成有非晶硅半導(dǎo)體層。
采用加熱進(jìn)行接觸粘接密封和固定這樣制備的構(gòu)成材料。

圖10為密封和固定夾具的一個例子的透視圖。圖11為對應(yīng)于圖10中的沿線11-11那部分的剖面圖，該圖顯示出將制備太陽能電池模塊的材料放置在夾具上的工藝過程。夾具18由鋁板制成，使用時將光電器件和構(gòu)成填料的材料放置在夾具18上。在由鋁制成的板中，為了使其具有夾具功能，沿其外邊緣形成槽19，以使槽環(huán)繞放置光電器件和填料的區(qū)域，由耐熱樹脂制成的O形環(huán)20安裝在槽中。就在O形環(huán)20的內(nèi)側(cè)，制備有形成真空的吸氣孔21，該孔連接到管22，管22進(jìn)一步連接到真空泵(未顯示)。管22還配備有閥26。
使用這種夾具，采用例如以下方式制備太陽能電池模塊。首先，用于脫膜23的聚四氯乙烯膜涂布在夾具的表面。這樣做是為了防止填料EVA樹脂被壓出粘接到夾具18上。接下來，將按以上介紹的方法制備的材料疊放在夾具上。具體地，0.4mm厚的鍍鋅鋼板作為加固板放置在最底的位置處，在該板上形成450μm厚的EVA樹脂作為填料，將非晶硅光電器件、類似的EVA樹脂以及50μm厚的氟樹脂膜作為最上層依次疊加形成疊層板24，然后將疊層板放置在脫膜聚四氯乙烯膜23上。在這里，可以使用尺寸大于EVA樹脂板的薄板作為氟樹脂膜。因此，由于在底部涂有脫膜聚四氯乙烯膜23，可以防止填料被壓出并粘接到其它材料的部件上。最后將有機硅橡膠25放置在這樣制備的疊層板上，因此材料就完全地疊放在夾具18上。
在這種條件下，啟動真空泵(未顯示)打開閥26，從而使有機硅橡膠25與O形環(huán)20緊密接觸，因此形成由有機硅橡膠25、O形環(huán)20和夾具18的鋁板限定的封閉空間。空間的內(nèi)部為真空狀態(tài)。因此，通過有機硅橡膠25，大氣壓均勻地將加固板、填料、光電器件、填料以及透光表面保護(hù)膜壓向夾具18。
將以上狀態(tài)的夾具18放入烘箱內(nèi)，同時真空泵繼續(xù)工作，即繼續(xù)保持真空狀態(tài)。烘箱內(nèi)的溫度保持在高于填料熔點的溫度。當(dāng)填料加熱到高于變軟的熔點溫度時，并且經(jīng)過填料完成化學(xué)變化顯示出充分的粘附力的時間后，從烘箱中取出保持在真空狀態(tài)的夾具。將其冷卻到室溫，然后關(guān)閉真空泵，除去有機硅橡膠25以脫離真空狀態(tài)。由此得到太陽能電池模塊。
以此方式可以得到太陽能電池模塊。然而也存在一個問題，當(dāng)疊加以上材料此后進(jìn)入真空狀態(tài)時，加固板、鍍鋅鋼板與填料EVA樹脂之間存在的空氣很難被真空泵完全吸干凈。
具體地，如圖12所示，填料、EVA樹脂(透光樹脂)3和加固板、鍍鋅鋼板105沒有按要求地緊密接觸，而是處于它們之間的某些部分存有殘存空氣27的狀態(tài)。在圖12中，參考數(shù)字4表示保護(hù)膜。當(dāng)例如填料EVA樹脂吸收了濕氣并且加固板表面很平坦時，經(jīng)常發(fā)生這種現(xiàn)象。一旦它們處于這種狀態(tài)，即使嘗試用真空泵吸取，也不能將那部分的空氣27吸收干凈，之后通過密封和固定的方法制備太陽能電池模塊。結(jié)果，在殘存空氣部分EVA樹脂和加固板不能緊密接觸。
與此同時，對大面積的太陽能電池模塊的商業(yè)要求日益增加。但當(dāng)制造大尺寸大面積的太陽能電池模塊時，以上問題就變得越來越嚴(yán)重。由于太陽能電池模塊的尺寸變大并且面積變大，因此太陽能電池模塊從中間到端部的距離變大，從而導(dǎo)致當(dāng)除去空氣時，阻力顯著增加。即使是沒有殘存氣體部分的太陽能電池模塊中，當(dāng)僅僅使尺寸變大以滿足商業(yè)要求時，也會發(fā)生該問題。
如果殘存氣體部分很大，那么它會極大地?fù)p壞外觀形象，因此得到的產(chǎn)品不能進(jìn)入市場。這就是生產(chǎn)率下降的原因，由此帶來制造成本增加的問題。
對于殘存氣體的部分很小并且存在于光電器件背面的情況，存在著裝運產(chǎn)品之前肉眼檢查不能發(fā)現(xiàn)這些部分的問題。肉眼檢查沒有發(fā)現(xiàn)它們意味著在初始階段外觀沒有問題。然而在長期使用太陽能電池模塊的過程中，這種小的殘存氣體部分中的空氣體積反復(fù)地增加和減少，由此它們會變成較大的殘存氣體部分。這時就會出現(xiàn)外觀問題。此外，在這種生長過程中，殘存氣體部分會固有地產(chǎn)生滲出濕氣或濕氣凝結(jié)在一起形成水分的現(xiàn)象。在這種情況下，水分會滲入光電器件，在一些情況下產(chǎn)生降低光電器件電性能的問題。
為解決以上討論的問題，本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中加固板帶有不平坦部分(凹凸形)，是由光電器件的至少一側(cè)的表面和至少部分表面上塑料變形形成，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料。
作為優(yōu)選實施例，本發(fā)明也提供一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中加固板至少在光電器件側(cè)的表面和至少部分該表面上有不平坦部分，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料；不平坦部分的每個凸出部分的寬度和相鄰的凸出部分之間的中心距離在0.1mm到50mm的范圍內(nèi)，每個凸出部分的高度在0.1mm到10mm的范圍內(nèi)。
作為另一優(yōu)選實施例，本發(fā)明還提供一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中加固板具有不平坦部分，在其中凸起和凹進(jìn)部分在光電器件側(cè)的表面和至少部分該表面上以線形排列，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料。
本發(fā)明還提供一種制造太陽能電池模塊的工藝，包括以下步驟在表面具有不平坦部分的加固板上疊加至少一個熱塑性樹脂板部件和光電器件；以及加熱熱塑性樹脂板部件、光電器件和加固板，同時除去加固板和熱塑性樹脂板部件之間的空間內(nèi)的空氣以及熱塑性樹脂板部件和光電器件之間的空間內(nèi)的空氣，使它們緊密接觸并相互固定。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的太陽能電池模塊中使用的加固板的一個例子。
圖3為本發(fā)明的太陽能電池模塊中使用的加固板的一個例子的局部放大剖面圖。
圖4為本發(fā)明的太陽能電池模塊的例1中使用的加固板的平面圖。
圖5為本發(fā)明的太陽能電池模塊的例2中使用的加固板的平面圖。
圖6為本發(fā)明的太陽能電池模塊的例3中使用的加固板的平面圖。
圖7為顯示構(gòu)成材料如何疊加以制成本發(fā)明例3的太陽能電池模塊的局部放大剖面圖。
圖8為常規(guī)太陽能電池模塊的透視圖。
圖9為常規(guī)太陽能電池模塊的剖面圖。
圖10為使用夾具用樹脂密封太陽能電池模塊的剖面圖。
圖11為顯示構(gòu)成材料如何疊加在夾具上以用樹脂密封太陽能電池模塊的剖面圖。
圖12為顯示在加固板和填料之間殘存空氣部分如何形成的剖面圖。
圖13A、13B和13C圖示出根據(jù)本發(fā)明的建筑材料的一個例子。
下面參考圖1介紹根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊的一個優(yōu)選實施例。根據(jù)本發(fā)明的太陽能電池模塊1包括用透光樹脂3樹脂密封的光電器件2。透光樹脂3的作用相當(dāng)于填料，可密封光電器件并將其固定到加固板5上。透光樹脂可以是熱塑性樹脂部件。在該例中，太陽能電池模塊1具有位于它的光接收側(cè)最外表面上的透光表面保護(hù)膜4，還具有背側(cè)上的加固板。通過透光樹脂(填料)3密封光電器件。
太陽能電池模塊1的邊緣部分為框架7。借助該框架，太陽能電池模塊1可以固定到任何需要的位置處。本例的太陽能電池模塊1產(chǎn)生的電流通過從輸出端引線盒8引出的電纜10輸出。輸出端引線盒8用粘合劑9固定到加固板5上。
加固板的表面具有不平坦部分。圖2顯示出不平坦部分的一個例子，在該例中多個凸出部分形成在加固板5的光電器件一側(cè)的表面上。在圖2中，數(shù)字11表示孔；12為粘接輸出端引線盒8的區(qū)域(輸出端引線盒粘接區(qū))。圖3為沿圖2中線3-3截取的局部放大剖面圖。在圖3中，字母a代表凸出部分的寬度；b為凸出部分的高度；c為相鄰的凸出部分之間的中心距離。例如可通過使塑料變形形成這種不平坦部分。例如，當(dāng)加固板由金屬制成時，可以通過壓模法形成這種形狀。當(dāng)它由塑料板制成時，可以使用具有不平坦部分的模具將塑料材料加工成這種形狀。
由于加固板表面具有不平坦部分，當(dāng)密封光電器件時，可防止填料3和加固板5緊密接觸時在其間形成殘存空氣部分的狀態(tài)。這是由于在加固板中存在不平坦的形狀，這使得加固板與填料板緊密接觸時很難形成殘存空氣部分，同樣也很容易沿凹凸的形狀清除空氣。因此，可以顯著提高制造太陽能電池模塊的成品率。此外，不存在由殘存空氣部分引起的光電器件電性能降低的可能性，因此可靠性顯著提高。
與加固板具有平滑表面的情況相比，表面具有不平坦部分的加固板與填料具有更大的接觸面積，從而粘附力更大。這使得填料與加固板剝離的可能性很小，因此提高了長期可靠性。
此外，由于加固板的背面也有不平坦部分，因此太陽能電池模塊室的背面表面積較大。這樣可改善太陽能電池模塊的散熱效率。特別是當(dāng)太陽能電池模塊按以后參考圖13C介紹的方式安裝并且流經(jīng)它的背面的空氣作為熱源時，這樣有利于模塊具有較高的散熱效率。
在加固板不平坦的情況中，每個凸出部分的寬度(圖3中的a)和相鄰的凸出部分之間的中心距離(圖3中的c)優(yōu)選0.1mm-50mm的范圍，最好1mm到10mm，每個凸出部分的高度(圖3中的b)優(yōu)選0.1mm-10mm的范圍，最好0.5mm到5mm。如果不平坦部分的這些值大于這些范圍，那么很難清除空氣。如果這些值小于這些范圍，那么太陽能電池模塊的散熱效率很低。
最后將按以上的介紹制備的太陽能電池模塊與輸出端引線盒8和輸出電流的電纜10安裝在一起。下面簡要介紹該步驟在加固板5中對應(yīng)于輸出端引線部分的位置預(yù)先形成圖2中所示的孔11。在密封時預(yù)先放置輸出端，從孔中露出。通過該孔可將光電器件2的輸出端部分焊接到電纜10以進(jìn)行電流的輸出。在這里采用輸出端引線盒8是為了保護(hù)輸出端引線部分并防水。使用例如有機硅型粘合劑9將輸出端引線盒8粘接到加固板5上。這樣粘接也同時保證加固板和輸出端引線盒8之間防水。加固板在輸出端引線盒的粘接區(qū)中也有不平坦部分，但有機硅型粘合劑9會消除不平坦部分并牢固地粘接輸出端引線盒8。
圖4為在輸出端引線盒的粘接區(qū)加固板沒有不平坦部分的一個例子。在圖4中，數(shù)字6表示不平坦部分；11為孔；12為輸出端引線盒的粘接區(qū)。這可在操作中帶來以下效果，并能提高太陽能電池模塊的電學(xué)可靠性。(1)不必消除不平坦部分就可粘接輸出端引線盒，因此它要粘接的部件可選自不同種類的材料。(2)即使通過例如拉連接到輸出端引線盒的電纜對輸出端引線盒施加剝離力，由于粘附的表面沒有不平坦部分，剝離的應(yīng)力決不會集中在凸出部分上，因此輸出端引線盒具有較高的剝離強度。
可以通過現(xiàn)有技術(shù)中的相同方法用填料將光電器件密封并固定到加固板上。從加固板上伸出的任何填料3和透光表面保護(hù)膜4最好切掉。
采用本制造方法可以很容易使用結(jié)構(gòu)簡單的大尺寸的制造設(shè)備。由于很容易使用大尺寸的制造設(shè)備，因此容易制造出大尺寸和大面積的太陽能電池模塊，從而可以滿足不同的要求。在這里，使用本發(fā)明的辦法可以解決從部件之間的空間中除去空氣時，并且當(dāng)制備大尺寸和大面積的太陽能電池模塊時同時發(fā)生的問題，下面分別介紹各構(gòu)成材料。
(加固板5)在本發(fā)明中對太陽能電池模塊的背面使用的加固板沒有特別的限制，只要至少光電器件一側(cè)的表面和至少部分該表面上有不平坦部分就行。然而對于加固板的形狀，最好為板形。至于材料，可以由包括碳纖維、FRP(玻璃纖維強化塑料)、陶瓷和玻璃的材料制成。特別優(yōu)選由金屬制成的板。
使用金屬制成的板有以下優(yōu)點(1)可以容易地形成不平坦部分。例如，可以使用具有所需不平坦部分的模具，通過模壓容易地形成不平坦部分。(2)由于板具有彈性，因此也可以得到固定到翹曲或彎曲部分的太陽能電池模塊。(3)彎曲或穿孔它的邊緣部分，通過彎曲或穿孔部分固定太陽能電池模塊。(4)可以將板彎曲形成太陽能電池一體型的建筑材料。
此時，金屬最好為具有良好的耐氣候性、良好的耐腐蝕性和良好的彎曲可塑性材料。例如，這種材料可以包括鍍鋅鋼板、用耐氣候性的物質(zhì)例如氟樹脂或氯乙烯進(jìn)一步涂覆鍍鋅鋼板得到的鋼板、以及不銹鋼板。
圖13A-13C圖示出加固板作為屋頂材料的一種形狀的例子。圖13A為屋頂材料的透視示意圖，該屋頂材料具有屋脊側(cè)嚙合部分31和屋檐側(cè)嚙合部分32，它們與其他屋頂材料交替重疊嚙合。圖13B為部分屋頂材料的透視示意圖，它的嚙合部分35插在固定在屋頂板33上的固定部件34中。圖13C為部分屋頂材料的透視示意圖，其可與相鄰的屋頂材料相嚙合的部分36通過頂梁37來嚙合。光電器件30形成在每個屋頂材料的光接收側(cè)。就圖13A所示的屋頂材料而論，通過重復(fù)以下操作安裝屋頂材料首先借助如金屬吊鉤固定部件將第一屋頂材料的屋檐側(cè)嚙合部分32固定到屋頂板33上，然后將類似的第二屋頂材料的屋檐側(cè)嚙合部分32搭接到它的屋脊側(cè)嚙合部分31，并通過金屬吊鉤將第二屋頂材料的屋檐側(cè)嚙合部分32固定到屋頂板33上。
(加固板上的不平坦部分6)本發(fā)明的太陽能電池模塊加固板上的不平坦部分沒有特別的限制。然而最好形成的不平坦部分延伸到加固板的邊緣。因此，這整個過程中決不關(guān)斷氣體通路，以便很難形成殘存氣體部分。
不平坦部分可以為圖2和3所示的形式。最好為圖5所示的形式，其中加固板14的不平坦部分為線形。在圖5中，參考數(shù)字11代表孔；12為輸出端引線盒粘接區(qū)。由于加固板具有凸出和凹進(jìn)部分排列成線形的不平坦部分，因此制造商可以隨意選定方向清除部件之間存在的空氣。例如，當(dāng)使用長方矩形加固板制備太陽能電池模塊時，可以沿短邊方向清除空氣，以便以較短的距離和較小的阻力清除。因此，這種設(shè)置成基本上平行于短邊方向的線形可以沿設(shè)置成線形的不平坦部分形成空氣的平行通路，所以可以改善空氣的清除。
設(shè)置成線形的不平坦部分也可以在統(tǒng)一的方向內(nèi)延伸，因此設(shè)置成線形的不平坦部分的作用相當(dāng)于加強肋，可改善彎曲剛性，使板免于彎向垂直于線形不平坦部分延伸的方向。并能整體上改善太陽能電池模塊的強度。因此，雖然常規(guī)的太陽能電池模塊在它的側(cè)邊部提供有框架材料以補充它的彎曲剛性，但在平行于線形不平坦部分延伸的方向內(nèi)沒有必要提供這種框架材料，這樣可降低成本。
圖6顯示出另一種不平坦部分的例子。在圖6所示的加固板15中，虛線指示出的區(qū)域17為放置光電器件的部分。在該區(qū)域沒有不平坦部分6，不平坦部分6形成在它外面的區(qū)域上。在圖6中，參考數(shù)字11表示孔；12為輸出端引線盒粘接區(qū)。
圖7為具有圖6所示的加固板的太陽能電池模塊剖面圖，其中它的構(gòu)件沒有密封。在圖7中，由纖維性材料形成的板形部件28延伸到光電器件2放置的區(qū)域和不平坦部分上，并且同時設(shè)置在加固板15和填料3之間。在圖7中，參考數(shù)字4代表保護(hù)膜；6為不平坦部分。
使用這種結(jié)構(gòu)，不平坦部分就不會影響光電器件。例如，即使使用沒有彈性的光電器件如單晶硅光電器件，當(dāng)受到大氣壓壓迫時，也不會產(chǎn)生器件斷裂的問題。此外，在具有彈性，例如形成在不銹鋼基片上的非晶硅光電器件的光電器件的情況下，器件也許會有加固板的不平坦部分反映到光電器件上的外觀，因此從設(shè)計的角度來看，一些觀察者會認(rèn)為它不理想，并且不喜歡它。然而，根據(jù)本實施例，不平坦部分的圖形根本不會出現(xiàn)，就設(shè)計的角度而言，可以得到漂亮的太陽能電池模塊。
另一方面，由于光電器件的背面沒有不平坦部分，這種結(jié)構(gòu)不容易清除空氣。然而，由纖維性材料形成的板形部件28使空氣的清除更容易些。板形部件28保持在加固板15和填料3之間，具有防止加固板15和填料3緊密接觸的功能，并且纖維性材料的孔隙可以作為清除空氣的通路。此外板形部件28最好沒有延伸到加固板15的邊緣。如果板形部件28延伸到了加固板15的邊緣，那么這些邊緣會作為滲水的通路，因此會破壞光電器件2的可靠性。在邊緣處沒有該板形部件28，那么加固板15的不平坦部分6可確保清除空氣。
(光電器件2)本發(fā)明的太陽能電池模塊中使用的光電器件沒有特別的限制。作為示例，光電器件可以包括晶體硅光電器件、多晶硅光電器件、微晶硅光電器件、非晶硅光電器件、銅-銦-硒化物光電器件和化合物半導(dǎo)體光電器件。優(yōu)選具有彈性的光電器件，最優(yōu)選形成在不銹鋼基片上的非晶硅光電器件。使用具有彈性的光電器件，當(dāng)將其放置在加固板的不平坦部分上并受到大氣壓的擠壓時，不會出現(xiàn)光電器件斷裂的問題。對于具有彈性的光電器件，可以使用形成在不銹鋼基片上的非晶硅光電器件，由于與例如膜作為基片的光電器件相比，這種器件具有剛性，在它和填料之間容易地形成孔隙，可以確保清除構(gòu)件之間空氣的通路，所以可以進(jìn)一步改善空氣的清除。
(填料3)填料3可以在例如溫度變化、潮濕和撞擊等的惡劣外部環(huán)境下保護(hù)光電器件，也可以確保表面膜和/或加固板與器件的粘接。它可以由包括聚烯烴樹脂的材料形成，例如乙烯/乙酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物(EEA)和丁縮醛樹脂、氨基甲酸乙酯(尿烷)樹脂以及硅氧烷樹脂。特別優(yōu)選EVA用于太陽能電池。EVA通常與有機過氧化物交聯(lián)。
為了確保光電器件2與加固板5之間的絕緣，可以在填料上疊加絕緣膜。用于此的材料包括尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯?？梢允褂猛ㄟ^預(yù)先將以上填料例如EVA或EEA層疊到絕緣膜的兩側(cè)得到的材料，由此簡化了在背面形成填料的步驟。
(纖維性材料形成的板形部件28)纖維性材料形成的板形部件形成在沒有不平坦部分的加固板上，以便清除空氣，這種纖維性材料形成的板形部件的例子有玻璃纖維無紡織物和玻璃纖維紡織物。優(yōu)選玻璃纖維無紡織物是因為可以較低成本地得到它，并且當(dāng)使用熱塑性樹脂作為填料時，很容易用這種熱塑性樹脂填充玻璃纖維之間的空間。
這種纖維性材料也可以形成在光電器件2和表面保護(hù)膜4之間。這樣可以提高抗劃傷性質(zhì)并且使用少量的樹脂就可以在外界環(huán)境中很好地保護(hù)光電器件。
(表面保護(hù)膜4)表面保護(hù)膜可確保太陽能電池模塊暴露在戶外期間的長期可靠性。它可由包括氟樹脂和丙烯酸樹脂的材料形成。特別優(yōu)選氟樹脂，是由于它的優(yōu)良的耐氣候性和耐蝕性。具體地說，可使用聚偏氟乙烯樹脂、聚氟乙烯樹脂和四氟乙烯-乙烯共聚物。就耐氣候性而言，聚偏氟乙烯樹脂比較有利，而從耐氣候性和機械強度以及透明度的角度來看，四氟乙烯-乙烯共聚物比較有利。要提高與填料的粘附性，最好在將與填料接觸的表面保護(hù)膜的表面上進(jìn)行電暈放電處理、等離子處理、臭氧處理、紫外線照射、電子束照射或火焰處理。
本發(fā)明的太陽能電池模塊和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)合使用形成發(fā)電系統(tǒng)。電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有能與常用電源共同工作的功能。
實例下面通過給出的例子介紹本發(fā)明。但本發(fā)明決不僅限于這些例子。
(例1)以圖4所示的輸出端引線盒的粘接區(qū)12沒有不平坦部分的加固板作為加固板，制備圖1所示的太陽能電池模塊。形成的不平坦部分的尺寸在圖3中為每個凸出部分的寬度a為7mm，高度b為1.5mm并且相鄰的凸出部分的中心距離c為7mm。使用具有對應(yīng)于加固板表面上不平坦部分的一對軋輥通過輥式壓制法形成不平坦部分。
此時，對于光電器件2，可以使用包括125μm厚的不銹鋼基片和形成于其上的非晶硅半導(dǎo)體層的非晶硅光電器件。對于填料3，將EVA樹脂(乙烯-乙酸乙烯共聚物)形成450μm厚的薄板，制備出兩個薄板，覆蓋在光電器件的表面和背面，對于透光表面保護(hù)膜4，可以使用50μm厚的氟樹脂膜。而加固板5為0.4mm厚的鍍鋅鋼板。
在不平坦部分6已形成于其上的加固板13(圖4)中，進(jìn)行壓模形成輸出端引線孔11時，使用壓模所用的模具再次形成具有光滑表面的輸出端引線盒粘接區(qū)12。因此可以使用0.5mm厚的雙面膠帶粘接輸出端引線盒。與優(yōu)選實施例的例子中使用的有機硅粘合劑相比，雙面膠帶不必花費時間干燥固化粘合劑。因此，由于例如太陽能電池模塊不需要干燥固化粘合劑的地方，所以制造工藝變得很方便。
除了使用以上的加固板之外，采用介紹的現(xiàn)有技術(shù)相同的方式制備太陽能電池模塊。在圖10和11所示的夾具表面上，放置脫膜聚四氯乙烯膜23。在該脫膜的表面，通過以下的依次疊加制備層疊體加固板5放置在最低位置處，其上放置有板形填料3、光電器件2、板形填料3和表面保護(hù)膜4。其上再放置有機硅橡膠25。在這種條件下，啟動真空泵(未顯示)開啟閥26，以使有機硅橡膠25與O形環(huán)20緊密接觸，由此形成由有機硅橡膠25、O形環(huán)20和鋁板夾具18形成的封閉空間。該空間為真空狀態(tài)。因此，大氣壓通過有機硅橡膠25均勻地將加固板、光電器件、填料和透光表面保護(hù)膜壓向夾具18。
由于使用的加固板具有不平坦部分，因此可以平穩(wěn)地清除空氣，并且氣泡不會留在加固板和填料之間。
將以上所述的夾具18放入烘箱中，同時真空泵繼續(xù)工作，即繼續(xù)保持真空狀態(tài)。烘箱內(nèi)的溫度保持在高于填料熔點的溫度。當(dāng)填料加熱到高于變軟的熔點，并且經(jīng)過填料完成化學(xué)變化顯示出充分的粘附力的時間后，從烘箱中取出保持在真空狀態(tài)的夾具。將其冷卻到室溫，然后關(guān)閉真空泵，除去有機硅橡膠25以脫離真空狀態(tài)。由此得到太陽能電池模塊。
(例2)除了加固板用帶有不平坦部分的加固板代替以外，用與例1相同的方式制備太陽能電池模塊，其中不平坦部分的凸出和凹進(jìn)部分排列成圖5所示的線形。形成排列成圖5所示線形的不平坦部分，以使朝向光電器件側(cè)的凸出部分的寬度為7mm，高度為2mm，間隔為10mm。此時，凸出部分16的作用相當(dāng)于加強肋，因此可提高垂直于不平坦部分16延伸的方向內(nèi)的彈性剛性，并能整體上改善太陽能電池模塊的強度。
(例3)除了加固板用具有圖6和7所示特征的加固板代替，并且在光電器件放置的區(qū)域17沒有形成不平坦部分，由纖維性材料形成的板形部件28形成在該區(qū)域以外，用與例1相同的方式制備太陽能電池模塊。對于由纖維性材料形成的板形部件28，可以使用由玻璃纖維形成的無紡織物。該無紡織物由線直徑為10μm的玻璃纖維形成，并且織物重量為20g/m2，厚度為100μm。這樣可防止構(gòu)件之間存有氣泡，并且可使完成的太陽能電池模塊具有理想的外觀。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)通過用填料密封光電器件并固定到加固板制備太陽能電池模塊時，在填料和加固板之間沒有形成殘存空氣部分。因此，不會產(chǎn)生外觀上的缺陷，從而提高了生產(chǎn)率。此外，不存在降低電性能的可能性，顯著提高可靠性，同時也提高了散熱效率。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中加固板帶有不平坦部分，是由該加固板的至少光電器件一側(cè)的表面和至少該表面上的一部分的塑料變形形成，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中填料包括由熱塑性樹脂形成的板形部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中不平坦部分的凸出和凹進(jìn)部分排列成線形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中光電器件具有彈性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的太陽能電池模塊，其中具有彈性的光電器件為形成在不銹鋼基板上的非晶硅光電器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中至少部分不平坦部分延伸到加固板的邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中在加固板非光線入射側(cè)至少在對應(yīng)于粘接輸出端引出盒的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中加固板在放置光電器件的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的太陽能電池模塊，其中將由纖維性材料形成的板形部件與沒有不平坦部分的加固板區(qū)域接觸，并與帶有不平坦部分的加固板區(qū)域重疊。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊，其中還包括形成在加固板和光電器件之間的絕緣部件。
11.一種制造太陽能電池模塊的工藝，包括步驟在表面有不平坦部分的加固板上疊加至少一個熱塑性樹脂板部件和光電器件；以及加熱熱塑性樹脂板部件、光電器件和加固板，同時除去加固板和熱塑性樹脂板部件之間的空間內(nèi)的空氣以及熱塑性樹脂板部件和光電器件之間的空間內(nèi)的空氣，使它們緊密接觸并相互固定。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中不平坦部分的凸出和凹進(jìn)部分排列成線形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中光電器件具有彈性。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的工藝，其中具有彈性的光電器件為形成在不銹鋼基板上的非晶硅光電器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中至少部分不平坦部分延伸到加固板的邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中在加固板非光線入射側(cè)至少在對應(yīng)于粘接輸出端引出盒的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中加固板在放置光電器件的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的工藝，其中將由纖維性材料形成的板形部件與沒有不平坦部分的加固板區(qū)域緊密接觸，并與帶有不平坦部分的加固板區(qū)域重疊。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的工藝，其中在使用沖孔的模具平滑對應(yīng)于要粘接輸出端引線盒的區(qū)域期間，借助壓模機對加固板沖孔形成引出輸出端的孔。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的工藝，其中絕緣部件還疊加在加固板和光電器件之間。
21.一種建筑材料，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中至少加固板的光電器件一側(cè)的表面和至少部分該表面上帶有不平坦部分，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料。
22.一種安裝建筑材料的方法，包括借助固定部件將權(quán)利要求21的建筑材料固定到屋頂板上，并使建筑材料相互鄰近。
23.一種制備建筑材料的工藝，包括以下步驟至少將熱塑性樹脂板部件和光電器件疊加在表面有不平坦部分的加固板上；以及加熱熱塑性樹脂板部件、光電器件和加固板，同時將加固板和熱塑性樹脂板部件之間的空間與熱塑性樹脂板部件和光電器件之間的空間中的空氣除去，使它們緊密接觸并相互固定。
24.一種發(fā)電系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能電池模塊和連接到太陽能電池模塊的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
25.一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中在至少光電器件一側(cè)的表面和至少部分該表面上，加固板帶有不平坦部分，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料；不平坦部分的每個凸出部分的寬度和相鄰的凸出部分之間的中心距離在0.1mm到50mm的范圍內(nèi)，每個凸出部分的高度在0.1mm到10mm的范圍內(nèi)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中填料包括由熱塑性樹脂形成的板形部件。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中不平坦部分的凸出和凹進(jìn)部分排列成線形。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中光電器件具有彈性。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的太陽能電池模塊，其中具有彈性的光電器件為形成在不銹鋼基板上的非晶硅光電器件。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中至少部分不平坦部分延伸到加固板的邊緣。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中在加固板非光線入射側(cè)至少在對應(yīng)于粘接輸出端引出盒的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中在放置光電器件的區(qū)域加固板沒有不平坦部分。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的太陽能電池模塊，其中由纖維性材料形成的板形部件與沒有不平坦部分的加固板區(qū)域緊密接觸，并與帶有不平坦部分的加固板區(qū)域重疊。
34.根據(jù)權(quán)利要求25的太陽能電池模塊，其中還包括位于加固板和所述光電器件之間的絕緣部件。
35.一種太陽能電池模塊，包括用填料密封在加固板上的光電器件，其中在至少光電器件一側(cè)的表面和至少部分該表面上，加固板帶有凸出和凹進(jìn)部分排列成線形的不平坦部分，不平坦部分和光電器件限定的空間填充有填料。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中填料包括由熱塑性樹脂形成的板形部件。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中光電器件具有彈性。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的太陽能電池模塊，其中具有彈性的光電器件為形成在不銹鋼基板上的非晶硅光電器件。
39.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中至少部分不平坦部分延伸到加固板的邊緣。
40.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中在加固板非光線入射側(cè)至少在對應(yīng)于粘接輸出端引出盒的區(qū)域內(nèi)沒有不平坦部分。
41.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中在放置光電器件的區(qū)域加固板沒有不平坦部分。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的太陽能電池模塊，其中由纖維性材料形成的板形部件與沒有不平坦部分的加固板區(qū)域緊密接觸，并與帶有不平坦部分的加固板區(qū)域重疊。
43.根據(jù)權(quán)利要求35的太陽能電池模塊，其中還包括位于加固板和所述光電器件之間的絕緣部件。
全文摘要
太陽能電池模塊,其中加固板帶有不平坦部分,它和光電器件限定的空間填充有填料。制造太陽能電池模塊的工藝:在表面不平坦的加固板上疊加至少一個熱塑性樹脂板部件和光電器件,加熱熱塑性樹脂板部件、光電器件和加固板,同時除去加固板和熱塑性樹脂板部件之間以及熱塑性樹脂板部件和光電器件之間的空氣,使它們緊密接觸相互固定,由此得到的太陽能電池模塊在填料和加固板之間沒有形成殘存空氣部分。
文檔編號H01L31/048GK1202740SQ98107858
公開日1998年12月23日 申請日期1998年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月7日
發(fā)明者森昌宏, 高林明治, 三村敏彥, 高田健司, 小林綾子 申請人:佳能株式會社