Способ изготовления фотоэлектрического модуля

 

Изобретение относится к автономным источникам электропитания, использующим энергию солнца. Сущность изобретения: наносят пленки сополимера этилена с винилацетатом и наружные покрытия на лицевую и тыльную поверхности фотоэлемента, причем перед нанесением полимерную пленку подвергают обработке пучком ускоренных электродов с энергией 0,5 - 1,5 МэВ до достижения содержания гель-фракции 10-50%, а затем собранный модуль подвергают ваккумированию и термообработке при температуре не ниже 130^oC в течение не менее 3 мин.

Изобретение относится к автономным источникам электропитания, использующим энергию солнца.

В известных способах изготовления фотоэлектрических модулей в качестве полимера-заполнителя (адгезива), соединяющего лицевое и тыльное защитные покрытия с соответствующими поверхностями фотоэлементов (солнечных элементов, фотопреобразователей) широкое применение нашли кремнийорганические эластомеры холодного отверждения (Пат. США N 4170507, 4104083). Существенным недостатком этого способа является длительность процесса формирования модуля и, следовательно, низкая производительность.

Более технологичным является применение термопластичных адгезивов типа высокопластифицированного поливинилбутираля (ПВБ) (Пат. США N 3957337).

Необходимо, однако, отметить, что под действием света, повышенной температуры, влажности и кислорода воздуха пленка ПВБ постепенно желтеет, причем этот процесс катализируется ионами серебра, мигрирующими с поверхности контактной системы фотоэлементов. ("Discoloration of Polyvinilbutyral in cells exposed to real and simulated solar environments",A.Kimand A.Shumka, Solar cells, 12 (1984), 345-352).

Значительно лучшими эксплуатационными свойствами обладают фотоэлектрические модули, изготовленные с применением в качестве заполнителя клеющей пленки на основе сополимера этилена с винилацетатом ("Encapsulant Degradation in photovoltaic Moduls" K.J.Lewis and C.A.Megerle "Polym. Sol Energy Util Symp. 183 rd Meet. Amer. Chem. Soc. Las Vegas, Nev. March 28 - Apr. 2, 1982" Washington, D.C. 1983).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления слоистой конструкции, в соответствии с которым на тыльной и лицевой поверхности солнечных элементов располагаются слои сополимера этилена с винилацетатом, содержащие по крайней мере один перекисный инициатор поперечной сшивки (сшивающий агент) и по меньшей мере один кремнийорганический мономерный праймер, улучшающий адгезию указанного сополимера к поверхностям СЭ, а также к лицевому и тыльному покрытиям (Пат. США N 4499658 кл. H 01 L 31/18; 21/56; C 09 J 5/06).

Способ изготовления слоистого модуля СЭ, описанный в патенте-прототипе, предусматривает постепенное нагревание сборки до температуры 140-160^oC, выдержку при этой температуре в течение времени, достаточного для разложения перекисного сшивающего агента и достижения необходимой степени сшивки (не менее 30 мин) и постепенное охлаждение при непрерывном вакуумировании сборки.

Необходимо отметить, что присутствие в клеющей пленке перекисного сшивающего агента ужесточает требования к технологическому режиму изготовления модулей (сужает температурный интервал и увеличивает время ламинирования).

Перекисная сшивка неизбежно влечет за собой интенсивное газовыделение в клеющем слое и, следовательно, во избежание появления дефектов в виде пузырей и отслоений, предполагает применение вакуумирования (давления) сборки как на стадии сшивки, так и в процессе охлаждения готового изделия.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение стойкости к появлению отслоений и сокращение технологического цикла за счет исключения газовыделения в процессе изготовления модуля, что приводит к упрощению технологии и увеличению производительности процесса.

Технический результат достигается тем, что на лицевую и тыльную поверхности СЭ помещают слои клеющей пленки из сополимера этилена с винилацетатом, предварительно обработанных пучком ускоренных электронов, с содержанием гель-фракции 10-50% т.е. с предварительно сформированной трехмерной структурой.

Применение клеющей пленки, предварительно обработанной ускоренными электронами, позволяет осуществить быстрый нагрев и исключить газовыделение в процессе ламинирования. Вакуумирование и термообработка при температуре 130-170^oC проводится в течение 3-30 мин в зависимости от массы сборки, после чего охлаждение готового слоистого модуля можно проводить как при вакуумировании, так и атмосферном давлении и комнатной температуре. Таким образом, суммарная длительность процесса изготовления слоистого модуля сокращается в 7-10 раз. Адгезионная прочность соединения слоев клеющей пленки с поверхностями СЭ и защитных покрытий достигает 3 кг/см.

Пример изготовления.

Для изготовления слоистого фотоэлектрического модуля заявляемым способом клеющую пленку на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащую УФ- и термостабилизаторы, подвергают воздействию потока ускоренных электронов с энергией 1,3 Мэв дозой 20-30 Мрад, причем содержание гель-фракции в пленке достигает 25-30% Фотоэлементы размещают между двумя или более слоями клеющей пленки и лицевым и тыльным наружными покрытиями, выполненными из стекла или полимерных материалов.

Сборка помещается в термо-вакуумную установку, вакуумируется и выдерживается при температуре 150^oC в течение 4 мин, после чего извлекается из установки и охлаждается на воздухе.

Формула изобретения

Способ изготовления фотоэлектрического модуля, включающий нанесение пленок сополимера этилена с винилацетатом и наружных защитных покрытий на лицевую и тыльную поверхности фотоэлементов, вакуумирование и термообработку с последующим охлаждением, отличающийся тем, что полимерную пленку перед нанесением подвергают обработке пучком ускоренных электронов с энергией 0,5 - 1,5 МэВ до достижения содержания гель-фракции 10 50% а термообработку проводят при температуре не ниже 130^oС в течение не менее 3 мин.

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.04.2010

Дата публикации: 10.12.2011

---