Модуль фотоэлектрический

Изобретение относится к устройствам автономных источников электропитания, использующих энергию солнца. Сущность: в фотоэлектрическом модуле, состоящем по крайней мере из одного фотоэлемента, размещенного между слоями полимерного заполнителя, нижний слой которого прилегает к подложке, в качестве заполнителя использована пленка из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана и ди- или полифункционального изоцианата. Верхний слой полимерного заполнителя может выполнять функцию защитного покрытия. Технический результат изобретения: повышение свето-, термо- и морозостойкости фотоэлектрического модуля с увеличением стабильности его выходных электрических параметров при длительной эксплуатации в более широком интервале температур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам автономных источников электропитания, использующих энергию солнца, в частности к фотоэлектрическим модулям.

Известны конструкции фотоэлектрических модулей, в которых в качестве материала - заполнителя, соединяющего поверхность фотопреобразователей с лицевым и тыльным защитными покрытиями, применяются эластомеры холодного отверждения на основе низкомолекулярных силоксановых каучуков (пат. США №417507, 1979 г., МПК F 24 J 31/02). Существенным недостатком применения таких материалов является длительность процесса формирования модуля и низкая адгезия холодного вулканизата к элементам конструкции.

Более технологичными являются конструкции с применением термопластичных полимеров, например пленок из высокопластифицированного поливинилбутираля (пат. США №3957337, 1976 г., МПК F 04 В 17/00). Однако под действием света пленка поливинилбутираля существенно желтеет, причем этот процесс катализируется ионами металлов, мигрирующими с элементов контактной системы фотопреобразователей.

Наиболее широко распространенными в настоящее время являются конструкции фотоэлектрических модулей, в которых в качестве заполнителя используют пленку на основе сополимера этилена с винилацетатом при содержании винилацетата 28-33 мас.% (патенты США №№6667434, 2004 г., МПК H 01 L 31/18; 6660556, 2003 г, МПК H 01 L 31/18).

Известен патент США на изобретение №4499658, 1983 г., МКИ H 01 L 31/18, в котором в качестве заполнителя применяют пленку, изготовленную на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащую перекисный инициатор поперечной сшивки, кремнийорганический праймер для улучшения адгезии, а также стабилизирующую систему, включающую УФ-абсорбер, свето- и термостабилизатор (антиоксидант). Этот материал способен к образованию поперечно-сшитой структуры в процессе формирования фотоэлектрического модуля с обеспечением теплостойкости конструкции до 90°С.

Существенным недостатком заполнителей такого типа, обусловленным его составом, является повышенное газовыделение в процессе формирования модуля за счет активного разложения сшивающего агента перекисного типа. Это, в свою очередь, требует усложнения как конструкции самого устройства в части применения дополнительных дренажных материалов (например, нетканых материалов на основе стеклянных волокон), так и усложнения технологического режима производства ("Encapsulants for solar cells", www.etimex.de). Кроме того, присутствие свободно-радикальных продуктов распада перекиси провоцирует непродуктивный расход стабилизаторов (в частности, термостабилизатора), а также образование УФ-возбудимых хромофорных групп, приводящих к потемнению полимерного слоя в процессе эксплуатации модуля (Encapsulation of PV modules using ethylene vinyl acetate copolymer as a pottant: A critical review, A.W.Czanderna, F.J.Pem, Solar Energy Materials and Solar Cells, 43, 1996, 101-181).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модуль фотоэлектрический, защищенный патентом РФ №2069920, 1996 г., МПК Н 01 L 31/04, в котором в качестве материала-заполнителя используют пленку на основе сополимера этилена с винилацетатом с заранее сформированной трехмерной структурой и содержанием гель-фракции 10-50 мас.% (до 65 мас.% при испытаниях по методике NREL, в которой используется тетрагидрофуран в качестве растворителя). Применение указанного изобретения позволяет снизить газовыделение в процессе формирования модуля и повысить его стойкость к расслаиванию в процессе эксплуатации.

Существенный недостаток конструкции модуля-прототипа, также как и других аналогов, - нестабильность оптических характеристик материала-заполнителя, что приводит к снижению выходной мощности модуля в процессе длительной эксплуатации, а также ограниченный диапазон рабочих температур (минус 40°С - плюс 90°С).

Задача предлагаемого изобретения - повышение свето-, термо- и морозостойкости фотоэлектрического модуля с увеличением стабильности его выходных электрических параметров при длительной эксплуатации в более широком интервале температур.

Вышеуказанный результат достигается тем, что предложена конструкция фотоэлектрического модуля, в которой в качестве материала-заполнителя использована пленка, изготовленная из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана с ди- или полифункциональным изоцианатом. Силиконовый эластомер обладает высокой оптической прозрачностью в рабочем для фотопреобразователей диапазоне солнечного спектра (спектральный коэффициент светопропускания в видимой области не менее 90%) и не требует дополнительной поперечной сшивки и стабилизации. Образование "трехмерной" структуры сополимера происходит за счет микросегрегации жестких блоков, выполняющих функции "узлов" трехмерной структуры при охлаждении расплава.

Сочетание оптических, адгезионных и механических характеристик термопластичного силиконового эластомера с высокой абразивостойкостью и низкими значениями поверхностной энергии позволяет в ряде случаев применять этот блоксополимер не только как заполнитель в фотоэлектрическом модуле, но и в качестве защитного материала (без дополнительного наружного покрытия).

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1 и 2. Фотоэлектрический модуль состоит из одного или более фотоэлементов 1, размещенных между верхним и нижним слоями заполнителя из термопластичного силиконового эластомера, полученного на основе альфа, омега-аминосилоксана и диизоцианата 2. Нижний слой эластомера заполняет пространство между тыльной поверхностью фотоэлементов и подложкой 3. Верхний слой силиконового эластомера прилегает к лицевому защитному покрытию 4 фиг.1, либо сам выполняет его функцию (фиг.2),

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Фотоэлектрический модуль содержит скоммутированные фотоэлементы, подложку (тыльное защитное покрытие) из фторсодержащего полимера, лицевое защитное покрытие из стекла или оптически прозрачного полимера и слои пленки из силиконового эластомера на основе альфа, омега-аминосилоксана с длиной силоксановой цепи 50 звеньев и 1,3-диизоцианатометилциклогексана. Температурный диапазон эксплуатации модуля, выполненного по п.1, минус 60 - плюс 110°С.

Пример 2. Фотоэлектрический модуль состоит из скомммутированных фотоэлементов, тыльного покрытия (подложки) из полиэтилентерефталата и слоев силиконовой эластомерной пленки на основе блоксополимера альфа, омега-аминосилоксана с длиной силоксановой цепи 40 звеньев и 4,4-метилен-бис-циклогексилдиизоцианата, верхний из которых является одновременно и лицевым защитным покрытием. Работоспособность модуля в этом случае обеспечивается в температурных пределах от минус 60 до плюс 120°С.

Таким образом, температурный диапазон длительной эксплуатации без снижения оптических параметров заполнителя в предлагаемой конструкции фотоэлектрического модуля расширяется на 40-50°С по сравнению с известными конструкциями (минус 40 плюс 90°С).

1. Модуль фотоэлектрический, содержащий не менее одного фотоэлемента, размещенного между слоями полимерного заполнителя, нижний слой которого прилегает к подложке, отличающийся тем, что в качестве заполнителя использована пленка, изготовленная из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана и ди- или полифункционального изоцианата, верхний слой которой выполняет функцию защитного покрытия.

2. Модуль фотоэлектрический по п.1, отличающийся тем, что на верхний слой заполнителя нанесено дополнительное защитное покрытие.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к солнечным батареям на основе прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), а именно к охлаждаемому модулю, входящему в их состав.

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фотоэнергетике, и может быть использовано в энергосистемах с большим сроком активного существования. .

Изобретение относится к прямому преобразованию излучения Солнца в электрическую энергию и может быть использовано в фотоэлектрических модулях, эксплуатируемых в наземных условиях.

Изобретение относится к применению пластикового композита, содержащего материал-носитель, выбранный из группы полиэтилентерефталата (PET), полиэтиленнафтената (PEN) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), а также слои полиамида-12, граничащие с материалом-носителем по обеим сторонам, для получения фотоэлектрических модулей

Изобретение относится к применению полиамида в качестве герметизирующего материала для изготовления фотоэлектрических модулей
Изобретение относится к фотоэлектрическому модулю, содержащему ламинат из a) прозрачного переднего покрытия, b) одного или нескольких фоточувствительных полупроводниковых слоев, c) по меньшей мере одной содержащей пластификатор пленки на основе поливинилацеталя с содержанием поливинилового спирта более 12 вес.% и d) заднего покрытия

Изобретение относится к области электронно-оптической и полупроводниковой техники и может быть использовано при изготовлении оптико-электронных наблюдательных и регистрирующих приборов, предназначенных для эксплуатации в условиях естественных освещенностей (от сумерек до глубокой ночи)

Изобретение относится к изготовлению модулей солнечных элементов, а также к соответствующим модулям солнечных элементов. Предложено применение а) по меньшей мере одного полиалкил(мет)-акрилата и b) по меньшей мере одного соединения формулы (I), в которой остатки R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкил или циклоалкил с 1-20 атомами углерода, для изготовления модулей солнечных элементов, прежде всего для изготовления световых концентраторов модулей солнечных элементов. Заявлен также модуль солнечных элементов и вариант модуля. Технический результат - температура эксплуатации модуля солнечных элементов составляет 80°C и выше, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 400 до 500 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 90%, полное светопропускание формовочных масс в диапазоне волн от 500 до 1000 нм предпочтительно составляет по меньшей мере 80%. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гелеотехнике. Тонкопленочный фотоэлектрический модуль содержит основную подложку; тонкопленочное фотоэлектрическое устройство, размещенное в контакте с основной подложкой, при этом указанное фотоэлектрическое устройство содержит токопроводящую шину, при этом указанная токопроводящая шина выступает от поверхности указанного устройства; полимерный слой, размещенный в контакте с указанным фотоэлектрическим устройством; защитную подложку, размещенную в контакте с указанным полимерным слоем; при этом указанная защитная подложка профилирована, так чтобы обеспечить выемку, расположенную напротив указанной токопроводящей шины; а указанный полимерный слой находится между указанным фотоэлектрическим устройством и указанной защитной подложкой, причем указанная токопроводящая шина выступает на 0,0254-0,508 мм от указанной поверхности указанного устройства, а указанная выемка имеет глубину выступа указанной токопроводящей шины плюс или минус 0-20%. Также согласно изобретению предложены способ изготовления тонкопленочных фотоэлектрических модулей и еще один тонкопленочный фотоэлектрический модуль, изготовленный способом, содержащим определенные этапы. Изобретение обеспечивает возможность создания простых в изготовлении и стабильных фотоэлектрических модулей. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Для производства вакуумных элементов, которые необязательно содержат фитинги в форме по меньшей мере одного солнечного модуля (фотогальванического элемента) и/или солнечного коллектора или дисплейного элемента, отрицательное давление образуется в пространстве между двумя плоскими компонентами, в частности пропускающими свет, или прозрачными пластинами, такими как стеклянные панели, которые связаны вместе через полосу, выполненную из герметизирующего материала, так, что конструкция, которая состоит из первого компонента, предусмотренного с полосой и расположенного на расстоянии от нее, но параллельно второму компоненту, расположенному в ней, вводится в вакуумную камеру и сдавливается в вакууме. В этом случае увеличенная температура также необязательно может быть применена для наслоения пленок, предусмотренных между компонентами, на компоненты и необязательно присутствующие фитинги. Предложенный способ изготовления вакуумных элементов и собственно вакуумный элемент обеспечивает надежное соединение между отдельными компонентами вакуумного элемента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к композиции для уменьшения пожелтения и способу получения такой композиции. Композиция состоит из фотоэлектрического устройства, содержащего металлический компонент, поливинилбутирального слоя, расположенного в контакте с указанным металлическим компонентом, и защитной подложки, являющейся второй подложкой, расположенной в контакте с указанным поливинилбутиральным слоем. Поливинилбутиральный слой содержит 1Н-бензотриазол или соль 1Н-бензотриазола. Технический результат - получение композиции, пригодной для устойчивого, долгосрочного применения в фотоэлектрических модулях с металлическими элементами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр., 1 ил.

Интегрированная слоистая конструкция для применения в гелиотехнике содержит первый несущий компонент, такой как деталь из пластика или стекла, предпочтительно содержащий оптически прозрачный материал, способный пропускать излучение, и второй несущий компонент, снабженный по меньшей мере одним паттерном поверхностного рельефа, который содержит множество элементов поверхностного рельефа, и выполненный с возможностью осуществления по меньшей мере одной заданной оптической функции в отношении падающего излучения. Также интегрированная слоистая конструкция содержит второй несущий компонент содержащий, по существу, оптически прозрачный материал, способный пропускать излучение. При этом первый и второй несущие компоненты соединены посредством ламинирования таким образом, что внутри образованной слоистой конструкции находится по меньшей мере один паттерн поверхностного рельефа, а между первым и вторым несущими компонентами сформированы связанные с указанным паттерном оптически функциональные полости. Причем указанная по меньшей мере одна оптическая функция выбрана из группы, включающей введение излучения, коллимирование излучения и направление излучения, а получение и конфигурирование указанной оптической функции осуществлено посредством размеров, материала, положения и/или согласованности внутренних элементов рельефа и содержания полостей. Изобретение обеспечивает возможность решить одну или несколько из проблем: снижение напряжений под действием различных внешних факторов, таких как загрязнение вследствие присутствия пыли, песка, воды, масел и грязи и т.д., исключить ударные воздействия, что обеспечивает повышение эффективности фотоэлементов. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх