Фотоэлектрические модули с отражающими клейкими пленками

Авторы патента:

H01L31/052 - с охлаждающими, светоконцентрирующими или светоотражающими средствами

Владельцы патента RU 2489773:

КУРАРАЙ ЮРОП ГМБХ (DE)

Изобретение относится к изготовлению фотоэлектрических модулей с применением клейких пленок, отражающих солнечный свет. Фотоэлектрический модуль содержит слоистый материал, состоящий из прозрачного переднего покрытия; одного или нескольких светочувствительных полупроводниковых слоев; по меньшей мере одной клейкой пленки, которой приданы отражательные свойства; заднего покрытия, при этом отражающая клейкая пленка имеет степень отражения по DIN EN 410, равную по меньшей мере 15%. Изобретение конструктивно простым образом обеспечивает возможность создания фотоэлектрических модулей с отражающим слоем для повышения их мощности. 9 з.п. ф-лы, 1 табл.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к изготовлению фотоэлектрических модулей с применением клейких пленок, отражающих солнечный свет, в частности пленок на основе поливинилацеталя, содержащих пластификаторы.

Уровень техники

Фотоэлектрические модули состоят из светочувствительного полупроводникового слоя, снабженного прозрачным покрытием для защиты от внешнего воздействия. В качестве светочувствительного полупроводникового слоя могут быть использованы монокристаллические солнечные элементы или поликристаллические тонкие полупроводниковые слои на подложке. Тонкослойные солнечные модули состоят из светочувствительного полупроводникового слоя, нанесенного в большинстве случаев на прозрачную пластину, например, термическим напылением, газофазным осаждением, катодным распылением или осаждением орошением.

Обе системы, как правило, между стеклянной пластиной и жесткой задней покровной пластиной, например, из стекла или пластмассы имеют прослойку из прозрачного клея.

Прозрачный клей должен полностью обволакивать светочувствительный полупроводниковый слой и его электрические соединительные линии, быть стойким к УФ-излучению и нечувствительным к действию влаги и после процесса ламинирования не содержать пузырей.

В качестве прозрачного клея часто применяют отверждающиеся литьевые смолы или сшиваемые системы, имеющие в основе этиленвинилацетат (EVA), такие как, например, системы, предложенные в DE 4122721 C1 или DE 4128766 A1.

Альтернативой отверждающимся клеевым системам является применение содержащих пластификаторы пленок на основе поливинилацеталей, таких как поливинилбутираль (PVB), известный из техники изготовления многослойных стеклопакетов. Ячейки солнечных элементов покрывают одной или несколькими пленками PVB, которые при повышенном давлении и повышенной температуре связывают с требуемыми покровными материалами с получением слоистого материала.

Способы изготовления солнечных модулей с применением пленок PVB известны, например, из DE 4026165 C2, DE 4227860 A1, DE 2923770 C2, DE 3538986 C2 или US 4321418. Применение пленок PVB в солнечных модулях в виде многослойных защитных стеклопакетов предложено, например, в DE 20302045 U1, EP 1617487 A1 и DE 3538986 C2.

Солнечный свет, падающий на светочувствительный слой солнечных модулей, частично проходит через него и не используется для превращения в электрическую энергию. Для улучшения коэффициента полезного действия солнечные модули часто оснащают отражающей задней стороной. С этой целью на модули наносят, например, зеркальный слой или отражающие пигменты в виде дополнительного слоя. Такой способ является затратным, так как в солнечный модуль требуется вводить дополнительный слой. Кроме того, электропроводящие зеркальные слои или отражающие пигменты не должны контактировать со светочувствительным слоем, так как иначе возникает опасность короткого замыкания.

Характеристикой клейких пленок для фотоэлектрических модулей, приобретающей все более существенную важность, является их электропроводность, так как в связи с возрастающей действительной мощностью светочувствительных полупроводниковых слоев при одновременном использовании их также во влажных условиях окружающей среды предъявляются все более высокие требования к изолирующей способности пленок.

В течение всего срока службы модуля необходимо избегать потерь заряда или тем более коротких замыканий в полупроводниковом слое в экстремальных погодных условиях, таких как тропические температуры, высокая влажность воздуха или сильное УФ-излучение. Для уменьшения токов утечки модулей фотоэлектрические модули подвергают многочисленным испытаниям согласно IEC 61215 (Damp heat test (испытание нагревом во влажной среде), wet leakage current test (испытание на утечки тока во влажной среде)). Для удовлетворения таких требований клейкие пленки должны иметь возможно более высокое удельное сопротивление.

Задача изобретения

Задача данного изобретения состоит в том, чтобы конструктивно простым образом обеспечить фотоэлектрические модули отражающим слоем для повышения мощности.

Как уже было пояснено, многие известные фотоэлектрические модули содержат клейкие слои. Неожиданно было найдено, что таким клейким слоям простым образом могут быть приданы отражательные свойства.

Раскрытие изобретения

Объектом данного изобретения являются фотоэлектрические модули, содержащие:

a) прозрачное переднее покрытие;

b) один или несколько светочувствительных полупроводниковых слоев;

c) по меньшей мере одну клейкую пленку;

d) заднее покрытие,

причем по меньшей мере одной клейкой пленке приданы отражательные свойства.

Благодаря диффузно отражающей клейкой пленке часть света, которая проходит через светочувствительный полупроводниковый слой, отражается обратно на него, так что эффективность модуля повышается.

Для улучшения эффективности фотоэлектрических модулей по настоящему изобретению решающее значение имеет степень отражения излучения или отражательные свойства отражающей клейкой пленки. Данный показатель, как указано в примерах, определяется согласно DIN EN 410 для гладкой (т.е. прокатанной) пленки и составляет по меньшей мере 15 или 25%, по меньшей мере 30%, предпочтительно по меньшей мере 50% и более предпочтительно по меньшей мере 70%.

Такие измерения могут быть осуществлены на спектрометре для УФ и видимой области спектра "Lambda 950" производства компании Perkin-Elmer. По DIN EN степень отражения излучения определяют в области длин волн 300-2500 нм.

Фотоэлектрические модули, имеющие принципиальную структуру "стекло/светочувствительный полупроводниковый слой/отражающая клейкая пленка по настоящему изобретению/стекло", показывают выигрыш по мощности приблизительно от 0,5 до 5% по сравнению с аналогично выполненным фотоэлектрическим модулем без отражающей клейкой пленки (т.е. с клейкой пленкой того же самого состава, но не обладающей отражательными свойствами).

Фотоэлектрические модули равной мощности за счет отражающей клейкой пленки, применяемой по настоящему изобретению, могут иметь меньшую поверхность, обусловленную повышением мощности.

Клейкая пленка предпочтительно содержит отражающие пигменты или промежуточный отражающий слой. Под отражением в рамках данного изобретения понимают отражение излучения, превращаемого светочувствительным полупроводниковым слоем в электрическую энергию, как правило, излучения в УФ-области, области длин волн видимого света и близкой ИК-области.

В качестве отражающих пигментов предпочтительно приемлемыми являются, в частности, так называемые белые пигменты, то есть пигменты с показателем преломления, превышающим 1,8. К ним относятся один или несколько белых пигментов группы, в которую входят диоксид титана, литопоны, сульфат бария, оксид цинка, сульфид цинка и карбонат свинца. Альтернативно или дополнительно в качестве отражающих пигментов могут быть использованы также один или несколько металлов из группы, в которую входят Al, Zn, Cr или Ti. Диоксид кремния является неприемлемым для применения по настоящему изобретению.

В рамках настоящего изобретения такие пигменты могут быть осаждены на материал носителя, вводимого в клейкую пленку. Равным образом в качестве отражающих пигментов могут быть использованы металлические частицы или частицы, покрытые металлом.

Промежуточный слой может быть размещен между двумя клейкими пленками, что обеспечивает требуемую клейкость на внешних сторонах. В качестве промежуточного отражающего слоя может быть использована металлизированная полимерная пленка, например пленка PET, покрытая по технологии катодного распыления Al, Zn, Cr или Ti и т.п. Пленки данного типа известны из автомобилестроения и применяются для уменьшения инсоляции салона автомобиля. Предпочтительно пленка диффузно отражает падающий свет.

Альтернативно промежуточный слой может состоять по меньшей мере из одного элементарного слоя, не содержащего пигмент, и по меньшей мере из одного элементарного слоя, содержащего пигмент. Так, например, элементарные слои, расположенные снаружи, могут обеспечивать клейкость, в то время как элементарный слой, расположенный внутри и содержащий отражающий пигмент, обеспечивает отражение излучения.

Пленки с несколькими элементарными слоями могут быть изготовлены путем совмещения совокупности предварительно подготовленных элементарных слоев или путем соэкструзии элементарных слоев в ходе одной технологической операции.

Доля отражающих пигментов в отражающей клейкой пленке или на полимерной пленке с отражающим покрытием составляет предпочтительно от 0,1 до 25% масс., более предпочтительно от 1 до 20% масс. и наиболее предпочтительно от 1 до 10% масс. Если клейкая пленка состоит из элементарных слоев, не содержащих пигменты, и элементарных слоев, содержащих пигменты, то данное значение относится к пленке в целом, так что в элементарном слое, содержащем пигмент, могут быть использованы более высокие концентрации соответственно распределению толщин.

В случае, когда промежуточный слой состоит по меньшей мере из одного элементарного слоя, не содержащего пигмент, и по меньшей мере из одного элементарного слоя, содержащего пигмент, такие элементарные слои могут соответственно представлять собой различные или одинаковые композиции или полимерные материалы.

В качестве материала для отражающих клейких и элементарных слоев могут быть использованы материалы, известные по применению в многослойных стеклопакетах, такие как, например, ПВХ, гениомер (сополимер "полидиметилсилоксан/мочевина"), кремнийорганические полимеры, полиуретан, этилен/винилацетат, эпоксидные литьевые смолы, иономеры (SentryGlass plus), полиолефины или предпочтительно поливинилацетали или поливинилбутирали, содержащие пластификатор.

Пленки, содержащие пластифицированный поливинилацеталь, предпочтительно содержат несшитый поливинилбутираль (PVB), получаемый ацеталированием поливинилового спирта бутиральдегидом.

Также возможно применение сшитых поливинилацеталей, в частности сшитого поливинилбутираля (PVB). Приемлемые сшитые поливинилацетали описаны, например, в EP 1527107 B1 и WO 2004/063231 A1 (термическое самосшивание поливинилацеталей, содержащих карбоксильные группы), EP 1606325 A1 (поливинилацетали, сшитые полиальдегидами) и WO 03/020776 A1 (поливинилацетали, сшитые глиоксиловой кислотой). Ссылка на описание данных патентов является наиболее полной.

Также возможно осуществлять ацеталирование другими или высшими альдегидами, содержащими 5-10 атомов углерода (например, валериановым альдегидом).

В качестве поливинилового спирта в рамках данного изобретения могут быть использованы также терполимеры гидролизованных сополимеров "винилацетат/этилен". Такие соединения гидролизованы, как правило, более чем на 98% и содержат от 1 до 10% масс. звеньев на основе этилена (например, типа "Exceval" компании Kuraray Europe GmbH).

Поливинилацетали наряду с ацетальными звеньями содержат также звенья, образуемые винилацетатом и виниловым спиртом. Поливинилацетали, применяемые по настоящему изобретению, содержат поливиниловый спирт предпочтительно в количестве меньше 21% масс., меньше 18% масс., меньше 16% масс. или более предпочтительно меньше 14% масс. Содержание поливинилового спирта должно быть не меньше 12%.

Содержание поливинилацетата составляет предпочтительно меньше 5% масс., предпочтительно меньше 3% масс. и более предпочтительно меньше 2% масс. Исходя из содержания поливинилового спирта и остаточного содержания ацетата расчетно может быть определена степень ацеталирования.

Пленки, применяемые по настоящему изобретению, при влажности окружающей среды rF=85% и температуре 23°C предпочтительно имеют удельное сопротивление по меньшей мере 1E+11 Ом·см, предпочтительно по меньшей мере 5E+11 Ом·см, предпочтительно 1E+12 Ом·см, предпочтительно 5E+12 Ом·см, предпочтительно 1E+13, предпочтительно 5E+13 Ом·см и предпочтительно 1E+14 Ом·см.

Пленки, применяемые по настоящему изобретению, в частности пленки на основе поливинилацеталя, содержащего пластификатор, предпочтительно содержат пластификатор в количестве максимально 40% масс., 35% масс., 32% масс., 30% масс., 28% масс., 26% масс., 24% масс., 22% масс., 20% масс., 18% масс., 16% масс., причем содержание пластификатора, исходя из технологических свойств пленки, должно быть не меньше 15% масс. (соответственно в пересчете на состав пленки в целом). По настоящему изобретению пленки и соответственно фотоэлектрические модули могут содержать один или несколько пластификаторов.

Принципиально приемлемыми пластификаторами для применяемых по настоящему изобретению пленок на основе поливинилацеталей являются одно или несколько соединений, выбранных из следующих групп:

- сложные эфиры многоосновных алифатических или ароматических кислот, например, диалкиладипинаты, такие как дигексиладипинат, диоктиладипинат, гексилциклогексиладипинат, смеси из гептил- и нониладипинатов, диизонониладипинат, гептилнониладипинат, а также сложные эфиры адипиновой кислоты с циклоалифатическими или содержащими эфироподобные группировки эфироспиртами, диалкилсебацинаты, такие как дибутилсебацинат, а также сложные эфиры себациновой кислоты с циклоалифатическими или содержащими эфироподобные группировки эфироспиртами, сложные эфиры фталевой кислоты, такие как бутилбензилфталат или бис-2-бутоксиэтилфталат;

- сложные или простые эфиры многоатомных алифатических или ароматических спиртов или олигоэфирогликолей с одним или несколькими неразветвленными или разветвленными алифатическими или ароматическими заместителями, такие как, например, сложные эфиры ди-, три- или тетрагликолей с линейными или разветвленными алифатическими или циклоалифатическими карбоновыми кислотами; в качестве примеров для данной группы можно назвать диэтиленгликоль-бис-2-этилгексаноат, триэтиленгликоль-бис-2-этилгексаноат, триэтиленгликоль-бис-2-этилбутаноат, тетраэтиленгликоль-бис-н-гептаноат, триэтиленгликоль-бис-н-гептаноат, триэтиленгликоль-бис-н-гексаноат, тетраэтиленгликольдиметиловый эфир и/или дипропиленгликольбензоат;

- фосфаты алифатических или ароматических эфироспиртов, такие как, например, трис-2-этилгексилфосфат (TOF), триэтилфосфат, дифенил-2-этилгексилфосфат и/или трикрезилфосфат;

- сложные эфиры лимонной, янтарной и/или фумаровой кислоты.

Предпочтительно приемлемыми в качестве пластификаторов для применяемых по настоящему изобретению пленок на основе поливинилацеталей являются одно или несколько соединений, выбранных из группы, в которую входят ди-2-этилгексилсебацинат (DOS), ди-2-этилгексиладипинат (DOA), дигексиладипинат (DHA), дибутилсебацинат (DBS), триэтиленгликоль-бис-н-гептаноат (3G7), тетраэтиленгликоль-бис-н-гептаноат (4G7), триэтиленгликоль-бис-2-этилгексаноат (3GO или 3G8), тетраэтиленгликоль-бис-н-2-этилгексаноат (4GO или 4G8), ди-2-бутоксиэтиладипинат (DBEA), ди-2-бутоксиэтоксиэтиладипинат (DBEEA), ди-2-бутоксиэтилсебацинат (DBES), ди-2-этилгексилфталат (DOP), диизононилфталат (DINP) триэтиленгликоль-бис-изононаноат, триэтиленгликоль-бис-2-пропилгексаноат, трис-2-этилгексилфосфат (TOF), диизонониловый сложный эфир 1,2-циклогександикарбоновой кислоты (DINCH) и дипропиленгликольбензоат.

Наиболее предпочтительно приемлемыми в качестве пластификаторов для применяемых по настоящему изобретению пленок на основе поливинилацеталей являются пластификаторы, полярность которых, вычисленная по формуле 100×O/(C+H), меньше/равна 9,4, причем O, C и H означают числа атомов кислорода, углерода и водорода, входящих в соответствующую молекулу. В приведенной далее таблице представлены пластификаторы, приемлемые для применения по настоящему изобретению, и значения их полярности, вычисленные по формуле 100×O/(C+H).

Название	Аббревиатура	100×O/(C+H)
Ди-2-этилгексилсебацинат	(DOS)	5,3
Диизонониловый сложный эфир 1,2-циклогександикарбоновой кислоты	(DINCH)	5,4
Ди-2-этилгексиладипинат	(DOA)	6,3
Ди-2-этилгексилфталат	(DOP)	6,5
Дигексиладипинат	(DHA)	7,7
Дибутилсебацинат	(DBS)	7,7

Триэтиленгликоль-бис-2-пропилгексаноат		8,6
Триэтиленгликоль-бис-изононаноат		8,6
Ди-2-бутоксиэтилсебацинат	(DBES)	9,4
Триэтиленгликоль-бис-2-этилгексаноат	(3G8)	9,4

Адгезию поливинилацетальных пленок к стеклу регулируют, как правило, добавлением регуляторов адгезии, таких как, например, описанные в WO 03/033583 A1 соли щелочных и/или щелочноземельных металлов с органическими кислотами. Особенно приемлемыми являются ацетат калия и/или ацетат магния. Кроме того, вследствие особенностей процесса производства поливинилацетали часто содержат соли щелочных и/или щелочноземельных металлов с неорганическими кислотами, такие как, например, хлорид натрия.

Так как соли также оказывают влияние на удельное сопротивление, то целесообразно применять пленки, содержащие пластификатор и имеющие в основе поливинилацеталь, с содержанием ионов металлов меньше 50 млн^-1, более предпочтительно меньше 30 млн^-1 и наиболее предпочтительно меньше 20 млн^-1. Такое количество может быть достигнуто соответствующими способами промывки поливинилацеталя и применением особенно хорошо действующих противоадгезионных средств, таких как известные специалистам в данной области техники соли магния, кальция и/или цинка с органическими кислотами (например, ацетаты).

На подвижность ионов, возможным образом зависящую от содержания воды в пленках, и вместе с тем на удельное сопротивление также можно влиять добавлением пирогенной кремниевой кислоты. Пленки, содержащие пластификатор и имеющие в основе поливинилацеталь, предпочтительно содержат от 0,001 до 15% масс. и предпочтительно от 2 до 5% масс. пирогенного SiO₂.

Принципы изготовления и состав пленок на основе поливинилацеталей описаны, например, в EP 185863 B1, EP 1118258 B1, WO 02/102591 A1, EP 1118258 B1 или EP 387148 B1.

Ламинирование фотоэлектрических модулей осуществляют посредством сплавления пленок так, чтобы пленки образовывали оболочку светочувствительных полупроводниковых слоев, не имеющую пузырей и свилей.

Общая толщина клейких пленок равна, как правило, 0,38, 0,51, 0,76, 1,14, 1,52 или 2,28 мм.

Пленки, применяемые по настоящему изобретению, во время процесса ламинирования заполняют полости, имеющиеся на светочувствительных полупроводниковых слоях и соответственно на их электрических соединениях.

Прозрачное переднее покрытие представляет собой, как правило, стекло или PMMA. Заднее покрытие фотоэлектрического модуля по настоящему изобретению может быть выполнено из стекла, пластмассы или металла или их комбинаций, причем по меньшей мере одна из подложек может быть прозрачной. Также возможно выполнение одного или обоих покрытий в виде многослойного стеклопакета (т.е. в виде слоистого материала, состоящего по меньшей мере из двух стеклянных листов и по меньшей мере из одной пленки PVB), или в виде изолирующего стеклопакета с промежуточным газовым слоем. Разумеется, также возможно комбинирование вариантов.

Светочувствительные полупроводниковые слои, применяемые в модулях, не должны обладать особыми свойствами. Могут быть использованы моно-, поликристаллические или аморфные системы.

В случае изготовления тонкослойных солнечных модулей по настоящему изобретению светочувствительные полупроводниковые слои, как правило, наносят непосредственно на прозрачное переднее покрытие и склеивают с задним покрытием посредством по меньшей мере одной клейкой пленки по настоящему изобретению.

В случае изготовления кристаллических или нанесенных солнечных модулей солнечные модули должны быть закрыты клейкими пленками, так чтобы светочувствительные полупроводниковые слои b) были склеены посредством по меньшей мере одной неотражающей клейкой пленки с прозрачным передним покрытием a) и с задним покрытием d) посредством по меньшей мере одной клейкой пленки по настоящему изобретению. Такие пленки предпочтительно имеют за исключением отражающих пигментов такой же состав, как и отражающие клейкие пленки.

Для ламинирования слоистого блока, полученного таким образом, могут быть использованы способы, традиционно применяемые специалистами в данной области техники, с предшествующим изготовлением промежуточного многослойного пакета или без него.

При этом осуществляют так называемые автоклавные процессы при повышенном давлении приблизительно от 10 до 15 бар и при температуре от 130 до 145°C приблизительно в течение 2 часов. В случае способа формования вакуумным мешком или вакуумным кольцом, например, согласно EP 1235683 B1 работают при давлении приблизительно 200 мбар и при температуре от 130 до 145°C.

Для изготовления фотоэлектрических модулей по настоящему изобретению предпочтительно применяют вакуумные ламинаторы. Данные устройства состоят из нагреваемой и вакуумируемой камеры, в которой ламинирование многослойных стеклопакетов может быть осуществлено в течение 30-60 мин. На практике оправдало себя применение уменьшенного давления в интервале от 0,01 до 300 мбар и температуры в интервале от 100 до 200°C, в частности в интервале 130-160°C.

Описанный ранее слоистый блок альтернативно может быть прокатан по меньшей мере на одной паре вальцов при температуре от 60 до 150°C с получением модуля по настоящему изобретению. Установки такого типа известны из техники изготовления многослойных стеклопакетов и традиционно включают в себя по меньшей мере один нагревательный туннель до или после первого устройства прессования в случае установок с двумя устройствами прессования.

Фотоэлектрические модули по настоящему изобретению могут быть использованы в качестве элементов наружных стеновых панелей, поверхности крыш, покрытий оранжерей, шумозащитных стен, элементов балконов или парапетов или в виде элементов поверхности окон.

Способы измерения

Измерение удельного проходного сопротивления пленки осуществляют по DIN IEC 60093 при определенной температуре и влажности окружающей среды (23°C и rLF=85%) после кондиционирования пленки по меньшей мере в течение 24 ч при данных условиях. Для осуществления измерений использовали пластинчатый электрод типа 302 132 компании Fetronic GmbH, а также прибор для измерения сопротивления ISO-Digi 5kV компании Amprobe. Испытательное напряжение составляло 2,5 кВ, время выдержки после приложения испытательного напряжения до регистрации результата измерения составляло 60 с. Вместе с тем для обеспечения достаточного контакта между плоскими пластинами измерительного электрода и пленкой необходимо, чтобы шероховатость R_z ее поверхности при измерении по DIN EN ISO 4287 составляла не больше 10 мкм, т.е. при необходимости исходная поверхность пленки PVB перед измерением сопротивления должна быть выровнена посредством горячего прессования.

Содержание поливинилового спирта и ацетата поливинилового спирта в поливинилацеталях определяли по ASTM D 1396-92. Содержание воды и соответственно влагосодержание пленок определяют по методу Фишера.

Для измерения отражательных свойств первоначальную неровную поверхность клейких пленок при необходимости сначала разглаживали при нагревании между двумя слоями пленки PET. Данная стадия предварительной подготовки, разумеется, может быть исключена в случае клейких пленок, уже имеющих гладкую поверхность, или может быть сочтено необходимым разгладить поверхность с другим слоем, отличающимся от слоя PET, если последний может излишне сильно склеиваться с клейкой пленкой и плохо сниматься. После удаления пленки PET для данной стороны клейкой пленки определяли отражение света с длиной волны 380-780 нм на спектрофотометре Hitachi U-3410 по DIN EN 410 под углом 8°.

В приведенных далее примерах степень отражения излучения гладкой или разглаженной стороной клейкой пленки определяли на спектрометре для УФ и видимой области спектра "Lambda 950" производства компании Perkin-Elmer в области длин волн 300-2500 нм. Так как измерение должно быть осуществлено с плоским образцом, то клейкая пленка для проведения измерения может быть закреплена на прозрачном носителе, например, на куске стекла.

Примеры

Содержащие пластификатор поливинилбутиральные пленки с отражающим пигментом были исследованы в отношении их приемлемости в качестве отражающей клейкой пленки в фотоэлектрических модулях.

Так, например, для пленки типа "Trosifol Colour W17" (толщиной 0,38 мм), поставляемой компанией Kuraray Europe GmbH и содержащей приблизительно 1% масс. TiO₂, отражение света, определенное соответственно описанному ранее, составило 68,7%. Фотоэлектрический модуль, изготовленный с данной пленкой и имеющий структуру "стекло/светочувствительный полупроводниковый слой/"Trosifol Colour W17"/стекло", показал мощность на 0,75% выше, чем аналогичный модуль со стандартной пленкой PVB без пигмента.

Однослойные или многослойные пленки на основе содержащего пластификатор поливинилбутираля соответственно составам, представленным в приведенных далее таблицах, были однородными или особым образом пигментированы диоксидом титана. Трехслойные пленки были получены посредством соэкструзии с применением питателя-распределителя. В случае трехслойных пленок диоксидом титана в качестве отражающего пигмента оснащают только слой, расположенный внутри, в то время как внешние слои, состоящие в основном только из PVB и пластификатора, являются прозрачными. В обоих случаях, т.е. в случае однослойных или многослойных клейких пленок, белый или металлический отражающий пигмент можно сначала суспендировать в пластификаторе и затем совместно со смолой PVB осуществить экструзию с получением пленки или пленочного слоя или в виде твердого вещества дозированно ввести непосредственно в зону подачи экструдера. При осуществлении примеров пигменты дозировали непосредственно в работающий экструдер.

Фотоэлектрический модуль, изготовленный с данной пленкой и имеющий структуру "стекло/светочувствительный полупроводниковый слой/отражающая пленка/стекло", показал мощность на 0,7-1,5% выше, чем модуль аналогичной структуры с пленкой такого же состава, но без добавки пигмента.

Пленки состояли из пластифицированного поливинилбутираля (PVB) с заданным содержанием поливинилового спирта (PVOH) в % масс. и содержанием поливинилацетата в количестве приблизительно 1% масс.

Далее приняты следующие обозначения:

HOMBITAN

TiO₂ типа рутила, обработанный по поверхности, производитель: Sachleben Chemie

KRONOS 2226	TiO₂ типа рутила, обработанный по поверхности, производитель: Kronos Titan GmbH
KRONOS 2450	TiO₂ типа рутила, обработанный по поверхности, производитель: Kronos Titan GmbH
1S	однослойная пленка
3S	трехслойная пленка
*	содержание в среднем слое

Пример	1	2	3	4	5	6
Тип материала	3S	3S	3S	3S	1S	1S
Mowital (PVB): PVOH 20,0%	76	76	-	-	72,5	-
Mowital (PVB): PVOH 14,0%	-	-	74	74	-	76
Пластификатор 3G8	24	24	-	-	25	-
Пластификатор DBEA	-	-	-	-	2,5	-
Пластификатор DOA			26	26
Пластификатор DINCH	-	-	-	-	-	24
HOMBITAN (TiO₂)					2,5	5
KRONOS 2226 (TiO₂)	7,5 *	7,5 *
KRONOS 2450 (TiO₂)			7,5 *	7,5 *
Общая толщина, мм	0,76	0,76	0,76	0,76	0,76	0,76
Толщина среднего слоя, мм	0,19	0,35	0,19	0,35	-	-

Содержание (TiO₂) в пленке в целом	1,4	2,9	1,2	2,3	2,5	5
Степень отражения излучения в области 300-2500 нм по DIN EN 410,%	69%	77%	67%	75%	69%	76%
Проходное сопротивление по DIN IEC 60093 при кондиционировании при 23°C и rF=85%	2,0E+11	2,0E+11	3,5E+12	3,5E+12	1,5E+11	3,0E+13

Пример	7	8	9	10	11	12	13
Тип материала	1S	1S	1S	1S	1S	1S	1S
Mowital (PVB): PVOH 20,0%	72,5	72,5	72,5	72,5	72,5	72,5	72,5
Mowital (PVB): PVOH 14,0%	-	-	-	-	-	-	-
Пластификатор 3G8	25	25	25	25	25	25	25
Пластификатор DBEA	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
Пластификатор DOA
Пластификатор DINCH	-	-	-	-	-	-	-
HOMBITAN (TiO₂)	5	7,5	1,316	2,63	5,13	7,5	10
KRONOS 2226 (TiO₂)
KRONOS 2450

(TiO₂)
Общая толщина, мм	0,76	0,76	0,38	0,38	0,38	0,38	0,38
Толщина среднего слоя, мм	-	-	-	-	-	-	-
Содержание (TiO₂) в пленке в целом	5	7,5	1,316	2,63	5,13	7,5	10
Степень отражения излучения в области 300-2500 нм по DIN EN 410,%	75%	80%	64%	71%	78%	80%	82%
Проходное сопротивление по DIN IEC 60093 при кондиционировании при 23°C и rF=85%	1,5E+11	1,5E+11	1,5E+11	1,5E+11	1,5E+11	1,5E+11	1,5E+11

1. Фотоэлектрический модуль, содержащий слоистый материал, состоящий из:
a) прозрачного переднего покрытия;
b) одного или нескольких светочувствительных полупроводниковых слоев;
c) по меньшей мере одной клейкой пленки;
d) заднего покрытия,
отличающийся тем, что по меньшей мере одной клейкой пленке приданы отражательные свойства, при этом отражающая клейкая пленка имеет степень отражения по DIN EN 410, равную по меньшей мере 15%.

2. Фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что отражающая клейкая пленка содержит отражающие пигменты.

3. Фотоэлектрический модуль по п.1 или 2, отличающийся тем, что отражающая клейкая пленка содержит промежуточный отражающий слой.

4. Фотоэлектрический модуль по п.3, отличающийся тем, что промежуточный отражающий слой представляет собой металлизированную полимерную пленку.

5. Фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что отражающая клейкая пленка состоит по меньшей мере из одного элементарного слоя, не содержащего пигмент, и по меньшей мере из одного элементарного слоя, содержащего пигмент.

6. Фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что отражающая клейкая пленка содержит поливинилацеталь, содержащий пластификатор.

7. Фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что отражающая клейкая пленка состоит по меньшей мере из одного элементарного слоя, не содержащего пигмент, и по меньшей мере из одного элементарного слоя, содержащего пигмент, и данные элементарные слои состоят из одинакового полимерного материала.

8. Фотоэлектрический модуль по п.7, отличающийся тем, что в качестве полимерного материала используют поливинилацеталь, содержащий пластификатор, или поливинилбутираль, содержащий пластификатор.

9. Фотоэлектрический модуль по п.2, отличающийся тем, что в качестве отражающего пигмента используют один или несколько белых пигментов из группы, в которую входят диоксид титана, литопоны, сульфат бария, оксид цинка, сульфид цинка и карбонат свинца, и/или один или несколько металлов из группы, в которую входят Al, Zn, Cr или Ti.

10. Фотоэлектрический модуль по п.1, отличающийся тем, что светочувствительные полупроводниковые слои b) соединены посредством по меньшей мере одной неотражающей клейкой пленки с прозрачным передним покрытием а).

Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором // 2444809

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных фотоэлектрических модулей с фотоэлектрическими приемниками солнечного излучения и концентраторами.

Солнечный фотоэлектрический модуль с концентратором // 2444808

Изобретение относится к гелиотехнике и конструкции солнечных модулей с фотоэлектрическими и тепловыми приемниками солнечного излучения и концентраторами. .

Солнечный фотоэлектрический субмодуль // 2442244

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности к конструкции солнечного фотоэлектрического субмодуля, и может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую.

Фотовольтаический концентраторный модуль // 2436193

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Фотоэлектрический модуль с наноструктурным фотоэлементом // 2436192

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Солнечный фотоэлектрический модуль на основе наногетероструктурных фотопреобразователей // 2426198

Изобретение относится к области фотоэлектрического преобразования энергии, в частности к системам с расщеплением солнечного спектра на длинноволновый и коротковолновый диапазоны.

Солнечный элемент (варианты) // 2383083

Концентраторный фотоэлектрический модуль // 2377696

Изобретение относится к области солнечной энергетики и, в частности, к фотоэлектрическим модулям. .

Концентраторный фотоэлектрический модуль // 2370856

Изобретение относится к области солнечной энергетики. .

Фотоэлектрический концентраторный субмодуль // 2496181

Изобретение относится к области солнечной энергетики. Фотоэлектрический концентраторный субмодуль содержит фронтальный стеклянный лист (1), на тыльной стороне которого расположен первичный оптический концентратор в виде линзы (2) квадратной формы с длиной стороны квадрата, равной W, и фокусным расстоянием F. В центральной области поверхности линзы (2) квадратной формы и соосно с ней установлен фотоэлемент (4) толщиной z1, выполненный в виде квадрата со стороной, равной d1, размещенный на теплоотводящем основании (3), выполненном в виде круга диаметром d2 или прямоугольника с длиной большей стороны d2 и толщиной z2. На фотоактивной поверхности фотоэлемента (4) соосно с линзой (2) квадратной формы установлен вторичный оптический концентратор в виде, например, усеченного стеклянного конуса (5), высотой h1, обращенного меньшим основанием к фотоэлементу. Параллельно фронтальному стеклянному листу (1) установлен тыльный стеклянный лист (6) со светоотражающим зеркальным покрытием (7). Расстояние от светоотражающего зеркального покрытия (7) до фотоэлемента (4) равно L. Величины F, W, d1, d2, z1, z2, h1 и L удовлетворяют определенным соотношениям. Изобретение обеспечивает уменьшение трудоемкости изготовления фотоэлектрического субмодуля при обеспечении высокой точности монтажа фотоэлемента и сохранении хорошей разориентационной характеристики, что позволит увеличить его энергопроизводительность и надежность. Снижение расхода материалов за счет уменьшения в 2 раза толщины субмодулей также позволит уменьшить стоимость изготовления фотоэлектрического модуля. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Приемник-преобразователь концентрированного электромагнитного излучения // 2499327

Изобретение относится к области беспроводной передачи энергии с потоком концентрированного электромагнитного излучения оптического диапазона, в частности монохроматического электромагнитного излучения лазера, на приемник-преобразователь на основе фотоэлектрического преобразователя и может найти применение в космической энергетике. Сущность изобретения: создание приемника-преобразователя концентрированного электромагнитного излучения, включающего приемную плоскость, выполненную в виде панели фотоэлементов с антиотражающим покрытием и с электрической коммутацией фотоэлементов, систему отвода тепла от фотоэлементов, несущую силовую конструкцию, на внешней поверхности приемной плоскости которого установлены своими основаниями три симметричные концентричные конические оболочки - центральная, периферийная и средняя между ними, при этом их общая ось симметрии проходит через центр панели фотоэлементов, выполненной в виде круга радиусом R, и перпендикулярна панели, причем периферийная и средняя конические оболочки выполнены усеченными с высотой h каждая, средняя коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания rα и с углом при вершине α=90°, периферийная коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания rβ=R и углом при вершине β, отвечающим определенному соотношению, центральная коническая оболочка выполнена со средним радиусом основания rγ и углом при вершине γ, отвечающими определенному соотношению, а внешние поверхности средней и центральной конических оболочек и внутренние поверхности периферийной и средней конических оболочек выполнены с максимально высоким коэффициентом зеркального отражения. Изобретение позволяет: повысить КПД приемника-преобразователя благодаря созданию более равномерного облучения последовательно и параллельно соединенных фотоэлементов, что позволяет снизить разброс электрических параметров фотоэлементов и групп, что в целом уменьшает схемные потери; увеличить ресурс приемника-преобразователя за счет снижения риска разрушения отдельных фотоэлементов и межэлементных связей благодаря более равномерному температурному распределению по поверхности приемной плоскости; создать более благоприятные условия работы системы отвода тепла от фотоэлементов приемной плоскости. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство освещения с солнечным энергоснабжением // 2538756

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является увеличение количества выработки электроэнергии. Устройство (1) освещения с солнечным энергоснабжением, содержащее солнечный элемент (2), источник (8) света, адаптированный, по меньшей мере, для частичного питания электроэнергией, получаемой от солнечного элемента (2), и конструктивный элемент (3), имеющий первую сторону (4), снабженную первой отражающей поверхностью (5), выполненной с возможностью направлять солнечный свет (6) непосредственно к солнечному элементу (2), и вторую сторону (7), к которой термически подсоединен источник (8) света для рассеяния тепла, генерируемого источником (8) света во время излучения света (9). 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Охлаждаемое основание фотоприемного устройства // 2539791

Изобретение относится к системам охлаждения фотоприемных устройств. Охлаждаемое основание фотоприемного устройства выполнено из материала, имеющего одинаковый или близкий к охлаждаемому элементу коэффициент теплового расширения и для снижения неравномерности охлаждения через всю длину основания проходит отверстие, в которое помещается тепловая труба, а оставшийся зазор между тепловой трубой и отверстием основания заполняется галлием, образуя механическую связь с хорошей теплопроводностью. Изобретение позволяет значительно снизить температурный градиент при охлаждении крупноформатных фотоприемных устройств, выполненных как на одной подложке, так и набранных из нескольких модулей. 2 ил.

Метод и устройство термофотоэлектрических преобразователей с микронным зазором (мртv) высокой степени с субмикронным зазором // 2563551

Настоящее изобретение относится к технологии термофотоэлектрических преобразователей с микронным зазором (MTPV) для твердотельных преобразований тепла в электричество. Суть заключается в формировании и последующем поддержании маленького расстояния между двумя телами в субмикронном зазоре для улучшения качества преобразования. Пока возможно достичь субмикронного расстояния зазора, термоэффекты на горячей и холодной поверхностях стимулируют поперечное колебание, скручивание или деформацию элементов, происходящие в вариациях в месте зазора, что приводит к неконтролируемым вариациям при выходе мощности. Главным моментом в конструировании является допущение снижения контакта эмиттерных чипов с внутренней поверхностью оболочки, так чтобы происходила хорошая передача тепла. Фотоэлектрические гальванические элементы направляются навстречу эмиттерным чипам, чтобы придавить их к внутренней стенке. Высокая температура материала термоповерхности улучшает передачу тепла между внутренней поверхностью оболочки и эмиттерным чипом. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Слоистая конструкция с внутренними полостями и способ ее изготовления // 2573477

Изобретение относится к оптике и касается слоистой интегрированной конструкции с внутренними полостями и способа ее изготовления для применения в гелиотехнике, в технологиях, связанных с получением пластин, в охлаждающих каналах, для освещения теплиц, подсветки окон, уличного освещения, подсветки транспортных потоков, в отражателях транспортных средств или в защитных пленках. Конструкция содержит первый несущий компонент, такой как деталь из пластика или стекла, 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. Второй несущий компонент содержит, в качестве опции, 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. Оптическая функция обеспечена и сконфигурирована за счет размеров, материала, положения и/или согласованности внутренних элементов рельефа. Изобретение обеспечивает создание слоистой структуры, позволяющей повысить эффективность подвода излучения. 8 н. и 23 з.п. ф-лы, 13 ил.

Шарообразная солнечная батарея с многократным преломлением и отражением лучей в концентраторе // 2616741

Изобретение относится к солнечной энергетике, в частности касается концентраторов для солнечных батарей. Шарообразная солнечная батарея с многократным преломлением и отражением лучей в концентраторе выполнена в виде шара. Роль концентратора играет сама прозрачная шарообразная солнечная батарея, интегрально объединенная с зеркальным шарообразным металлическим электродом. Солнечные лучи проходят через прозрачный шарообразный электрод, затем через p-n-переход и отражаются от зеркального шарообразного электрода. При обратном прохождении через p-n-переход лучи попадают в n-полупроводник, в котором коэффициент преломления возрастает при приближении к поверхности, как в оптоволоконных кабелях, за счет изменения концентрации примеси. В результате преломления луч вновь пересекает p-n-переход и отражается от зеркального шарообразного электрода. После многократных переотражений и преломлений большая часть солнечных лучей будет преобразована в электрический ток. Солнечная батарея позволит без больших затрат и сложных технологий усовершенствовать существующие способы преобразования электромагнитного излучения в электрический ток. 2 ил.

Приёмник-преобразователь лазерного излучения // 2639738

Изобретение может быть использовано в беспроводных системах дистанционного энергопитания воздушных или космических объектов. Предложенный приемник-преобразователь лазерного излучения включает несущую силовую конструкцию с установленной на ней приемной плоскостью площадью SПП, на внешней стороне которой равномерно распределены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов с внутренним фотоэффектом для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения кругового лазерного пучка диаметром du, ось которого направлена на геометрический центр приемной плоскости, причем фотоэлементы скоммутированы между собой последовательно-параллельно, выполнены с антиотражающим покрытием и снабжены системой охлаждения, при этом приемная плоскость состоит из n модулей, каждый из которых выполнен площадью s, и конструктивно представляет собой единое целое, состоящее из m фотоэлементов площадью sФЭ каждый, одинаковых по конструкции, составу и электрически изолированных друг от друга, причем фотоэлементы, по одному из каждого модуля, параллельным соединением объединены в i групп, в каждой из которых содержится j фотоэлементов, а группы последовательно соединены в цепочку, где в каждой группе из цепочки присутствует q фотоэлементов, принадлежащих k модулям, полностью попадающим в область светового пятна кругового лазерного пучка, падающего на приемную плоскость, причем учитывается выполнение следующих условий: s<<SПП; n>1; m>1; i=m; j=n; q=k, где 1≤k≤n, обеспечивающих при этом максимальную выходную электрическую мощность приемника-преобразователя, определяемую из предложенного уравнения. Изобретение обеспечивает повышение энергетической эффективности, характеризуемой в условиях неравномерной интенсивности лазерного облучения минимально возможным снижением мощности на выходных шинах приемника-преобразователя по отношению к суммарной мощности, вырабатываемой всеми фотоэлементами (в условиях независимости друг от друга); повышение КПД приемника-преобразователя за счет снижения разброса электрических параметров групп из параллельно соединенных фотоэлементов и унифицирование конструкции фотоэлектрического модуля, что позволяет стандартизировать технологию коммутации фотоэлементов приемника-преобразователя. 5 ил.