CN102484155A - 阻挡层 - Google Patents

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Abstract

一种制造光伏模块的方法可以包括：利用涂覆材料涂覆基底的一部分；在所述基底的边缘的至少一部分上沉积阻挡材料层；以及使所述阻挡材料层固化，其中，所述阻挡材料层有效地作为对所述涂覆材料的阻挡件。

Description

阻挡层
优先权要求
本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求于2009年8月17日提交的序列号为61/234,501的美国临时专利申请的优先权，通过引用将该申请包含于此。
技术领域
本发明涉及光伏模块和制造方法。
背景技术
光伏模块可包括沉积在基底上的半导体材料，例如，具有用作窗口层的第一层和用作吸收层的第二层。半导体窗口层可允许太阳辐射穿过而到达诸如碲化镉层的吸收层，吸收层将太阳能转换成电。光伏模块还可包含一个或多个透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层常常也是电荷的导体。
附图说明
图1是光伏模块的示意图。
图2是光伏模块的示意图。
图3是光伏模块的示意图。
图4是光伏模块的示意图。
具体实施方式
光伏模块可以包括与基底相邻的透明导电氧化物层和半导体材料层。透明导电氧化物可以包括锌氧化物或锡氧化物，所述锌氧化物或锡氧化物可以是掺杂的二元、三元或四元材料。半导体材料层可以包括双层，该双层可以包括n型半导体窗口层和p型半导体吸收层。n型窗口层和p型吸收层可以设置为彼此接触，以产生电场。光子在接触n型窗口层时可以释放电子空穴对，从而将电子发送到n侧，并将空穴发送到p侧。电子可以经由外部电流通路流回到p侧。产生的电子流动提供了电流，其与电场产生的电压结合而产生功率。结果是光子能量转换为电能。为了保持并提高器件性能，除了半导体窗口层和吸收层之外，许多层可以设置在基底上。
光伏模块可以形成在诸如玻璃的光学透明的基底上。因为玻璃是不导电的，所以透明导电氧化物(TCO)层通常沉积在基底和半导体双层之间。平坦的缓冲层可以沉积在TCO层和半导体窗口层之间，以减小在半导体窗口层的形成过程中出现不平整的可能性。另外，缓冲层可以被包括在基底和TCO层之间，以减轻会导致裂化和层离的钠或其它污染物从基底到半导体层的扩散。缓冲层可以是透明的、热稳定的，具有数量减少的针孔并具有高的钠阻挡能力以及良好的粘附性能。因此，TCO可以是三层堆叠件的一部分，该三层堆叠件可以包括例如二氧化硅阻挡层、TCO层和缓冲层(例如，氧化锡(IV))。缓冲层可以包括各种合适的材料，其包括氧化锡、氧化锌锡、氧化锌和氧化锌镁。光伏模块可以包括沉积在TCO堆叠件上的硫化镉窗口层和沉积在该硫化镉层上的碲化镉吸收层。相对于其它光伏技术，碲化镉光伏模块提供了若干优点。其中的优点是在多云和漫射光的条件下优异的光吸收性能，并且易于制造。
可以沿第一基底的边缘将阻挡材料层并入到光伏模块中。阻挡材料层应当具有强的粘附性质，并对紫外光、湿气、磨损和温度的极端变化表现出耐受性。该材料还应当是耐久的，并具有尽可能地接近于玻璃的膨胀系数。阻挡材料层可以用作边缘包封密封件，以将一个或多个涂覆层包封在光伏模块内。例如，阻挡材料层可以为光伏模块中的一个或多个半导体层提供阻挡件。阻挡材料层还可以有助于将任何其它涂覆材料限制到基底的表面。阻挡材料层还可以有效地阻挡水或空气接触光伏模块内的一个或多个涂覆层。
在一方面，一种制造光伏模块的方法可以包括利用涂覆材料涂覆基底的一部分。该方法可以包括在基底的边缘的至少一部分上沉积阻挡材料层。该方法可以包括使阻挡材料层固化。阻挡材料层可以有效地作为对涂覆材料的阻挡件。
阻挡材料层可以包括环氧树脂、丙烯酸光敏聚合物、保形涂料或它们的任何组合。阻挡材料层可以包括含硅材料，例如硅树脂。沉积可以包括喷射薄涂层。沉积可以包括通过针朝基底移动液体。沉积可以包括通过液体喷涌器状的出口朝基底移动液体。沉积可以包括在基底上刷液体。沉积可以包括紧靠夹层沉积阻挡材料层。沉积可以包括紧靠涂覆材料沉积阻挡材料层。固化可以包括在大约室温下固化大约3小时至大约25小时。固化可以包括在大约室温下固化大约8小时至大约20小时。固化可以包括形成边缘包封密封件。固化可以包括施加紫外光。固化可以包括加热。加热可以包括IR加热。加热可以包括电阻加热。固化可以包括加热环氧树脂。固化可以包括向丙烯酸光敏聚合物施加紫外光。固化可以包括向环氧树脂施加紫外光。固化可以包括向包括光敏聚合物的保形涂料施加紫外光。
在一方面，光伏模块可以包括用涂覆材料涂覆的基底。基底可以包括边缘。光伏模块可以包括接触基底的边缘的至少一部分的阻挡材料层。阻挡材料层可以包括对涂覆材料的阻挡件。
光伏模块可以包括位于基底上并紧靠涂覆材料的夹层材料。阻挡材料层可以包括边缘包封密封件。阻挡材料的粘度具有适合于在固化以形成固体之前在基底上施加涂层的粘度。阻挡材料层可以包括环氧树脂。环氧树脂的粘度可以为大约1000cP至大约10000cP、大约1500cP至大约9000cP、大约4000cP至大约6000cP或者大约5000cP至大约5500cP。阻挡材料层可以包括丙烯酸光敏聚合物。丙烯酸光敏聚合物的粘度可以为大约10cP至大约25cP或者大约15cP至大约20cP。丙烯酸光敏聚合物的粘度可以为大约200cP至大约800cP或者大约350cP至大约600cP。阻挡材料层可以包括保形涂料。保形涂料的粘度可以为大约50cP至大约250cP。保形涂料的粘度可以为大约100cP至大约150cP。阻挡材料层可以包括含硅材料，例如硅树脂。阻挡材料层可以物理地接触夹层材料的至少一部分。基底可以包括玻璃。涂覆材料可以包括透明导电氧化物层。阻挡材料层可以接触透明导电氧化物层的边缘的至少一部分。涂覆材料可以包括位于透明导电氧化物层上的硫化镉层以及位于硫化镉层上的碲化镉层。阻挡材料层可以有效地阻挡水或空气接触涂覆材料。
在一方面，光伏模块可以包括基底。光伏模块可以包括位于基底上的透明导电氧化物层。光伏模块可以包括接触基底的边缘的至少一部分的阻挡材料层。阻挡材料层可以包括对透明导电氧化物层的阻挡件。阻挡材料层可以包括环氧树脂、丙烯酸光敏聚合物或保形涂料。阻挡材料层可以包括含硅材料，例如硅树脂。阻挡材料层可以包括边缘包封密封件。
在一方面，基底可以包括涂覆材料和接触基底的边缘的至少一部分的阻挡材料层。阻挡材料层可以包括对涂覆材料的阻挡件。阻挡材料层可以包括环氧树脂、丙烯酸光敏聚合物或保形涂料。阻挡材料层可以包括含硅材料，例如硅树脂。阻挡材料层可以包括边缘包封密封件。
参照图1，光伏模块10可以包括基底100，其中，阻挡材料层140沉积在基底100上。阻挡材料层140可以沉积在基底100的边缘上，并可以接触光伏模块10内的一个或多个涂层。例如，阻挡材料层140可以接触透明导电氧化物层110的边缘的一部分。基底100可以包括任何合适的材料，其包括玻璃，例如钠钙玻璃。透明导电层110可以包括任何合适的透明导电氧化物。阻挡材料层140可以为透明导电氧化物层110提供阻挡件，并将透明导电氧化物层110限制到基底100的表面。透明导电氧化物层110可以是透明导电氧化物堆叠件的一部分。一个或多个器件层可以沉积在透明导电氧化物层110上(其可以是、或者可以不是透明导电氧化物堆叠件的一部分)，所述一个或多个器件层包括例如位于硫化镉层上的碲化镉层。
参照图2，举例而言，器件层120可以沉积在可以是透明导电氧化物堆叠件的一部分的透明导电氧化物层110上。器件层120可以包括任何合适的半导体材料，其包括例如位于硫化镉层上的碲化镉层。接触金属150可以沉积在器件层120上，以用作光伏模块10的背接触件。夹层130可以相邻于基底100而沉积。夹层130可以接触阻挡材料层140。例如，夹层130可以沉积在阻挡材料层140上。夹层130可以包括任何合适的材料，其包括热塑性塑料。例如，夹层130可以包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯酸树脂(PMMA)、赛璐珞、乙酸纤维素、环烯烃共聚物(COC)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯乙烯醇(EVOH)、氟塑料(PTFE)、离聚物、Kydex
Figure BPA00001514368700041
液晶聚合物(LCP)、聚缩醛(POM)、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚芳醚酮(PAEK)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己酸内酯(PCL)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二甲酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚酮(PK)、聚酯、聚乙烯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、氯化聚乙烯(PEC)、聚酰亚胺(PI)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSU)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚氨酯(PU)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、丁基橡胶或它们的任何组合。
夹层130也可以相邻于一个或多个涂覆层直接沉积在基底100上，然后沉积阻挡材料层140。参照图3，举例而言，夹层130可以相邻于透明导电层110和器件层120沉积在基底100的边缘上。在沉积夹层130之前，基底100的边缘可以具有通过激光烧蚀或任何其它手段去除的一个或多个涂覆层。如图1-3所示，阻挡材料层140可以沉积在基底100的边缘上。阻挡材料层140可以物理地接触基底100的边缘的任何部分。例如，阻挡材料层140可以触摸基底100的底部、基底100的侧面或基底100的顶边缘。阻挡材料层140还可以物理地接触夹层130的一个或多个部分，如图2和图3所示。阻挡材料层140还可以物理地接触基底100上的一个或多个涂覆层，例如透明导电层110和器件层120中的一者或两者。
可以使用各种材料用于阻挡材料层140。阻挡材料层140可以包括任何合适的环氧树脂或丙烯酸树脂以及任何保形涂料。阻挡材料层还可以包括任何合适的含硅材料，其包括例如硅树脂。可以使用任何合适的技术沉积阻挡材料层140。例如，可以将阻挡材料层140作为薄涂层喷射到基底100的边缘上。阻挡材料层140可以经由诸如针的小出口作为液体来沉积，以确保精确度和准确度。可选地，阻挡材料层可以从诸如液体喷涌器的大出口来沉积，以确保较大的施加速度。阻挡材料层140还可以经由一个或多个刷子来沉积。
阻挡材料层140可以具有任何合适的粘度。例如，阻挡材料层140的粘度可以在大约5cP至大约8000cP的范围内。例如，阻挡材料层140可以包括粘度为大约4000cP至大约6000cP(例如，大约5300cP)的环氧树脂。阻挡材料层140还可以包括粘度为大约200cP至大约800cP(例如，大约350cP至大约600cP)的丙烯酸光敏聚合物。可选地，丙烯酸光敏聚合物的粘度可以为大约10cP至大约30cP，例如大约15cP至大约20cP。阻挡材料层140还可以包括粘度为大约100cP至大约200cP(例如，大约125cP)的保形涂料。
阻挡材料层140可以具有任何合适水平的硬度或耐久性。例如，阻挡材料层140的耐久性可以为大约30邵氏A(Shore A)至大约80邵氏A。例如，阻挡材料层140可以包括耐久性为大约75邵氏A至大约80邵氏A或者大约35邵氏A至大约45邵氏A的丙烯酸光敏聚合物。阻挡材料层140还可以包括耐久性为大约70邵氏A至大约80邵氏A的保形涂料。
在沉积之后，可以使用任何合适的技术使阻挡材料层140固化。例如，阻挡材料层140可以在室温下固化大约3小时至大约25小时、大约4小时至大约24小时或者大约8小时至大约20小时。还可以使用紫外光使阻挡材料层140固化。可以施加紫外光持续任何合适的时间段，包括大约1秒至大约2分钟，例如大约30秒。可以使用包括大约30mW/cm2至大约300mW/cm2(例如，大约100mW/cm2)的任何合适水平的功率来施加紫外光。紫外光还可以由任何合适的波长构成，例如大约10nm至大约400nm。例如，可以以大约365nm将紫外光在大约100mW/cm2下施加到丙烯酸光敏聚合物持续少于大约30秒。可选地，可以以大约315nm至大约395nm将紫外光在大约3.5J/cm2下施加到丙烯酸光敏聚合物。可以将紫外光在大约50mW/cm2下施加到保形涂料持续大约3秒。还可以使用各种加热技术使阻挡材料层140固化。可以在包括大约100℃至大约300℃(例如，大约120℃至大约150℃)的任何合适的温度下加热阻挡材料层140。还可以将阻挡材料层140加热任何合适的时间段，包括大约30秒至大约10分钟。例如，可以电阻式地或通过红外线在大约100℃至大约200℃下将阻挡材料层140加热任何合适的时间段，包括大约30秒至大约10分钟。固化可以包括多个步骤。例如，可以在大约150℃下将环氧树脂加热大约1分钟，然后在大约120℃下加热大约5分钟。
参照图4，在沉积阻挡材料层140之后，可以将背支撑件200沉积到接触金属150上。背支撑件200可以包括任何合适的材料，其包括玻璃，例如钠钙玻璃。
通过举例说明和示例的方式给出了上面描述的实施例。应当理解的是，上面提供的示例在某些方面中可以改变，并仍处于权利要求的范围内。应当明白的是，虽然已经参照上面的优选实施例描述了本发明，但是其它实施例处于权利要求的范围内。

Claims (61)

1.一种制造光伏模块的方法，所述方法包括：
利用涂覆材料涂覆基底的一部分；
在所述基底的边缘的至少一部分上沉积阻挡材料层；以及
使所述阻挡材料层固化，其中，所述阻挡材料层有效地作为对所述涂覆材料的阻挡件。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡材料层包括环氧树脂。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡材料层包括丙烯酸光敏聚合物。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡材料层包括保形涂料。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述阻挡材料层包括含硅材料。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述含硅材料包括硅树脂。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括喷射薄涂层。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括通过针朝所述基底移动液体。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括通过液体喷涌器状的出口朝所述基底移动液体。
10.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括在所述基底上刷液体。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括紧靠夹层沉积所述阻挡材料层。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述沉积包括紧靠所述涂覆材料沉积所述阻挡材料层。
13.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括在大约室温下固化大约3小时至大约25小时。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述固化包括在大约室温下固化大约8小时至大约20小时。
15.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括形成边缘包封密封件。
16.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括施加紫外光。
17.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括加热。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述加热包括IR加热。
19.如权利要求17所述的方法，其中，所述加热包括电阻加热。
20.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括使环氧树脂固化。
21.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括向丙烯酸光敏聚合物施加紫外光。
22.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括向环氧树脂施加紫外光。
23.如权利要求1所述的方法，其中，所述固化包括向包括光敏聚合物的保形涂料施加紫外光。
24.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
用涂覆材料涂覆的基底，其中，所述基底包括边缘；以及
阻挡材料层，接触所述基底的所述边缘的至少一部分，其中，所述阻挡材料层包括对所述涂覆材料的阻挡件。
25.如权利要求24所述的光伏模块，所述光伏模块还包括位于所述基底上并紧靠所述涂覆材料的夹层材料。
26.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括边缘包封密封件。
27.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括环氧树脂。
28.如权利要求27所述的光伏模块，其中，所述环氧树脂的粘度为大约1000cP至大约10000cP。
29.如权利要求27所述的光伏模块，其中，所述环氧树脂的粘度为大约1500cP至大约9000cP。
30.如权利要求27所述的光伏模块，其中，所述环氧树脂的粘度为大约4000cP至大约6000cP。
31.如权利要求27所述的光伏模块，其中，所述环氧树脂的粘度为大约5000cP至大约5500cP。
32.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括丙烯酸光敏聚合物。
33.如权利要求32所述的光伏模块，其中，所述丙烯酸光敏聚合物的粘度为大约10cP至大约25cP。
34.如权利要求32所述的光伏模块，其中，所述丙烯酸光敏聚合物的粘度为大约15cP至大约20cP。
35.如权利要求32所述的光伏模块，其中，所述丙烯酸光敏聚合物的粘度为大约200cP至大约800cP。
36.如权利要求32所述的光伏模块，其中，所述丙烯酸光敏聚合物的粘度为大约350cP至大约600cP。
37.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括保形涂料。
38.如权利要求37所述的光伏模块，其中，所述保形涂料的粘度为大约50cP至大约250cP。
39.如权利要求37所述的光伏模块，其中，所述保形涂料的粘度为大约100cP至大约150cP。
40.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括含硅材料。
41.如权利要求40所述的光伏模块，其中，所述含硅材料包括硅树脂。
42.如权利要求25所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层物理地接触所述夹层材料的至少一部分。
43.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述基底包括玻璃。
44.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述涂覆材料包括透明导电氧化物层。
45.如权利要求44所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层接触所述透明导电氧化物层的边缘的至少一部分。
46.如权利要求44所述的光伏模块，其中，所述涂覆材料还包括位于所述透明导电氧化物层上的硫化镉层和位于所述硫化镉层上的碲化镉层。
47.如权利要求24所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层有效地阻挡空气或水接触所述涂覆材料。
48.一种光伏模块，所述光伏模块包括：
基底；
透明导电氧化物层，位于所述基底上；以及
阻挡材料层，接触所述基底的边缘的至少一部分，其中，所述阻挡材料层包括对所述透明导电氧化物层的阻挡件。
49.如权利要求48所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括环氧树脂。
50.如权利要求48所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括丙烯酸光敏聚合物。
51.如权利要求48所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括保形涂料。
52.如权利要求48所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括边缘包封密封件。
53.如权利要求48所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括含硅材料。
54.如权利要求53所述的光伏模块，其中，所述阻挡材料层包括硅树脂。
55.一种基底，所述基底包括：
涂覆材料；以及
阻挡材料层，接触所述基底的边缘的至少一部分，其中，所述阻挡材料层包括对所述涂覆材料的阻挡件。
56.如权利要求55所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括环氧树脂。
57.如权利要求55所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括丙烯酸光敏聚合物。
58.如权利要求55所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括保形涂料。
59.如权利要求55所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括边缘包封密封件。
60.如权利要求55所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括含硅材料。
61.如权利要求60所述的基底，其中，所述阻挡材料层包括硅树脂。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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