CN103597607A - 光伏元件 - Google Patents

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Abstract

根据本发明,提供一种光伏元件,包括:光伏层压件;结构衬底;其中所述光伏元件还包括多个毛状物,所述多个毛状物布置成用以改进在所述光伏层压件与所述结构衬底之间的粘附性。本发明还提供一种用于制造这样的光伏元件的中间产品和制造这样的光伏元件的方法。

Description

光伏元件
技术领域
本发明涉及光伏元件,特定而言,但非排他性地涉及包括柔性光伏模块并且适用于结构的构建/建造中的光伏元件。
背景技术
具有层状结构的光伏建造部件是已知的,并且用于建造一种建筑物或车辆的顶板、壁或其它零件。目前通常使用的建造部件具有活性层,诸如由在如聚乙烯TPO或另一合适塑料材料的柔性箔衬底这样的背部薄片上而沉积或分层的非晶、柔性硅组成的光伏层,以便提供光伏层压件。使用柔性活性电池和柔性箔衬底有利于使光伏层压件的表面适应于任何所希望的形状。
这种柔性光伏层压件然后被层压于一种结构层上。结构层通常为复合物、混凝土等的非柔性层,其强度足以用作建筑物(例如,房屋)或车辆的顶板或壁元件。
柔性光伏层压件通常借助于粘合剂而被胶合到结构层上。但是,柔性箔衬底常常为平滑表面。粘合剂粘附到柔性光伏层压件的平滑表面上以将柔性光伏层压件牢固固定到相邻结构层上。不利的是,在粘合剂与平滑表面柔性光伏层压件之间的粘附性不够结实以长期耐受风化(weathering)效果。
因此,在长期经受风化后,这些层变得彼此分离并且建造部件受损坏。例如,顶板结构可由一系列层状覆层建造部件而构造成;在长期经受风化后,在顶板结构中在层状覆层建造部件的层之间的粘附性将失效;层状覆层建造部件的层将变得彼此移除并且由此造成顶板结构泄露。在层状覆层包括光伏电池的情况下,当层状覆层建造部件的层变得彼此移除时,将不利地影响覆层产生光伏能量的能力。
为了防止建造部件中的层彼此分离,在建造部件的制造期间可使用螺栓、螺钉或紧固件。在制造所述建造部件期间,在已堆叠了建造部件的层之后,可使用螺栓、螺钉或紧固件来将这些层牢固固定在一起并且防止层彼此分离。不利的是,以此方式制造建造部件是很耗时的。
US2009/0178350描述了用于光伏元件的顶板或壁板产品。产品包括一种刚性衬底,刚性衬底具有顶表面,在顶表面上具有一个或多个接纳区,每个接纳区适于接纳常规平面光伏元件。这种适应可包括使表面纹理化,或者在表面上设置粘合剂以便利于光伏模块粘附于表面上。
WO2010/095012描述了一种光伏模块,其中,刚性、晶体光伏电池被合并于利用纤维加强的树脂结构中。可利用纤维来加强树脂。尽管利用一种模制树脂将光伏电池固定到织物上的过程改进了电池的粘附性,可靠性仍取决于树脂粘附于光伏电池的背部薄片上的能力。
DE102009014348描述了一种太阳能模块,其包括透明粘合剂层,互连的太阳能电池嵌入于透明粘合剂层中。透明、紫外线稳定的薄前层位于粘合剂层上方。包括借助于聚氨酯而结合的核层和玻璃纤维层的支承夹入元件位于后面上。纤维用于加强所述支承元件。这个文件并未解决在太阳能电池与刚性衬底之间的粘附性问题。
现有建造部件较重并且通常易于破裂。
本发明的目的在于消除或减轻上文所提到的缺点中的一个或多个。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种光伏元件,包括:柔性光伏层压件;结构衬底;其中柔性光伏元件还包括多个毛状物作为所述层压件的部分并且其被布置成用以改进在所述光伏层压件与所述结构衬底之间的粘附性。
毛状物为并不用于向衬底提供结构强度的任何纤维部件;术语“毛状物”包括,但不限于,连续纤维和包括连续纤维的无纺织物。毛状物可包括(例如)聚合物、玻璃或纤维素纤维。毛状物可包括聚合物纤维,诸如聚乙烯或聚丙烯或聚酯纤维,或玻璃纤维,或者任何类型的聚合物与玻璃的组合,或者包括纤维素基纤维的其它类型的纤维。毛状结构可基于无纺织物,呈通过机械、热或化学地缠结纤维或细丝而结合在一起的薄片或网状结构的形式。毛状物可装订、缝合、纺丝成网或纺粘、和熔喷。它们可呈较短或较长或连续纤维或细丝(长度从3mm至连续,优选地从6mm至连续,和直径从5μm至100μm,优选地从10μm至60μm)的形式。毛状物的结构可包括随机地组织的纤维和定向纤维。毛状结构的重量可在30至700 g/sqm的范围,优选地50至300 g/sqm的范围。毛状结构的厚度可在50μm至5mm的范围,优选地5μm至1mm的范围。毛状结构可由聚合物纤维制成,诸如聚丙烯、聚酯(PET)、聚酰胺、PVC和聚乙烯、纤维素基纤维或无机纤维,诸如玻璃纤维。
将毛状物设置于光伏层压件的表面上增加了可用于粘附的光伏层压件的表面处的表面接触面积。当结构衬底以熔融状态施加到光伏层压件的表面上时、和/或当结构衬底施加到在脱毛状态的光伏层压件的表面处和/或上的毛状物时,毛状物可延伸到结构衬底内。在熔融结构衬底已硬化后,在光伏层压件的表面处和/或上的毛状物将被嵌入于硬化的结构衬底内。嵌入于结构衬底中的毛状物帮助将光伏层压件锚固到结构衬底上,从而实现了在光伏层压件与结构衬底之间有所改进的粘附性。
在借助于粘合剂将光伏层压件和结构衬底牢固固定在一起的情况下,当粘合剂被涂覆/施用于光伏层压件与结构衬底之间时,毛状物可延伸到粘合剂内。在粘合剂已硬化之后,处于光伏层压件表面处的毛状物将被嵌入于硬化的粘合剂中。嵌入于硬化的粘合剂中的毛状物帮助将光伏层压件锚固到粘合剂上,因而改进了在光伏层压件与结构衬底之间的总粘附性。
而且,本发明的部件并不使用玻璃衬底,并且因此比现有建造部件更轻,并且更不太易于破裂。本发明的部件可具有任何所希望的形状,这样的形状在制造期间易于得到。
光伏元件可为用于建筑的部件。例如,光伏元件可为建造部件。光伏元件可为适用于建造例如顶板的结构的一种部件。光伏元件可为顶板部件。光伏元件可为便携式产品。
毛状物可被布置成使得它们在第一衬底与结构衬底之间的界面处。
光伏层压件可包括一种牢固固定到柔性背部薄片上的柔性活性层。
光伏层压件可包括所述多个毛状物。优选地,所述光伏层压件的表面包括所述多个毛状物。
毛状物可布置成使得它们从光伏层压件延伸。优选地,毛状物布置成使得它们从光伏层压件的表面延伸并且穿入到覆盖模制的结构衬底内。
具有从表面延伸的毛状物的光伏层压件能作为半成品而被分配。尽管产品太柔软而不能用作顶板或壁板材料,其可由刚性顶板或壁板元件的生产商使用,并且放置于模具中,模具用于模制合并了所述光伏层压件的塑料或复合顶板或壁板元件。
毛状物可与光伏层压件为一体的。可通过覆盖模制、注射、投射(projecting)或压缩所述结构衬底到毛状物上而将毛状物制成为与结构衬底一体;例如,利用短切毡和/或薄片模制化合物进行投射。
光伏元件还可包括至少一个毡层。至少一个毡层可由毡或毡状材料制成。出于本文目的,包括多个毛状物以便利于在柔性光伏层压件与结构衬底之间的粘附性的任何材料将被认为是毡状材料;这不仅包括毡,而且还包括诸如纤维材料、羊毛、无纺材料、无纺织物等其它材料。
至少一个毡层可包括所述多个毛状物,这些毛状物被布置成用以改进在所述光伏层压件与所述结构衬底之间的粘附性。
至少一个毡层可牢固固定到光伏层压件上。一个毡层可牢固固定到光伏层压件上并且一种第二毡层可牢固固定到结构衬底上。毡层可由粘附而牢固固定。
结构衬底可被覆盖模制到光伏层压件的毛状表面上。结构衬底可被覆盖模制到所述多个毛状物上,例如到与光伏层压件一体的毡层上,以将结构衬底牢固固定到光伏层压件上。
结构衬底可被直接地牢固固定到毡层上。可借助于将所述结构衬底覆盖模制到毡层上,而将结构衬底直接地牢固固定到毡层上。
毛状物可具有某些或所有以下性质:多个毛状物可为单向的;或者可具有随机取向和/或可被缝合。
在毡层中的毛状物的性质可在毡层的相对着的侧上或者在介于光伏层压件与结构衬底之间的界面的不同区域处有所不同。例如,毡层可在附连到光伏层压件上的毡层侧部上包括可比在介于光伏层压件与结构衬底之间的界面处的毡层侧部上的毛状物更短的毛状物。
光伏层压件的活性层可包括一种光伏模块。活性层为柔性的。活性层包括一种柔性光伏模块,例如柔性非晶电池。替代地,活性层可包括晶体硅(C-Si)电池。晶体电池可包括薄c-Si波形转换器(wafer),例如200微米或更小的波形转换器衬底,并且提供某些柔性。
活性层还可包括多个毛状物。多个毛状物可从活性层的表面延伸。
光伏元件还可包括一个或多个硅晶片。该硅晶片或每个硅晶片可位于活性层内。
光伏元件在其正常状态下可为平面的,并且当刚性衬底被覆盖模制于其上时可被制成为非平面的。刚性衬底可具有波纹。刚性衬底,和固定到这个刚性衬底上的光伏元件可包括非平面的轮廓。刚性衬底可包括波纹轮廓。
可由模具给出光伏元件的非平面轮廓,在模具中,刚性衬底被覆盖模制、覆盖注射、覆盖灌注(over-infused)到柔性光伏层压件上。在覆盖模制操作期间,柔性光伏层压件可被真空抽吸抵靠着此模具的壁上。
光伏元件还可包括粘合剂。粘合剂可***置于光伏层压件的层之间。粘合剂可***置于光伏层压件与结构衬底之间,粘合剂可呈粘合剂层的形式。优选地,并不设置粘合剂并且结构衬底被直接地覆盖模制到光伏元件的毛状表面上。
光伏层压件可在结构衬底的整个表面上延伸,结构衬底的整个表面完全受到光伏层压件保护,并且由光伏层压件覆盖。光伏层压件可包括了在背部薄片上的光伏电池。背部薄片可具有与结构衬底相同的大小和相同的形状,结构衬底完全由背部薄片覆盖。光伏层压件可包括由透明层覆盖的光伏电池。透明层可具有与被透明层完全覆盖的结构衬底相同的大小和形状。
结构衬底还可包括树脂。结构衬底还可利用纤维加强。纤维可为玻璃纤维。光伏层压件还可包括树脂。树脂可为热固性树脂、光固性树脂、热塑性树脂。光伏层压件还可包括纤维。纤维可包括聚合物、玻璃、纤维素。结构衬底可为包括树脂和纤维素的复合物。复合物可包括在树脂中的玻璃纤维。树脂或纤维可改进使结构衬底更抗破裂的结构衬底的结构强度。树脂可为热固性树脂、光固性树脂、热塑性树脂,纤维可包括聚合物、玻璃、纤维素。
衬底的纤维与毛状物的区别在于纤维向衬底提供结构强度,而毛状物并不用于提供结构强度。而且,纤维通常基本上布置于衬底中从而使得它们与所述衬底的表面基本上平行以向该衬底提供结构强度,而通常毛状物被布置成使得它们从衬底的表面延伸,例如,毛状物通常基本上垂直于衬底的表面而延伸。
光伏层压件或结构衬底可包括塑料。光伏层压件和结构衬底二者都可包括塑料。光伏层压件可包括聚合物。例如,光伏层压件可包括聚乙烯、聚奈二甲酸乙二醇酯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。结构衬底可包括聚乙烯或环氧树脂。光伏层压件和结构衬底二者都可包括聚乙烯。
多个毛状物可呈现任何合适的形状、方面、设计或构造。多个毛状物的长度可不同,具有钩状配置,具有环状配置,具有弯曲配置,具有直配置,具有波状起伏配置和/或可以用不同角度定向。
根据本发明的另一方面,设置顶板元件,包括前述光伏元件中的任何光伏元件。
根据本发明的另一方面,提供包括前述光伏元件中任何光伏元件的壁元件。
根据本发明的另一方面,提供一种用于制造光伏元件的元件,该元件包括:光伏层压件,其中光伏层压件还包括多个毛状物,多个毛状物布置成使得能实现在光伏层压件与结构衬底之间改进的粘附性。
毛状物可被布置成从光伏层压件的表面延伸。
光伏层压件可包括所述多个毛状物。
毛状物可与光伏层压件为一体的。
用于制造建筑物的元件的部件还可包括毡层。毡层可包括所述多个毛状物。毡层可被牢固固定到光伏层压件上。
根据本发明的另一方面,提供一种顶板部件或顶板元件,包括前述光伏元件之中任一个。
根据本发明的另一方面,提供一种顶板,包括前述光伏元件之中任一个。顶板可包括多个前述光伏元件中任一种。
根据本发明的另一方面,提供一种制造光伏元件的方法,包括以下步骤:
在柔性光伏层压件的表面处设置多个毛状物;
在柔性光伏层压件的表面处的所述多个毛状物上设置呈熔融形式的一种结构衬底从而使得在光伏层压件的所述表面处的毛状物与熔融的结构衬底协同操作以在光伏层压件与结构衬底之间提供改进的粘附性。
在光伏层压件的表面处设置多个毛状物的步骤可包括将毛状物整合到光伏层压件内的步骤。可使用任何合适的方法来整合毛状物。
该方法可包括将活性层牢固固定到衬底上以形成光伏层压件。
在光伏层压件的表面处设置多个毛状物的步骤可包括以下步骤:将包括多个毛状物的毡层牢固固定到光伏层压件的表面上的步骤。
该方法还可包括以下步骤:在结构衬底与光伏层压件之间设置粘合剂。该方法还可包括以下步骤:在结构衬底的表面与光伏层压件的所述表面之间设置粘合剂。
可通过将粘合剂注射于结构衬底的所述表面与光伏层压件的所述表面之间来进行在结构衬底的表面与光伏层压件的所述表面之间设置粘合剂的步骤。
该方法可包括以下步骤:将结构衬底覆盖模制到具有非平面轮廓的光伏层压件上。该方法可包括以下步骤:将结构衬底覆盖模制到具有波纹轮廓和/或表面的光伏层压件上。优选地,该方法还包括以下步骤:将光伏层压件定位于模具内。将光伏层压件定位于模具内可设置具有非平面和/或波纹轮廓的光伏层压件。
该方法可包括以下步骤:提供具有非平面表面的结构衬底。该方法可包括以下步骤:提供具有波纹表面的结构衬底。该方法还可包括以下步骤:将光伏层压件覆盖模制到结构衬底上。结构衬底可被定位于非平面模具上,以提供具有非平面表面和/或非平面轮廓的第二衬底。结构衬底可被定位于非平面模具上,以提供具有波纹表面和/或波纹轮廓的第二衬底。
优选地,该方法包括以下步骤:将结构衬底覆盖模制到光伏层压件上。当结构衬底被覆盖模制到光伏层压件上时,毛状物可变得嵌入于在光伏层压件上的结构衬底内。光伏层压件可包括一种平面轮廓,在覆盖模制期间使得平面轮廓制成为非平面的。优选地,该方法包括以下步骤:将结构衬底覆盖模制到(已具备毛状物的、并且覆盖模制到包括非平面表面的模具上的)所述光伏层压件的表面上。结构衬底优选地定位于模具的非平面表面上。结构衬底可被注射、投射和/或压缩到光伏层压件上;例如,利用短切毡(chopped strand mat)和/或薄片模制化合物来投射。
在一实施例中,粘合剂可被注射于结构衬底的所述非平面或波纹表面与光伏层压件的所述表面之间,从而使得毛状物与粘合剂协同工作以在光伏层压件与结构衬底之间提供改进的粘附性。
该方法还包括以下步骤:将纤维合并到结构层内。该方法还可包括以下步骤:在将结构衬底覆盖模制到光伏层压件上期间将纤维合并到结构衬底上。可作为纤维的替代或补充而使用树脂。
该方法还包括以下步骤:将纤维合并到光伏层压件内。该方法还可包括以下步骤:将树脂合并到光伏层压件内。
活性层可包括一种光伏模块。活性层可为柔性的。活性层可包括一种柔性光伏模块。
将一种光伏模块层和一种背部薄片牢固固定在一起的步骤可通过使用粘合剂将所述层粘附在一起来进行。
作为在光伏层压层中或光伏层压层上的毛状物的替代,多个毛状物也可设置于结构层上并且第一衬底层可施加到结构层上的毛状物上从而使得实现了在结构层与光伏层压件之间改进的粘附性。
附图说明
借助于仅以举例说明的方式给出并且由附图示出的实施例的描述,将更好地理解本发明,在附图中:
图1提供了根据本发明的一实施例的光伏元件的截面图;以及
图2提供了根据本发明的另一实施例的光伏元件的截面图;以及
图3提供了根据本发明的另一实施例的光伏元件的截面图;以及
图4提供了根据本发明的另一实施例的光伏元件的截面图;
图5a至5b示出了图1所示的光伏元件制造中所涉及的步骤。
具体实施方式
图1提供了根据本发明的一实施例呈顶板元件1形式的光伏元件的截面图。顶板元件1可用于在例如房屋、大篷车、船只或诸如此类的任何其它结构上构造一种顶板或壁结构。通常,多个这样的顶板元件1协同工作地布置成用以构造顶板或壁结构。顶板元件1为非平面的并且具有由波纹2限定的波纹轮廓。在此特定示例中的波纹2向顶板元件1提供额外结构刚性。
顶板元件1包括牢固固定到结构衬底层7上的呈光伏层压件3、5形式的一种活性层。光伏层压件为半成品并且在此示例中包括层压件,和结构衬底7;层压件具有柔性光伏模块3和第一柔性衬底5(背部薄片)。光伏模块层3借助于第一粘合剂层9a、或者由任何其它合适手段而牢固固定到柔性背部薄片5上。
通过将呈熔融形式的结构衬底7施用到柔性光伏层压件3、5的表面13上并且随后允许所述结构衬底7在光伏层压件3、5的表面13上硬化,将柔性光伏层压件3、5的下面牢固固定到结构衬底层7上。因而,结构衬底7被直接地覆盖模制到背部薄片5上。
所述结构衬底7和可能地所述柔性背部薄片5包括纤维4(或者树脂),纤维4向所述衬底5、7提供结构支承。应了解到,衬底并不限于具有纤维4(或树脂)并且衬底5、7中的一者或二者可包括纤维4(或树脂)。纤维4(或树脂)将增加衬底5、7的强度,使得它们更抗破裂。在光伏层压件的背部薄片5中的纤维4被示出为布置成使得它们基本上平行于背部薄片的表面13延伸。
在结构衬底7中的纤维4被示出布置成使得其基本上平行于所述结构衬底7的表面15。但应了解到,纤维可呈任何其它合适布置,例如纤维可具有随机方位或者它们可布置为网孔/网眼。
柔性光伏模块3具有在0.2至2mm范围内的厚度。柔性光伏模块3的薄结构确保了柔性光伏模块3非常柔性。但柔性光伏模块3较脆并且易于撕裂。
光伏层压件的柔性背部薄片5向柔性光伏模块3提供结构支承从而使得柔性光伏模块3不能易于撕裂。虽然刚性比柔性光伏模块3更强,背部薄片5仍是柔性的,因而当柔性光伏模块3牢固固定到背部薄片5以形成堆叠时,这个堆叠保持为柔性的。在此特定示例中,背部薄片5包括聚乙烯或聚丙烯;但将会了解到,背部薄片5可包括任何其它合适材料,特别地塑料材料,或不同材料的层压件。
结构衬底7通过在顶板元件1中支承所述光伏层压件而为顶板元件1提供结构支承。比形成顶板元件1的背部薄片5和柔性光伏模块3刚性更强和更结实/强固,结构衬底7使得光伏元件1适用于例如建筑一种顶板或壁。在此特定示例中,结构衬底7由在树脂中的纤维复合物,诸如玻璃纤维而制成;但将会了解到,结构衬底7可包括任何其它合适材料。结构衬底7被覆盖模制到背部薄片5的表面13上,以将结构衬底7直接地牢固固定到背部薄片5上。
如图1所示,光伏层压件3、5的下层5包括与光伏层压件3、5一体的多个毛状物11。可使用任何合适方法将多个毛状物与光伏层压件3、5制成为集成一体的;例如,可在制造所述背部薄片5期间使毛状物与光伏层压件3、5制成为集成一体的;例如,当背部薄片5处于熔融状态时在制造期间,可将毛状物11合并到光伏层压件的背部薄片5内;或者,毛状物11可胶合到背部薄片5上。上面牢固固定有毛状物的光伏层压件3、5可作为半成品而被分配。
多个毛状物11中的至少某些布置在介于光伏层压件3、5与结构衬底7之间的界面12处。毛状物11被布置成用以从光伏层压件3、5的表面13基本上竖直地延伸到结构衬底7内。多个毛状物11增加了可用于粘附的光伏层压件3、5的表面13处的表面接触面积。毛状物11也延伸到结构衬底7内以将光伏层压件5锚固到结构衬底7上。因而,实现了在柔性光伏层压件3、5与结构衬底7之间改进的粘附性。最终,在柔性光伏层压件3、5与结构衬底7之间更好的粘附性表示/意味着光伏层压件3、5不太可能变得与结构衬底7分离,并且因此光伏层压件和结构衬底7保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响之后。
图2提供了根据本发明的第二实施例呈顶板元件10形式的光伏元件的截面图。顶板元件10具有许多与图1所示的顶板元件1相同的特征,并且相同的特征被给予相同的附图标记。
顶板元件10包括带背部薄片25的光伏层压件。如在第一实施例中的情况,光伏层压件包括背部薄片25,背部薄片25向柔性光伏模块3提供结构支承从而使得柔性光伏模块3不能被容易地撕裂。虽然刚性比柔性光伏模块3更强,光伏层压件的背部薄片25仍是柔性的,因而当光伏模块层3牢固固定到背部薄片25以形成堆叠时,这个堆叠保持为柔性的。在此特定示例中,背部薄片25包括聚乙烯或聚丙烯;但将会了解到,背部薄片25可包括任何合适材料,或不同材料的层压件。不同于图1中所示的顶板元件1的背部薄片5,在图2中所示的实施例中,背部薄片25并不包括与背部薄片25集成一体的毛状物。
顶板元件10还包括牢固固定到光伏层压件3、25的表面23上的层27。层27可包括毡或毡状材料,诸如毡、纤维材料、羊毛、无纺材料、无纺织物等。我们将这种层无区别地简单地称作毡层或毡状层。可使用任何合适手段(例如,粘合剂)将毡层27牢固固定到表面23上。结构衬底7被覆盖模制到毡层27上以将结构衬底7直接地牢固固定到毡层27上。
毡层27包括多个毛状物111。毛状物以关于图1中所示的实施例所描述般的相同方式起作用;即,多个毛状物111 增加了可用于粘附的在光伏层压件的表面13处的表面接触面积,并且多个毛状物111 也将延伸到结构衬底7内以将光伏层压件锚固到结构衬底7上。因而,实现了在光伏层压件与结构衬底7之间改进的粘附性。最终,在光伏层压件3、25与结构衬底7之间改进的粘附性表示/意味着柔性光伏层压件3、25不太可能变得与结构衬底7分离;因此,柔性光伏层压件3、25和结构衬底7保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响之后。
如上文所描述的那样,毛状物设置于光伏层压件上。将会了解到,在所有实施例中,毛状物可以替代地或额外地被设置于结构层上。在此情况下,光伏层压件可被覆盖模制或者压延到结构衬底上。
图3提供了根据本发明的另一实施例呈顶板元件100形式的光伏元件的截面图。图3所示的实施例具有许多与图1所示的实施例相同的特征,并且相同的特征被给予相同的附图标记。
不同于图1所示的实施例,结构衬底7并不直接地牢固固定到柔性光伏层压件5上,而是借助于第二粘合剂层9b将结构衬底7牢固固定到柔性光伏层压件5上。
毛状物11以类似有利的方式作用以用来改进在柔性光伏层压件5与结构衬底7之间的粘附性;即,多个毛状物11增加了可用于粘附的柔性光伏层压件5的表面13处的表面接触面积。多个毛状物11中的至少某些从柔性光伏层压件5的表面13基本上竖直地延伸,并且进入到第二粘合剂层9b内。毛状物11将柔性光伏层压件5锚固到第二粘合剂层9b上。因而,实现了在柔性光伏层压件5与第二粘合剂层9b之间改进的粘附性。最终,在柔性光伏层压件5与第二粘合剂层9b之间更好的粘附性表示/意味着柔性光伏层压件5不太可能变得与结构衬底7分离,并且因此柔性光伏层压件5和结构衬底7保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响之后。
参考图1至图3,应了解到,此外,结构衬底7也可包括多个毛状物。毛状物可从结构衬底7的表面15竖直地延伸到可选的第二粘合剂层9b或者直接到柔性光伏层压件3、5内。多个毛状物将增加在可用于粘附的结构衬底7的表面15处的表面接触面积,并且毛状物也将延伸到粘合剂层9b内或者到柔性光伏层压件3、5内以将结构衬底7锚固到第二粘合剂层9b上、或者到柔性光伏层压件5上。因而,可实现在结构衬底7与柔性光伏层压件3、5之间改进的粘附性。这将进一步加强在光伏层压件3、5与结构衬底7之间的粘附性,从而使得它们不太可能变得分离。
图4提供了根据本发明的另一实施例的,呈顶板元件1000的形式的光伏元件的截面图。图4所示的实施例具有许多与图2所示的实施例相同的特征,并且相同的特征被给予相同的附图标记。
不同于图2所示的实施例,结构衬底7并不直接地牢固固定到毡层27上,而是借助于第二粘合剂层9b将结构衬底7牢固固定到毡层27上。
在毡层27中的毛状物111以类似有利的方式作用以用来改进在柔性光伏层压件3、5与结构衬底7之间的粘附性;即,多个毛状物111 增加了可用于粘附的柔性光伏层压件3、5的表面23处的表面接触面积,并且多个毛状物111也将延伸到粘合剂层9b内以将柔性光伏层压件3、25锚固到第二粘合剂层9b上。因而,可实现在柔性光伏层压件3、25与第二粘合剂层9b之间改进的粘附性。最终,在柔性光伏层压件3、25与第二粘合剂层9b之间改进的粘附性意味着柔性光伏层压件3、25不太可能变得与结构衬底7分离。因此,柔性光伏层压件3、25和结构衬底7保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响之后。
应了解此外,结构衬底7还可包括毡层27,毡层27具有从结构衬底7的表面15竖直地延伸到第二粘合剂层9b内或者直接地到柔性光伏层压件3、5内的多个毛状物。多个毛状物将增加在可用于粘附的结构衬底7的表面15处的表面接触面积,并且毛状物也将延伸到粘合剂层9b内或者到柔性光伏层压件3、5内以将结构衬底7锚固到第二粘合剂层9b上、或者到柔性光伏层压件3, 5上。因而可实现在结构衬底7与柔性光伏层压件3、5之间改进的粘附性。
图5a至5b示出了图1所示的光伏元件1的制造中所涉及的步骤。该方法首先涉及使用已知方法来制备一种光伏层压件,在此示例中,光伏层压件包括柔性光伏模块3和背部薄片5。
多个毛状物11被制成与光伏层压件的背部薄片5集成一体从而使得它们从背部薄片5的表面13延伸;这可使用任何合适方法来进行;在制造柔性光伏层压件3、5期间,例如在制造光伏层压件的最下层期间,毛状物11可被合并到柔性光伏层压件3、5的表面13内;例如,当在制造期间所述背部薄片5处于熔融状态时,毛状物11可被合并到背部薄片5的表面13内;或者毛状物11可被简单地胶合到柔性光伏层压件3、5的表面13上。
当如图2所示制造所述顶板元件10时,作为提供与柔性光伏层压件集成一体的多个毛状物的替代,包括多个毛状物的毡层27被简单地牢固固定到柔性光伏层压件5的表面13上。
之后,柔性光伏模块3借助于粘合剂9a而被牢固固定到背部薄片5上以形成一种堆叠12,即,光伏层压件。由于柔性光伏模块3和背部薄片5的柔性性质,所述堆叠或所述光伏层压件12将是柔性的。然后将柔性光伏层压件12施用/涂覆在第一模具元件30a的波纹表面35上。光伏层压件12可抵靠着所述波纹表面35而被压入或真空抽吸入所述第一模具元件30a内,导致所述光伏层压件12的外形轮廓适应于波纹表面35的波纹轮廓。
通过限定于第一波纹模元件30a中的通道33而施加真空;真空抽吸到光伏层压件12上从而使得光伏层压件12并不变得从第一模具元件30a的表面35移除。
使用已知方法将结构衬底7制备为呈熔融状态。可选地,树脂和/或纤维4(如图5b中所示)可在制备它时被合并到结构衬底7内;当合并到结构衬底7内时,树脂或纤维4将向结构衬底7提供结构支承。
然后使光伏层压件12朝向第二模具元件30b的表面37移动。第二模具元件30b还包括一种波纹表面37,如图5a所示。光伏层压件12被定位成使得在堆叠12上的波纹对应于第二模具元件30b的波纹表面37中的波纹(即,在光伏层压件12中的波纹中的峰覆盖在第二模具元件30b的波纹表面37中/上的波纹中的谷(trough))。
如图5b所示,光伏层压件12被保持在第二模具元件30b的波纹表面37上方的位置,从而使得由第二模具元件30b的波纹表面37和背部薄片5的表面13而限定了一种通道39。
然后,使用注射器件41,使结构衬底7以其熔融状态注入到通道39内,直到通道39充满熔融结构衬底7。以此方式,结构衬底7被覆盖模制到背部薄片5的表面13上。第二模具元件30b的波纹表面37,和光伏层压件12的波纹轮廓,将迫使所注射的熔融结构衬底7实现一种波纹轮廓。
多个毛状物11增加了可用于与熔融结构衬底7相粘附的背部薄片5的表面13处的表面接触面积。而且,当熔融结构衬底7移动到通道39内时,从背部薄片5的表面13延伸的多个毛状物11中的至少某些将变得嵌入于熔融结构衬底7中。
然后允许熔融结构衬底7硬化。一旦熔融结构衬底7已硬化的情况下,嵌入的毛状物11将柔性光伏层压件3、5锚固到硬化的结构衬底7上。因此,实现了在柔性光伏层压件3、5与结构衬底7之间改进的粘附性。最终,在背部薄片5与结构衬底7之间改进的粘附性表示/意味着柔性光伏层压件3、5不太可能变得与结构衬底7分离,并且这些层保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响后。
使用类似的步骤来制备图3和图4所示的实施例。在此情况下,独立地制备结构衬底7并且允许硬化。然后将光伏层压件12定位于硬化的结构衬底7上方以限定一种在光伏层压件与结构衬底7之间的通道。然后使用注射器件将粘合剂注射到通道内,直到通道充满粘合剂。如在上文所描述的方法中的情况,多个毛状物增加了可用于粘附的柔性光伏层压件3、5的表面13处的表面接触面积。而且,随着粘合剂移动到通道内,多个毛状物将变得嵌入于粘合剂中以将柔性光伏层压件3、5锚固于所注射的粘合剂中。因此,实现了在柔性光伏层压件3、5与所注射的粘合剂之间改进的粘附性;在柔性光伏层压件3、5与注射的粘合剂之间改进的粘附性表示/意味着柔性光伏层压件3、5不太可能变得与结构衬底7分离,并且柔性光伏层压件3、5和结构衬底7保持牢固固定到彼此,即使在已长期经受风化的效果/影响后。
图6示出了根据本发明的另一实施例的光伏元件600。光伏元件600具有许多与图1所示的光伏元件1相同的特征。并且相同的特征被给予相同的附图标记。
光伏元件600还包括位于活性层3内的多个晶体硅晶片601。借助于电连接器603而电连接每个相继/相接连的晶片。晶片可具有某些有限的柔性。
在不偏离如所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下,对本发明的所描述的实施例的各种修改和变型将对于本领域技术人员显然。尽管已关于具体优选实施例而描述了本发明,应了解到,所要求保护的本发明不应被不当地限制为这样的具体实施例。

Claims (9)

1.一种制造光伏元件的方法,包括以下步骤:
提供柔性光伏层压件;
将包括多个毛状物的层牢固固定到所述光伏层压件的表面上;
将结构衬底模制于所述多个毛状物上在所述光伏层压件的表面处,从而使得在所述光伏层压件的所述表面处的毛状物与所述结构衬底协同工作,所述毛状物提供在所述光伏层压件与结构衬底之间改进的粘附性。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述柔性光伏层压件抵靠第一模具元件的异型、波纹或其它非平面表面而施加。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述光伏层压件真空抽吸入到第一模具元件上抵靠所述波纹表面,导致所述光伏层压件的外形轮廓适应于所述波纹表面的波纹轮廓。
4.一种用于制造刚性光伏元件的柔性半成品元件,所述元件包括:
柔性光伏层压件;
柔性材料,其包括牢固固定到所述光伏层压件的表面上的多个毛状物;
其中所述毛状物布置成使得能实现在光伏层压件与结构衬底之间改进的粘附性。
5.一种通过权利要求1至3中任一项所述的方法而生产的光伏元件,包括:
柔性光伏层压件;
包括牢固固定到所述柔性光伏层压件上的多个毛状物的层;
刚性结构衬底;
其中所述毛状物从所述层的表面延伸以改进在所述光伏层压件与所述结构衬底之间的粘附性。
6.根据权利要求5所述的光伏元件,其中,所述光伏元件具有波纹或其它非平面的轮廓。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的光伏元件,其中,所述结构衬底为包括树脂和纤维的复合物。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的光伏元件,其中,所述层由毡或毡状材料制成。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的光伏元件,其中,所述结构衬底覆盖模制、覆盖注射或覆盖灌注到所述层上。
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