ITVI20120263A1 - ATMOSPHERIC PLASMA TREATMENT OF A BACKSHEET SURFACE FOR PHOTOVOLTAIC MODULES - Google Patents
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Description
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DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale avente titolo “TRATTAMENTO AL PLASMA ATMOSFERICO DELLA SUPERFICIE DI UN BACKSHEET PER MODULI of the patent for industrial invention entitled â € œATERMAL PLASMA TREATMENT OF THE SURFACE OF A BACKSHEET FOR MODULES
5 FOTOVOLTAICI†di EBFOIL S.r.l., Via Luigi Carlo Farini 11 , 40124, Bologna. Inventori designati: Elisa BACCINI, Luigi MARRAS, Bruno BUCCI. 5 PHOTOVOLTAICS⠀ by EBFOIL S.r.l., Via Luigi Carlo Farini 11, 40124, Bologna. Designated inventors: Elisa BACCINI, Luigi MARRAS, Bruno BUCCI.
CAMPO TECNICO DELL'INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
La presente invenzione riguarda il campo dei moduli 10 fotovoltaici. In particolare, la presente invenzione riguarda backcontact-backsheet di nuova concezione per un modulo fotovoltaico e un metodo di produzione di detti backcontactbacksheet. Ancora più in particolare, la presente invenzione riguarda un trattamento superficiale da applicare alla faccia 15 interna di un backcontact-backsheet al fine di migliorarne l’adesione con un foglio di materiale incapsulante o con una struttura multistrati laminata applicati sulla faccia interna del backcontact-backsheet. The present invention relates to the field of photovoltaic modules 10. In particular, the present invention relates to a new concept backcontact-backsheet for a photovoltaic module and a production method of said backcontactbacksheets. Even more particularly, the present invention relates to a surface treatment to be applied to the internal face 15 of a backcontact-backsheet in order to improve its adhesion with a sheet of encapsulating material or with a laminated multilayer structure applied to the internal face of the backcontact- backsheet.
STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE
20 Le celle solari sono utilizzate per convertire la luce solare in energia elettrica per mezzo dell’effetto fotovoltaico. Le celle solari rappresentano, quindi, una delle fonti di energia alternativa più promettenti per sostituire i combustibili fossili. Le celle solari sono formate da materiali 25 semiconduttori e vengono assemblate per formare i cosiddetti 20 Solar cells are used to convert sunlight into electricity by means of the photovoltaic effect. Solar cells therefore represent one of the most promising alternative energy sources to replace fossil fuels. Solar cells are formed from 25 semiconductor materials and are assembled to form so-called
Dott. Stefano Marchini (iscrizione Albo nr 1425/B) GRLJNECKER Dr. Stefano Marchini (registration nr 1425 / B) GRLJNECKER
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moduli fotovoltaici che, a loro volta, vengono raggruppati per formare gli impianti fotovoltaici tipicamente installati sui tetti di abitazioni o simili. photovoltaic modules which, in turn, are grouped to form photovoltaic systems typically installed on the roofs of homes or the like.
Per formare i moduli fotovoltaici, gruppi di celle solari sono 5 tipicamente incapsulati per mezzo di un materiale incapsulante, come ad esempio una miscela di polietilene (PE) con un contenuto variabile di vinil acetato (VA), comunemente denominata ÈVA. Il materiale incapsulante racchiudente le celle solari viene quindi inserito tra uno 10 strato di superficie ed una base o back-sheet in modo da completare il modulo fotovoltaico. Lo strato di superficie, o superficie principale del modulo, tipicamente realizzato in vetro, copre la superficie del modulo esposta al sole e permette alla luce solare di raggiungere le celle. Il back-15 sheet, d’altro canto, esegue una molteplicità di compiti. Esso assicura protezione per il materiale incapsulante e per le celle solari da agenti ambientali, impedendo al contempo l’ossidazione dei collegamenti elettrici. In particolare, il back-sheet impedisce che umidità , ossigeno ed altri fattori 20 legati alle condizioni atmosferiche danneggino il materiale incapsulante, le celle ed i collegamenti elettrici. Il back-sheet fornisce anche isolamento elettrico per le celle ed i corrispondenti circuiti elettrici. Inoltre, il back-sheet deve presentare alta opacità per scopi estetici e alta riflettività 25 nella parte orientata verso il sole per scopi funzionali. To form photovoltaic modules, solar cell groups are typically 5 encapsulated by means of an encapsulating material, such as a mixture of polyethylene (PE) with a variable content of vinyl acetate (VA), commonly referred to as ÈVA. The encapsulating material enclosing the solar cells is then inserted between a surface layer and a base or back-sheet in order to complete the photovoltaic module. The surface layer, or main surface of the module, typically made of glass, covers the surface of the module exposed to the sun and allows sunlight to reach the cells. The back-15 sheet, on the other hand, performs a variety of tasks. It ensures protection for the encapsulating material and for the solar cells from environmental agents, while preventing oxidation of the electrical connections. In particular, the back-sheet prevents humidity, oxygen and other factors 20 linked to atmospheric conditions from damaging the encapsulating material, the cells and the electrical connections. The back sheet also provides electrical insulation for the cells and corresponding electrical circuits. Furthermore, the back-sheet must have high opacity for aesthetic purposes and high reflectivity 25 in the part oriented towards the sun for functional purposes.
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Il collegamento elettrico nei moduli fotovoltaici comprendenti celle solari tradizionali avviene sia sul lato anteriore che su quello posteriore della cella, creando problemi di ombreggiatura. In particolare l’elettrodo 5 anteriore, cioà ̈ l’elettrodo esposto alla radiazione luminosa, viene contattato elettricamente attraverso una tecnica chiamata "H-patterning" che crea problemi di ombreggiamento della superficie esposta alla radiazione luminosa, dovuti alla presenza di tracce metalliche che 10 schermano la luce incidente sulla superficie anteriore della cella. I contatti elettrici tradizionali portano pertanto ad una riduzione dell'efficienza delle celle e dei moduli solari. The electrical connection in photovoltaic modules including traditional solar cells occurs both on the front and on the rear side of the cell, creating shading problems. In particular, the front electrode 5, i.e. the electrode exposed to light radiation, is electrically contacted through a technique called "H-patterning" which creates shading problems on the surface exposed to light radiation, due to the presence of metal traces which 10 shield the light incident on the front surface of the cell. Traditional electrical contacts therefore lead to a reduction in the efficiency of solar cells and modules.
Le celle contattate posteriormente (back contact cells) sono una nuova, più efficiente ed economica generazione di celle 15 fotovoltaiche in cui i contatti con entrambi gli elettrodi della cella vengono trasferiti sul lato posteriore della cella, cioà ̈ sul lato non esposto alla radiazione luminosa. Un tipo di cella contattata posteriormente particolarmente efficiente e conveniente da realizzare à ̈ dato dalle celle del tipo Metal 20 Wrap Through (MWT), in cui il contatto all’elettrodo anteriore viene trasferito sul lato posteriore della cella tramite un foro passante praticato attraverso lo spessore del substrato semiconduttivo. The back contact cells are a new, more efficient and economical generation of photovoltaic 15 cells in which the contacts with both electrodes of the cell are transferred to the rear side of the cell, that is, to the side not exposed to light radiation. A type of cell contacted at the rear that is particularly efficient and convenient to create is given by the cells of the Metal 20 Wrap Through (MWT) type, in which the contact to the front electrode is transferred to the rear side of the cell through a through hole made through the thickness of the semiconductive substrate.
Le celle contattate posteriormente pongono nuovi problemi 25 tecnologici riguardanti la progettazione e la struttura dei The cells contacted subsequently pose new technological problems 25 concerning the design and structure of the
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moduli destinati ad accoglierle. Per esempio, il backsheet deve essere concepito in modo da supportare un circuito di collegamento che viene posto in contatto elettrico con i contatti ohmici sul lato posteriore della cella. Tali contatti 5 ohmici sono collegati ad entrambi gli elettrodi (base ed emettitore). Una delle soluzioni elaborate al fine di far fronte a questo problema à ̈ il cosiddetto backcontact-backsheet, un'evoluzione del backsheet tradizionale in cui il circuito di collegamento à ̈ realizzato direttamente sulla superficie del 10 backsheet rivolta verso la cella. modules intended to accommodate them. For example, the backsheet must be designed to support a connection circuit that is placed in electrical contact with the ohmic contacts on the rear side of the cell. These 5 ohmic contacts are connected to both electrodes (base and emitter). One of the solutions developed in order to tackle this problem is the so-called backcontact-backsheet, an evolution of the traditional backsheet in which the connection circuit is made directly on the surface of the backsheet facing the cell.
Nella figura 1 à ̈ mostrata la struttura di un modulo fotovoltaico comprendente celle solari contattate posteriormente. La cella solare 600 contattata posteriormente à ̈ posta tra uno strato di materiale incapsulante superiore 450 15 e uno strato di materiale incapsulante inferiore 400. La cella 600 e gli strati 400 e 450 di materiale incapsulante sono poi racchiusi fra uno strato superficiale 800 tipicamente realizzato in vetro o in un materiale trasparente e antiriflettente e il back-sheet 200, che può essere un 20 backcontact-backsheet. Nella figura 1 sono visibili le piste di materiale conduttivo costituenti il circuito di collegamento 220c agli elettrodi delle celle solari. Se il backsheet 200 à ̈ un backcontact-backshhet, il circuito di collegamento 220c à ̈ formato direttamente sulla superficie del substrato sottostante 25 ed à ̈ fermamente fissato ad esso. Figure 1 shows the structure of a photovoltaic module comprising rear-contacted solar cells. The rear-contacted solar cell 600 is placed between a layer of upper encapsulating material 450 15 and a layer of lower encapsulating material 400. The cell 600 and the layers 400 and 450 of encapsulating material are then enclosed between a surface layer 800 typically made of glass or in a transparent and anti-reflective material and the back-sheet 200, which can be a 20 backcontact-backsheet. Figure 1 shows the conductive material tracks constituting the connection circuit 220c to the electrodes of the solar cells. If the backsheet 200 is a backcontact-backshhet, the link circuit 220c is formed directly on the surface of the underlying substrate 25 and is firmly attached to it.
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Il circuito di collegamento 220c à ̈ impiegato al fine di assicurare il contatto elettrico con entrambi gli elettrodi, cioà ̈ con la base e l'emettitore, della cella solare 600. In particolare, le piste o tracce di materiale conduttivo 5 presentano delle piazzole o pad 222, che segnano i punti del circuito di collegamento da porre in collegamento elettrico con un contatto ad uno degli elettrodi formato sulla superficie della cella 600. The connection circuit 220c is used to ensure electrical contact with both electrodes, that is with the base and the emitter, of the solar cell 600. In particular, the tracks or traces of conductive material 5 have pads or pad 222, which mark the points of the connection circuit to be put in electrical connection with a contact to one of the electrodes formed on the surface of the cell 600.
L’assemblaggio di un modulo fotovoltaico del tipo di quello 10 illustrato nella figura 1 avviene tipicamente secondo il procedimento descritto di seguito. The assembly of a photovoltaic module of the type 10 illustrated in Figure 1 typically takes place according to the procedure described below.
Lo strato di materiale incapsulante inferiore 400 da porsi tra la cella 600 e il backsheet o backcontact-backsheet 200 viene forato in modo che i fori praticati nello strato di materiale 15 incapsulante inferiore 400 corrispondano alle aree in cui sono disposte le piazzole 222 per il contatto con gli elettrodi, una volta che il modulo sia stato ultimato. The lower encapsulating material layer 400 to be placed between the cell 600 and the backsheet or backcontact-backsheet 200 is perforated so that the holes made in the lower encapsulating material layer 15 400 correspond to the areas in which the pads 222 are arranged for contact with the electrodes once the module has been completed.
Lo strato di materiale incapsulante 400 forato viene poi posto sopra la faccia interna del backsheet o al backcontact-20 backsheet 200, cioà ̈ la faccia del backsheet o al backcontactbacksheet 200 esposta verso l’interno del modulo fotovoltaico. Durante l’applicazione dello strato di materiale incapsulante inferiore 400, il foglio di materiale incapsulante à ̈ allineato al backsheet o backcontact-backsheet in modo che 25 i fori dello strato di materiale incapsulante inferiore 400 The perforated layer of encapsulating material 400 is then placed over the internal face of the backsheet or the backcontact-20 backsheet 200, ie the face of the backsheet or the backcontactbacksheet 200 exposed towards the inside of the photovoltaic module. During the application of the lower encapsulating material layer 400, the encapsulating material sheet is aligned with the backsheet or backcontact-backsheet so that 25 holes in the lower encapsulating material layer 400
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corrispondano o siano allineati alle piazzole 222. In tal modo le piazzole 222 vengono lasciate esposte verso l’interno del modulo fotovoltaico. they correspond or are aligned with the pads 222. In this way the pads 222 are left exposed towards the inside of the photovoltaic module.
Un grumo o una goccia di materiale conduttivo all'elettricità 5 viene quindi depositato sulle piazzole 222 delle piste conduttive del circuito di collegamento formato sulla superfice del backsheet o del backcontact-backsheet 200. La superficie delle piazzole 222 à ̈ lasciata esposta dai fori dello strato di materiale incapsulante inferiore 400. Il materiale 10 conduttivo depositato sulle piazzole 222 può per esempio comprendere una pasta conduttiva del tipo noto come "Electrically Conductive Adhesive" (ECA). A lump or drop of electrically conductive material 5 is then deposited on the pads 222 of the conductive tracks of the connection circuit formed on the surface of the backsheet or backcontact-backsheet 200. The surface of the pads 222 is left exposed by the holes in the layer of lower encapsulating material 400. The conductive material 10 deposited on the pads 222 may for example comprise a conductive paste of the type known as "Electrically Conductive Adhesive" (ECA).
Successivamente, le celle 600 da incorporare nel modulo vengono poste sullo strato di materiale incapsulante inferiore 15 400 in modo che ciascun elemento di contatto con gli elettrodi formato sulla superficie posteriore della cella venga a contatto con un grumo di pasta conduttiva applicato su una delle piazzole 222 ed esposto al contatto con le celle 600 attraverso uno dei fori praticati sullo strato di materiale 20 incapsulante inferiore 400. Lo strato di materiale incapsulante superiore 450 viene poi posto sulla superficie superiore della cella 600, opposta alla superficie posteriore a contatto con la pasta conduttiva applicata sulle piazzole 222. Infine uno strato di materiale trasparente e antiriflettente 800 25 viene posto sopra lo strato di materiale incapsulante Subsequently, the cells 600 to be incorporated into the module are placed on the lower encapsulating material layer 15 400 so that each contact element with the electrodes formed on the rear surface of the cell comes into contact with a lump of conductive paste applied on one of the pads 222 and exposed to contact with the cells 600 through one of the holes made in the lower encapsulating material layer 20 400. The upper encapsulating material layer 450 is then placed on the upper surface of the cell 600, opposite the rear surface in contact with the applied conductive paste on the pads 222. Finally, a layer of transparent and anti-reflective material 800 25 is placed over the layer of encapsulating material
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superiore 450. above 450.
Una volta che la struttura sia stata preparata come appena descritto, essa viene capovolta e quindi laminata sotto vuoto ad una temperatura compresa tra 145 °C e 165 °C per un 5 tempo variabile tra 8 e 18 minuti. Once the structure has been prepared as just described, it is turned upside down and then laminated under vacuum at a temperature between 145 ° C and 165 ° C for a time ranging from 8 to 18 minutes.
La figura 2a mostra la struttura del modulo prima del processo di laminazione. I componenti del modulo, impilati come descritto precedentemente, sono singolarmente distinguibili. In particolare la figura 2a mostra una pila 10 comprendente, partendo dal basso e andando verso l'alto della figura, il backsheet o backcontact-backsheet 200 con le piazzole conduttive 222 su cui à ̈ stata apposta la pasta conduttiva 300, lo strato di materiale incapsulante inferiore 400, le celle 600, lo strato di materiale incapsulante superiore 15 450 e lo strato superficiale 800. Il collegamento elettrico agli elettrodi (base ed emettitore) della cella 600 à ̈ assicurato dai punti di contatto 620 e 640 posti sul lato posteriore della cella 600, cioà ̈ sul lato esposto verso il circuito di collegamento 220c e il backsheet 200. I punti di contatto 620 20 e 640 possono essere collegati, rispettivamente, all’elettrodo positivo e all’elettrodo negativo della cella fotovoltaica. Figure 2a shows the structure of the module before the lamination process. The components of the module, stacked as described above, are individually distinguishable. In particular, figure 2a shows a pile 10 comprising, starting from the bottom and going upwards of the figure, the backsheet or backcontact-backsheet 200 with the conductive pads 222 on which the conductive paste 300 has been affixed, the layer of material lower encapsulant 400, the cells 600, the upper encapsulating material layer 15 450 and the surface layer 800. The electrical connection to the electrodes (base and emitter) of the cell 600 is ensured by the contact points 620 and 640 located on the rear side of the cell 600, ie on the side exposed towards the connection circuit 220c and the backsheet 200. The contact points 620 20 and 640 can be connected, respectively, to the positive electrode and to the negative electrode of the photovoltaic cell.
La figura 2b mostra schematicamente la struttura del modulo dopo il processo di laminazione. Nella prima fase della laminazione, la struttura viene posta in una camera a vuoto da 25 cui l'aria viene evacuata mediante pompe. Sulla struttura Figure 2b schematically shows the structure of the module after the lamination process. In the first stage of lamination, the structure is placed in a vacuum chamber from which the air is evacuated by means of pumps. On the structure
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viene quindi applicata una pressione tale da compattare i diversi strati di cui la struttura del modulo à ̈ composta, mantenendo nel contempo il vuoto nell’area in cui il modulo à ̈ localizzato. L'intero ciclo ha preferibilmente durata totale 5 inferiore a 18 minuti. Il ciclo avviene preferibilmente ad una temperatura compresa tra 140 °C e 165 °C. pressure is then applied to compact the different layers of which the module structure is composed, while maintaining the vacuum in the area where the module is located. The entire cycle preferably has a total duration of less than 18 minutes. The cycle preferably takes place at a temperature between 140 ° C and 165 ° C.
La laminazione produce l’indurimento della pasta conduttiva 300 tramite la sua polimerizzazione, causando in tal modo il fissaggio delle celle 600 al back-sheet o backcontact-10 backsheet 200. Inoltre, il processo di laminazione ha anche il compito di far fondere e successivamente polimerizzare gli strati di materiale incapsulante superiore 450 e inferiore 400. In tal modo, il materiale incapsulante dello strato inferiore 400, fondendo, riempie i vuoti tra la pasta conduttiva 300, la 15 superficie interna del backsheet o backcontact-backsheet 200 e la superficie posteriore delle celle 600. Inoltre, mediante la polimerizzazione, lo strato di materiale incapsulante superiore 450 esercita anche un’azione adesiva tra lo strato superficiale 800 e la superficie esterna delle celle 600 a 20 contatto con lo strato di materiale incapsulante superiore 450. The lamination produces the hardening of the conductive paste 300 through its polymerization, thus causing the fixing of the cells 600 to the back-sheet or backcontact-10 backsheet 200. Furthermore, the lamination process also has the task of melting and subsequently polymerize the upper layers of encapsulating material 450 and lower 400. In this way, the encapsulating material of the lower layer 400, melting, fills the voids between the conductive paste 300, the 15 internal surface of the backsheet or backcontact-backsheet 200 and the surface back of the cells 600. Furthermore, by means of polymerization, the layer of upper encapsulating material 450 also exerts an adhesive action between the surface layer 800 and the outer surface of the cells 600 in contact with the layer of upper encapsulating material 450.
Analogamente, lo strato di materiale incapsulante inferiore 400 esercita dopo la polimerizzazione anche un’ azione adesiva tra la superficie posteriore delle celle 600 e il backsheet 200. Similarly, the lower encapsulating material layer 400 also exerts an adhesive action after polymerization between the rear surface of the cells 600 and the backsheet 200.
25 La descrizione precedente mette in evidenza le difficoltà 25 The above description highlights the difficulties
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tecniche e ingegneristiche che la produzione di un modulo fotovoltaico comporta. Innanzitutto, praticare una pluralità di fori in un foglio di materiale incapsulante quale ÈVA non à ̈ un compito banale, soprattutto se i fori devono avere 5 posizioni predeterminate e la tolleranza sull’errore di posizionamento deve essere ridotta a circa 0.1 mm su di una dimensione complessiva di 1700 mm x 1000 mm. Ancora, lo strato incapsulante non ha tipicamente consistenza meccanica e ha elevati coefficienti di dilatazione/restringimento 10 termico, quindi la sua stabilità dimensionale à ̈ limitata. Per esempio, una volta sottoposti a uno sforzo di trazione, un foglio o una lamina di materiale incapsulante tendono ad estendersi in modo viscoelastico. Questa caratteristica del materiale incapsulante rende l'operazione di foratura ancora 15 più difficoltosa. techniques and engineering that the production of a photovoltaic module involves. First of all, drilling a plurality of holes in a sheet of encapsulating material such as VA is not a trivial task, especially if the holes must have 5 predetermined positions and the tolerance on positioning error must be reduced to about 0.1 mm on a overall size of 1700 mm x 1000 mm. Furthermore, the encapsulating layer typically has no mechanical consistency and has high thermal expansion / shrinkage coefficients, so its dimensional stability is limited. For example, when subjected to a tensile stress, a sheet or lamina of encapsulating material tends to extend viscoelastic. This characteristic of the encapsulating material makes the drilling operation even more difficult.
Al fine di ovviare a tali problemi à ̈ stato realizzato il backcontact-backsheet a cui si à ̈ fatto cenno sopra, in cui il circuito di collegamento à ̈ fissato in modo stabile alla superficie di un substrato isolante rivolta verso l’interno del 20 modulo fotovoltaico. In order to overcome these problems, the backcontact-backsheet mentioned above has been created, in which the connection circuit is stably fixed to the surface of an insulating substrate facing the inside of the 20. photovoltaic module.
Inoltre, sempre al fine di ovviare ai problemi legati all’assemblaggio dei moduli fotovoltaici comprendenti celle contattate posteriormente, à ̈ stato proposto l’impiego di una struttura multistrati al posto dello strato incapsulante 25 inferiore 400 mostrato nella figura 1. La struttura multistrati Furthermore, again in order to overcome the problems associated with the assembly of photovoltaic modules comprising cells contacted at the rear, the use of a multilayer structure has been proposed instead of the lower encapsulating layer 25 400 shown in figure 1. The multilayer structure
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proposta, analogamente allo strato incapsulante inferiore 400, si applica alla superficie interna di un backcontact-backsheet in modo tale che le celle fotovoltaiche vengano sistemate sopra di essa nella fase di assemblaggio del modulo 5 fotovoltaico. proposed, similarly to the lower encapsulating layer 400, it is applied to the internal surface of a backcontact-backsheet in such a way that the photovoltaic cells are placed above it in the assembly phase of the photovoltaic module 5.
La struttura multistrati proposta à ̈ una struttura laminata composta da uno strato inferiore rivolto verso il backcontactbacksheet, uno strato intermedio e uno strato superiore rivolto verso le celle fotovoltaiche. The proposed multilayer structure is a laminated structure composed of a lower layer facing the backcontactbacksheet, an intermediate layer and an upper layer facing the photovoltaic cells.
10 Lo strato intermedio fornisce alla struttura la stabilità meccanica che in genere manca al singolo foglio di incapsulante. In tal modo, l’operazione di apertura di una pluralità di fori passanti che mettano in comunicazione i punti di contatto 222 sul circuito di collegamento 220c con i 15 contatti 620 e 640 agli elettrodi delle celle solari risulta molto più agevole e precisa quando à ̈ effettuata sulla struttura multistrati rispetto al caso in cui si debba forare un singolo foglio di materiale incapsulante. 10 The intermediate layer provides the structure with the mechanical stability that a single sheet of encapsulant typically lacks. In this way, the operation of opening a plurality of through holes that connect the contact points 222 on the connection circuit 220c with the 15 contacts 620 and 640 to the electrodes of the solar cells is much easier and more precise when It is carried out on the multilayer structure with respect to the case in which a single sheet of encapsulating material has to be perforated.
Lo strato inferiore della struttura multistrati à ̈ poi 20 responsabile dell’ adesione fra la superficie interna del backcontact-backsheet su cui essa à ̈ applicata e la struttura multistrati stessa. A tale scopo, si devono trovare un materiale e una procedura che permettano un’adesione stabile della struttura multistrati sia con il circuito di collegamento 25 220c che con la porzione di superficie del substrato isolante The lower layer of the multilayer structure is then 20 responsible for the adhesion between the internal surface of the backcontact-backsheet on which it is applied and the multilayer structure itself. For this purpose, a material and a procedure must be found that allow a stable adhesion of the multilayer structure both with the connection circuit 25 220c and with the surface portion of the insulating substrate.
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lasciata esposta dal circuito di collegamento. Tale porzione di superficie del substrato lasciata esposta dal circuito di collegamento 220c comprende in genere un materiale polimerico quale, ad esempio, polivinilfluoruro (PVF), 5 polivinildenfluoruro (PVDF), o polietilene tereftalato (PET), polietilene naftalato(PEN), poliimmide (PI), Kapton®. left exposed by the connection circuit. This portion of the surface of the substrate left exposed by the connection circuit 220c generally comprises a polymeric material such as, for example, polyvinyl fluoride (PVF), 5 polyvinylenfluoride (PVDF), or polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyimide ( PI), Kapton®.
Far aderire la struttura multistrati all’intera faccia interna del backcontact-backsheet non à ̈ un compito banale, in quanto in generale i materiali incapsulanti o termoadesivi impiegati 10 come componenti principali dello strato inferiore della struttura multistrati hanno una buona adesione con il metallo del circuito di collegamento 220c ma aderiscono molto meno saldamente alla superficie del substrato del backcontactbacksheet non occupata dal circuito di collegamento. Adhering the multilayer structure to the entire internal face of the backcontact-backsheet is not a trivial task, since in general the encapsulating or thermoadhesive materials used as main components of the lower layer of the multilayer structure have a good adhesion with the metal of the trunk 220c but adhere much less firmly to the substrate surface of the backcontactbacksheet not occupied by the trunk.
15 OGGETTO DELLA PRESENTE INVENZIONE 15 OBJECT OF THIS INVENTION
In vista dei problemi citati e degli svantaggi precedentemente descritti, un oggetto della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per la realizzazione di un backcontactbacksheet che presenti una faccia interna avente elevata 20 affinità rispetto ad un possibile strato di materiale incapsulante o termoadesivo che vi debba essere applicato, in modo tale da garantire elevati livelli di adesione tra le due superfici. In view of the aforementioned problems and the previously described disadvantages, an object of the present invention is to provide a method for the realization of a backcontactbacksheet that has an internal face having a high 20 affinity with respect to a possible layer of encapsulating or thermo-adhesive material that there must be applied, in such a way as to ensure high levels of adhesion between the two surfaces.
In particolare, un oggetto della presente invenzione à ̈ fornire 25 un trattamento superficiale economico, rapido ed efficace In particular, an object of the present invention is to provide 25 an inexpensive, rapid and effective surface treatment
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della faccia interna di un backcontact-backsheet, tale da incrementare la forza di adesione tra la faccia trattata e una struttura multistrati oppure un singolo foglio di materiale incapsulante fissati alla faccia trattata del backcontact-5 backsheet. of the internal face of a backcontact-backsheet, such as to increase the adhesion force between the treated face and a multilayer structure or a single sheet of encapsulating material fixed to the treated face of the backcontact-5 backsheet.
BREVE DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
Secondo la presente invenzione, à ̈ provvisto un metodo di produzione di un backcontact-backsheet per un modulo fotovoltaico basato sul concetto nuovo ed inventivo che 10 l’adesione tra una struttura multistrati o un foglio di materiale incapsulante e il backcontact-backsheet si può migliorare sottoponendo la faccia interna del backcontactbacksheet ad un trattamento superficiale. According to the present invention, there is provided a method of producing a backcontact-backsheet for a photovoltaic module based on the new and inventive concept that the adhesion between a multilayer structure or a sheet of encapsulating material and the backcontact-backsheet can be improve by subjecting the internal face of the backcontactbacksheet to a surface treatment.
Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione 15 il trattamento superficiale viene eseguito dopo che il circuito di collegamento agli elettrodi delle celle fotovoltaiche sia stato formato nello strato di materiale conduttivo elettrico mediante una tecnica di ablazione chimica, meccanica o termica e saldamente fissato alla faccia interna del 20 backcontac-backsheet da trattare. Secondo una forma di realizzazione particolare del metodo secondo la presente invenzione, uno strato di materiale conduttivo elettrico viene dapprima saldamente fissato alla faccia interna del backcontact-backsheet; lo strato di materiale conduttivo 25 fissato viene poi lavorato al fine di ottenere in esso il According to an embodiment of the present invention 15 the surface treatment is performed after the connection circuit to the electrodes of the photovoltaic cells has been formed in the layer of electrical conductive material by means of a chemical, mechanical or thermal ablation technique and firmly fixed to the internal face of 20 backcontac-backsheet to be processed. According to a particular embodiment of the method according to the present invention, a layer of electrical conductive material is first firmly fixed to the inner face of the backcontact-backsheet; the fixed layer of conductive material 25 is then processed in order to obtain the
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circuito di collegamento mediante una tecnica di ablazione; infine la faccia interna del backcontact-backsheet viene trattata al fine di aumentarne Γ adesività con gli strati incapsulanti o termoadesivi successivamente applicati. connecting circuit by means of an ablation technique; finally, the internal face of the backcontact-backsheet is treated in order to increase its adhesiveness with the encapsulating or thermoadhesive layers subsequently applied.
5 Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il trattamento chimico si esegue precedentemente all’ applicazione di uno strato di incapsulazione o termoadesivo alla faccia interna trattata del backcontactbacksheet. 5 According to an embodiment of the present invention, the chemical treatment is performed prior to the application of an encapsulation or thermoadhesive layer to the treated internal face of the backcontactbacksheet.
10 La presente invenzione si basa inoltre sul concetto nuovo ed inventivo che il trattamento superficiale della faccia interna del backcontact-backsheet à ̈ particolarmente efficace se viene eseguito mediante l’impiego di un plasma atmosferico ad aria o con gas di attivazione. 10 The present invention is also based on the new and inventive concept that the surface treatment of the internal face of the backcontact-backsheet is particularly effective if it is performed by using an atmospheric plasma with air or activation gas.
15 Forme di realizzazione preferite della presente invenzione sono fornite dalle rivendicazioni dipendenti e dalla descrizione seguente. 15 Preferred embodiments of the present invention are provided by the dependent claims and the following description.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione 20 appariranno più chiari dalla descrizione seguente delle forme di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione rappresentate nelle tavole di disegno. Nelle tavole di disegno parti identiche e/o simili e/o corrispondenti sono identificate dagli stessi numeri o lettere di riferimento, 25 in particolare, nelle figure: Further characteristics and advantages of the present invention 20 will become clearer from the following description of the embodiments of the device according to the present invention represented in the drawing tables. In the drawing tables, identical and / or similar and / or corresponding parts are identified by the same reference numbers or letters, 25 in particular, in the figures:
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Figura 1 mostra una vista esplosa di una porzione di un modulo fotovoltaico comprendente celle contattate posteriormente; Figure 1 shows an exploded view of a portion of a photovoltaic module comprising rear-contacted cells;
Figura 2a mostra la struttura di un modulo fotovoltaico del 5 tipo mostrato nella Figura 1 precedentemente al processo di laminazione; Figure 2a shows the structure of a photovoltaic module of the type 5 shown in Figure 1 prior to the lamination process;
Figura 2b mostra la struttura di un modulo fotovoltaico del tipo mostrato nella Figura 1 successivamente al processo di laminazione; Figure 2b shows the structure of a photovoltaic module of the type shown in Figure 1 following the lamination process;
10 Figura 3 mostra una sezione trasversale di un sistema comprendente una struttura multistrati e un backcontactbacksheet precedentemente all’appplicazione della struttura multistrati sulla faccia interna del backcontact-backsheet; Figura 4 mostra una sezione trasversale di un backcontact-15 backsheet secondo la presente invenzione sulla cui faccia interna sia stata applicata una struttura multistrati. 10 Figure 3 shows a cross section of a system comprising a multilayer structure and a backcontactbacksheet prior to the application of the multilayer structure on the internal face of the backcontact-backsheet; Figure 4 shows a cross section of a backcontact-15 backsheet according to the present invention on whose internal face a multilayer structure has been applied.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION
Nel seguito, la presente invenzione verrà descritta con riferimento a particolari forme di realizzazione come 20 mostrato nelle figure allegate. Tuttavia, la presente invenzione non à ̈ limitata alle forme di realizzazione particolari descritte nella seguente descrizione dettagliata e mostrati nelle figure ma, piuttosto, le forme di realizzazione descritte mostrano semplicemente diversi aspetti della 25 presente invenzione il cui scopo à ̈ definito dalle In the following, the present invention will be described with reference to particular embodiments as 20 shown in the attached figures. However, the present invention is not limited to the particular embodiments described in the following detailed description and shown in the figures but, rather, the described embodiments simply show different aspects of the present invention whose purpose is defined by the
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rivendicazioni. claims.
Ulteriori modifiche e variazioni della presente invenzione saranno chiare per la persona del mestiere. Di conseguenza, la presente descrizione deve essere considerata come 5 comprendente tutte le modifiche e/o variazioni della presente invenzione, il cui scopo à ̈ definito dalle rivendicazioni. Further modifications and variations of the present invention will be clear to the skilled person. Accordingly, the present description is to be considered as 5 including all modifications and / or variations of the present invention, the purpose of which is defined by the claims.
Come descritto in precedenza, una fase del montaggio di un modulo fotovoltaico consiste nell’applicazione di un foglio di materiale incapsulante 400 o di una struttura multistrati 1000 10 alla faccia interna del backcontact-backsheet, cioà ̈ alla faccia del backcontact-backsheet rivolta verso l’interno del modulo fotovoltaico. La struttura laminata multistrati 1000 facente funzione dello strato di materiale incapsulante inferiore 400 mostrato nella figura 1 verrà descritta più in dettaglio nel 15 seguito con riferimento alla figura 3. As previously described, a phase of the assembly of a photovoltaic module consists in the application of a sheet of encapsulating material 400 or of a multilayer structure 1000 10 to the internal face of the backcontact-backsheet, that is to the face of the backcontact-backsheet facing the inside of the photovoltaic module. The multilayer laminate structure 1000 acting as a function of the lower encapsulating material layer 400 shown in Figure 1 will be described in more detail in the following 15 with reference to Figure 3.
Nello stato della tecnica, la struttura multistrati 1000 (figura 3) o il foglio di materiale incapsulante 400 (figura 1) si fissano saldamente alla faccia interna 200if di un backcontact-backsheet 200 mostrato nella parte inferiore 20 della figura 3. In the state of the art, the multilayer structure 1000 (Figure 3) or the sheet of encapsulating material 400 (Figure 1) is firmly fixed to the inner face 200if of a backcontact-backsheet 200 shown in the lower part 20 of Figure 3.
Il lato-aria del modulo fotovoltaico à ̈ quello posto in basso, al di sotto del backcontact-backsheet 200 illustrato nella figura 3. The air side of the photovoltaic module is the one placed at the bottom, below the backcontact-backsheet 200 shown in figure 3.
Il backcontact-backsheet 200 comprende una faccia esterna 25 rivolta verso il lato-aria del modulo fotovoltaico e una faccia The backcontact-backsheet 200 comprises an external face 25 facing the air-side of the photovoltaic module and a face
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interna 200if opposta alla faccia esterna ed esposta verso l'interno del modulo fotovoltaico. internal 200if opposite to the external face and exposed towards the inside of the photovoltaic module.
Il backcontact-backsheet 200 comprende inoltre un complesso o substrato isolante 210 esposto al lato-aria del modulo 5 fotovoltaico. The backcontact-backsheet 200 further comprises an insulating complex or substrate 210 exposed to the air side of the photovoltaic module 5.
Il substrato 210 isolante ha una superficie esterna 210os rivolta verso il lato-aria del modulo fotovoltaico e sostanzialmente coincidente con la faccia esterna del backcontact-backsheet 200. Inoltre il substrato isolante 210 10 ha una superficie interna 2 1 Oi s opposta alla superficie esterna 210os e rivolta verso l’interno del modulo fotovoltaico. The insulating substrate 210 has an external surface 210os facing the air-side of the photovoltaic module and substantially coinciding with the external face of the backcontact-backsheet 200. Furthermore, the insulating substrate 210 10 has an internal surface 2 1 Oi s opposite the external surface 210os and facing the inside of the photovoltaic module.
Nella realizzazione del backcontact-backsheet mostrata nella figura 3, il substrato isolante 210 comprende un primo strato isolante 212, uno strato intermedio 214 e un secondo strato 15 isolante 216. In the embodiment of the backcontact-backsheet shown in Figure 3, the insulating substrate 210 comprises a first insulating layer 212, an intermediate layer 214 and a second insulating layer 15 216.
Il primo strato isolante 212 presenta una superficie esposta verso il lato-aria del modulo fotovoltaico ed à ̈ impiegato come barriera contro umidità , raggi UV, ossigeno e agenti esterni che potrebbero penetrare nel modulo e danneggiarne 20 alcune delle parti componenti o fare degradare l’adesivo di natura poliuretanica o poliestere ingiallendolo. Il primo strato isolante 212 può comprendere un polimero quale polivinilfluoruro (PVF), polivinildenfluoruro (PVDF), polietilene tereftalato (PET) o altri polimeri. Il primo strato The first insulating layer 212 has a surface exposed towards the air-side of the photovoltaic module and is used as a barrier against humidity, UV rays, oxygen and external agents that could penetrate the module and damage some of the component parts or cause degradation of the module. ™ polyurethane or polyester adhesive yellowing it. The first insulating layer 212 may comprise a polymer such as polyvinylfluoride (PVF), polyvinyldenfluoride (PVDF), polyethylene terephthalate (PET) or other polymers. The first layer
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isolante 212 può avere uno spessore di approssimativamente 25-75 pm o superiore. 212 insulation can have a thickness of approximately 25-75 µm or greater.
La superficie interna del primo strato isolante 212 opposta alla superficie esposta al lato-aria à ̈ poi a contatto con uno 5 strato intermedio 214, che funge da barriera contro l’umidità e il vapore acqueo. Lo strato intermedio 214 à ̈ realizzato tipicamente in un materiale non trasparente al vapore acqueo, per esempio alluminio. Tale strato intermedio 214 ha uno spessore compreso preferibilmente tra 8 e 25 pm. The internal surface of the first insulating layer 212 opposite the surface exposed to the air-side is then in contact with an intermediate layer 214, which acts as a barrier against humidity and water vapor. The intermediate layer 214 is typically made of a material that is not transparent to water vapor, for example aluminum. This intermediate layer 214 has a thickness preferably comprised between 8 and 25 µm.
10 La superficie interna dello strato intermedio 214, opposta alla superficie a contatto con il primo strato isolante 212, à ̈ poi a contatto con il secondo strato isolante 216, che funge da isolante elettrico e da ulteriore barriera. Il secondo strato isolante 216 comprende tipicamente un polimero quale, ad 15 esempio, polietilene tereftalato (PET), polietilene (PE), polivinilfluoruro (PVF), polivinildenfluoruro (PVDF), polietilene naftalato (PEN) o simili. Il secondo strato isolante 216 può avere uno spessore compreso nell’intervallo tra 125 e 350 pm oppure superiore. 10 The internal surface of the intermediate layer 214, opposite the surface in contact with the first insulating layer 212, is then in contact with the second insulating layer 216, which acts as an electrical insulator and as a further barrier. The second insulating layer 216 typically comprises a polymer such as, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polyvinyl fluoride (PVF), polyvinyldenfluoride (PVDF), polyethylene naphthalate (PEN) or the like. The second insulating layer 216 can have a thickness in the range between 125 and 350 µm or higher.
20 In realizzazioni alternative del backcontact-backsheet non mostrate nelle figure, il substrato isolante 210 comprende soltanto un primo strato isolante 212 e un secondo strato isolante 216, applicato direttamente sulla superficie interna del primo strato isolante 212, senza la presenza dello strato 25 intermedio 214. Inoltre, come mostrato nella figura 4, Ã ̈ 20 In alternative embodiments of the backcontact-backsheet not shown in the figures, the insulating substrate 210 comprises only a first insulating layer 212 and a second insulating layer 216, applied directly to the internal surface of the first insulating layer 212, without the presence of the intermediate layer 25 214 Also, as shown in Figure 4, it is
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possibile realizzare backcontact-backsheet in cui il substrato isolante 210 sia composto da un unico strato comprendente, per esempio, uno o più polimeri quali PET, PE, PVF, PVDF, PEN e simili. It is possible to realize backcontact-backsheet in which the insulating substrate 210 is composed of a single layer comprising, for example, one or more polymers such as PET, PE, PVF, PVDF, PEN and the like.
5 La superficie interna 2 1 Oi s del substrato isolante 210 del backcontact-backsheet à ̈ perciò generalmente composta da uno o più materiali polimerici sopra menzionati. 5 The internal surface 2 1 Oi s of the insulating substrate 210 of the backcontact-backsheet is therefore generally composed of one or more of the polymeric materials mentioned above.
Sulla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 opposta alla superficie esterna 210os esposta verso il lato-aria viene poi 10 applicato uno strato di materiale conduttivo 220 in modo che lo strato 220 sia fissato saldamente alla superficie interna 20 1 is del substrato isolante 210 rivolta verso l’interno del modulo fotovoltaico. Lo strato conduttivo 220 può avere uno spessore approssimativamente compreso tra 25 e 70 pm. Lo 15 strato di materiale conduttivo 220 comprende un metallo ad alta conducibilità elettrica quale ad esempio rame oppure alluminio. On the inner surface 2 1 Oi s of the substrate 210 opposite the outer surface 210os exposed towards the air side 10 a layer of conductive material 220 is then applied so that the layer 220 is firmly fixed to the inner surface 20 1 is of the insulating substrate 210 facing towards the inside of the photovoltaic module. The conductive layer 220 may have a thickness of approximately 25 to 70 µm. The 15 layer of conductive material 220 comprises a metal with high electrical conductivity such as copper or aluminum.
Lo strato di materiale conduttivo 220 à ̈ generalmente continuo e non presenta canali né rientranze al momento 20 dell’applicazione sulla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210. Lo strato di materiale conduttivo 220 viene successivamente lavorato in modo da formare un motivo comprendente per esempio elementi di forma allungata quali tracce, piste, percorsi, ecc. Tale motivo forma il circuito di 25 collegamento 220c con gli elettrodi delle celle solari. The layer of conductive material 220 is generally continuous and has no channels or indentations at the moment 20 of the application on the inner surface 2 1 Oi s of the substrate 210. The layer of conductive material 220 is subsequently processed to form a pattern comprising for example elongated elements such as tracks, tracks, paths, etc. This pattern forms the 25 connection circuit 220c with the electrodes of the solar cells.
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Il circuito di collegamento 220c può essere formato nello strato di materiale conduttivo per mezzo di tecniche quali fotolitografia, attacco chimico a secco oppure umido, ablazione meccanica ottenuta ad esempio mediante un 5 procedimento di fresatura, ablazione laser e altre tecniche atte allo scopo e note alla persona del mestiere. The connection circuit 220c can be formed in the layer of conductive material by means of techniques such as photolithography, dry or wet chemical etching, mechanical ablation obtained for example by means of a milling process, laser ablation and other techniques suitable for the purpose and known to person of the trade.
La lavorazione dello strato di materiale conduttivo può avvenire dopo che lo strato di materiale conduttivo 220 sia stato applicato alla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 10 isolante 210. Alternativamente, il circuito di collegamento 220c può essere formato nello strato di materiale conduttivo 220 precedentemente all’applicazione dello strato di materiale conduttivo 220 alla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210. The processing of the conductive material layer can take place after the conductive material layer 220 has been applied to the inner surface 2 1 Oi s of the insulating substrate 10 210. Alternatively, the connection circuit 220c can be formed in the conductive material layer 220 previously upon application of the layer of conductive material 220 to the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210.
15 Essendo generalmente composto di piste adiacenti ma spazialmente separate Luna dall’altra, il circuito di collegamento 220c lascia generalmente esposte alcune porzioni della superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 su cui à ̈ applicato. 15 Being generally composed of adjacent but spatially separated tracks Luna from the other, the connection circuit 220c generally leaves exposed some portions of the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 on which it is applied.
20 Una volta che il circuito 220c sia stato formato nello strato di materiale conduttivo elettrico 220 saldamente fissato alla superficie interna 2 1 Oi s , la faccia interna 200if del backcontact-backsheet, opposta alla faccia rivolta verso il lato-aria, comprende quindi la superficie del circuito di 25 collegamento 220c esposta verso l’interno del modulo 20 Once the circuit 220c has been formed in the layer of electrical conductive material 220 firmly fixed to the internal surface 2 1 Oi s, the internal face 200if of the backcontact-backsheet, opposite the face facing the air-side, therefore comprises the surface of the 220c connection circuit 25 exposed towards the inside of the module
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fotovoltaico e la porzione di superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 lasciata esposta dal circuito di collegamento 220c. photovoltaic and the portion of the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 left exposed by the connection circuit 220c.
Lo strato conduttivo 220 comprende poi delle piazzole 222 5 formate in posizioni predeterminate del motivo di cui il circuito conduttivo 220c nello strato conduttivo 220 Ã ̈ composto. Le piazzole 222 verranno poste in contatto elettrico con i contatti ohmici formati sulla superficie degli elettrodi delle celle solari attraverso un grumo di materiale 10 elettricamente conduttivo. I contatti ohmici sono per esempio quelli indicati con i numeri di riferimento 620 e 640 nelle figure 2a e 2b. Le piazzole 222 garantiscono quindi il contatto elettrico con le celle solari montate nel modulo fotovoltaico. The conductive layer 220 then comprises pads 222 5 formed in predetermined positions of the pattern of which the conductive circuit 220c in the conductive layer 220 is composed. The pads 222 will be placed in electrical contact with the ohmic contacts formed on the surface of the electrodes of the solar cells through a lump of electrically conductive material 10. The ohmic contacts are for example those indicated with the reference numbers 620 and 640 in Figures 2a and 2b. The pitches 222 therefore guarantee electrical contact with the solar cells mounted in the photovoltaic module.
15 Sulla faccia interna 200if del backcontact backsheet 200 si applica poi la struttura multistrati 1000 mostrata schematicamente nella parte superiore della figura 3. Nella figura 3 la struttura multistrati 1000 Ã ̈ rappresentata durante una fase della procedura di assemblaggio del modulo 20 fotovoltaico precedente alla sua applicazione al backcontactbacksheet 200. 15 On the internal face 200if of the backcontact backsheet 200 the multilayer structure 1000 is then applied, shown schematically in the upper part of figure 3. In figure 3, the multilayer structure 1000 is represented during a phase of the assembly procedure of the photovoltaic module 20 prior to its application to backcontactbacksheet 200.
In alternativa, si può applicare sulla faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200 un singolo foglio 400 di materiale incapsulante o termoadesivo, come nella procedura di 25 assemblaggio secondo l’arte nota precedentemente descritta Alternatively, a single sheet 400 of encapsulating or thermo-adhesive material can be applied to the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200, as in the assembly procedure 25 according to the known art previously described.
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con riferimento alle figure 1 e 2. with reference to Figures 1 and 2.
Con riferimento alla figura 3, la struttura multistrati 1000 Ã ̈ composta da uno strato inferiore 270, uno strato intermedio 240 e uno strato superiore 280. Ciascuno strato ha un ruolo 5 ben preciso. With reference to Figure 3, the multilayer structure 1000 is composed of a lower layer 270, an intermediate layer 240 and an upper layer 280. Each layer has a specific role 5.
Lo strato superiore 280 comprende un materiale incapsulante che servirà da protezione delle celle solari a modulo fotovoltaico ultimato. Lo strato superiore 280 della struttura 1000 ha inoltre il compito di fissare le celle fotovoltaiche 10 600 al backsheet o backcontact-backsheet 200 posto al di sotto della struttura 1000. Così lo strato superiore 280 può comprendere almeno uno dei materiali seguenti: ÈVA, siliconi, ionomeri, termo poliuretani, poliolefine, termopoliolefine, terpolimeri aggraffati con anidride maleica, 15 termoadesivi in genere. The upper layer 280 includes an encapsulating material that will serve as protection for the solar cells when the photovoltaic module is completed. The upper layer 280 of the structure 1000 also has the task of fixing the photovoltaic cells 10 600 to the backsheet or backcontact-backsheet 200 placed under the structure 1000. Thus the upper layer 280 can include at least one of the following materials: ÈVA, silicones , ionomers, thermo polyurethanes, polyolefins, thermopolyolefins, terpolymers crimped with maleic anhydride, 15 thermoadhesives in general.
Ancora con riferimento alla figura 3, lo strato intermedio 240, posto immediatamente al di sotto dello strato superiore 280 di materiale incapsulante, serve a contrastare l’elasticità dello strato superiore 280 e a conferire così consistenza 20 meccanica alla struttura, in modo che la struttura 1000 non si deformi sotto l’effetto di tensioni di trazione. Ciò rende la successiva operazione di foratura della struttura multistrati 1000 più agevole e più precisa rispetto alla foratura di un singolo foglio di materiale incapsulante. Lo strato intermedio 25 240 della struttura multistrati 1000 può comprendere un Again with reference to Figure 3, the intermediate layer 240, placed immediately below the upper layer 280 of encapsulating material, serves to contrast the elasticity of the upper layer 280 and thus to give mechanical consistency 20 to the structure, so that the structure 1000 does not deform under the effect of tensile stresses. This makes the subsequent drilling of the 1000 multilayer structure easier and more precise than drilling a single sheet of encapsulating material. The intermediate layer 25 240 of the multilayer structure 1000 can comprise a
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polimero quale PET, PP, PI, PEN o altri polimeri con alto modulo elastico e temperature di fusione più alte della temperatura di fusione del materiale incapsulante di cui à ̈ composto lo strato superiore 280. polymer such as PET, PP, PI, PEN or other polymers with high elastic modulus and melting temperatures higher than the melting temperature of the encapsulating material of which the upper layer is composed 280.
5 Infine, lo strato inferiore 270 à ̈ responsabile dell’adesione della struttura multistrati 1000 alla superficie del backcontact-backsheet su cui la struttura 1000 à ̈ applicata. Il materiale di cui à ̈ composto lo strato inferiore 270 deve assicurare una buona adesione dello strato inferiore 270 alla 10 superficie dello strato di materiale conduttivo 220 come pure alle porzioni della superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 del backcontact-backsheet 220 lasciate libere dallo strato di materiale conduttivo 220. Il materiale di cui à ̈ composto lo strato inferiore 270 deve poi essere tale che lo strato 15 inferiore 270 sia in grado di conformarsi secondo le diverse altezze presentate dalla faccia interna 200if del backcontactbacksheet 200 e riempire tutti i vuoti presenti. Inoltre, lo strato inferiore 270 deve fondere ed essere sufficientemente fluido alle temperature usate nei processi di laminazione 20 correntemente impiegati nei processi di assemblaggio dei moduli fotovoltaici. 5 Finally, the lower layer 270 is responsible for the adhesion of the multilayer structure 1000 to the surface of the backcontact-backsheet on which the structure 1000 is applied. The material of which the lower layer 270 is composed must ensure good adhesion of the lower layer 270 to the surface of the conductive material layer 220 as well as to the portions of the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 of the backcontact-backsheet 220 left free from the layer of conductive material 220. The material of which the lower layer 270 is composed must then be such that the lower layer 15 270 is able to conform according to the different heights presented by the internal face 200if of the backcontactbacksheet 200 and fill all the gaps present. Furthermore, the lower layer 270 must melt and be sufficiently fluid at the temperatures used in the lamination processes 20 currently used in the assembly processes of photovoltaic modules.
Lo strato inferiore 270 della struttura 1000 può comprendere un materiale termoadesivo quale una resina termoindurente o termoplastica. Più nello specifico, lo strato inferiore 270 può 25 comprendere una resina scelta tra le resine epossidiche, The lower layer 270 of the structure 1000 may comprise a thermoadhesive material such as a thermosetting or thermoplastic resin. More specifically, the lower layer 270 can 25 comprise a resin chosen from among the epoxy resins,
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epossifenoliche, copoliestere, poliuretaniche o poliolefine ionomeriche. epoxy phenolic, copolyester, polyurethane or ionomeric polyolefins.
Alternativamente, lo strato inferiore 270 può comprendere un materiale incapsulante, quale uno dei materiali di cui lo 5 strato superiore 280 à ̈ composto. Lo strato inferiore 270 può cioà ̈ comprendere uno o più materiali seguenti: ÈVA, siliconi, ionomeri, termo poliuretani, poliolefine, termo poliolefine o, in genere, termoadesivi, terpolimeri aggraffati con anidride maleica. Alternatively, the lower layer 270 may comprise an encapsulating material, such as one of the materials of which the upper 5 layer 280 is composed. The lower layer 270 can therefore comprise one or more of the following materials: ÈVA, silicones, ionomers, thermo polyurethanes, polyolefins, thermo polyolefins or, in general, thermoadhesives, terpolymers crimped with maleic anhydride.
10 Una volta realizzata la struttura multistrati 1000, la si può forare in modo da realizzare in essa una pluralità di fori passanti 286 in posizioni predefinite. I fori passanti sono preferibilmente realizzati in corrispondenza dei punti di contatto ohmico 620 e 640 agli elettrodi delle celle 15 fotovoltaiche posti sul lato posteriore della cella contattata posteriormente 600. Tali contatti ohmici 620 e 640 possono per esempio essere formati, rispettivamente, sull’elettrodo positivo (contatto p) e sull’elettrodo negativo (contatto n) della cella 600. 10 Once the 1000 multilayer structure has been made, it can be drilled so as to make a plurality of through holes 286 in it in predefined positions. The through holes are preferably made in correspondence with the ohmic contact points 620 and 640 to the electrodes of the photovoltaic cells 15 placed on the rear side of the rear-contacted cell 600. Such ohmic contacts 620 and 640 can for example be formed, respectively, on the electrode positive (contact p) and on the negative electrode (contact n) of cell 600.
20 Grazie alla presenza dello strato intermedio 240, la struttura 1000 à ̈ sostanzialmente inestensibile, il che facilita l’operazione di apertura dei fori passanti 286 attraverso la struttura 1000. I fori passanti 286 possono essere praticati mediante punzonatura, ablazione meccanica tramite fresatura, 25 ablazione laser, laser contouring o altre tecniche note alla 20 Thanks to the presence of the intermediate layer 240, the structure 1000 is substantially inextensible, which facilitates the operation of opening the through holes 286 through the structure 1000. The through holes 286 can be drilled by punching, mechanical ablation by milling, 25 laser ablation, laser contouring or other techniques known to the
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persona del mestiere. person of the trade.
Se invece della struttura multistrati 1000 si usa un foglio 400 singolo di materiale incapsulante, come mostrato nelle figure 1 e 2, allora la pluralità di fori passanti in corrispondenza dei 5 contatti ohmici sulle celle fotovoltaiche deve essere praticata sul foglio 400 di materiale incapsulante. If instead of the multilayer structure 1000 a single sheet 400 of encapsulating material is used, as shown in Figures 1 and 2, then the plurality of through holes at the 5 ohmic contacts on the photovoltaic cells must be made on the sheet 400 of encapsulating material.
La struttura multistrati 1000 o il foglio di materiale incapsulante 400, dopo essere stati forati, vengono allineati e applicati alla faccia interna 200if del backcontact-backsheet 10 200. The multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400, after being perforated, are aligned and applied to the internal face 200if of the backcontact-backsheet 10 200.
I fori passanti 286 della struttura multistrati 1000 o del singolo foglio di materiale incapsulante sono praticati in modo tale che, una volta che la struttura multistrati 1000 o il foglio di incapsulante siano stati allineati con il backcontact-15 backsheet, la posizione di ciascun foro 286 corrisponda alla posizione di uno dei contatto ohmici 620 e 640 formati sulla superficie posteriore delle celle. Inoltre, quando la struttura multistrati 1000 o il foglio di materiale incapsulante saranno stati allineati e applicati al backcontact-backsheet, la 20 posizione di ciascun foro passante 286 lascerà esposto un rispettivo punto di contatto 222 sullo strato di materiale conduttivo 220, come mostrato nella figura 4. I punti di contatto 222 sul backcontact-backsheet 200 possono così essere messi in contatto elettrico attraverso i fori 286 con i 25 contatti ohmici 640 oppure 620 sulla superficie posteriore The through holes 286 of the multilayer structure 1000 or the single sheet of encapsulating material are drilled in such a way that, once the multilayer structure 1000 or the encapsulant sheet has been aligned with the backcontact-15 backsheet, the position of each hole 286 corresponds to the position of one of the ohmic contacts 620 and 640 formed on the rear surface of the cells. Furthermore, when the multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material has been aligned and applied to the backcontact-backsheet, the 20 position of each through hole 286 will leave a respective contact point 222 exposed on the conductive material layer 220, as shown in the figure 4. The contact points 222 on the backcontact-backsheet 200 can thus be put into electrical contact through the holes 286 with the 25 ohmic contacts 640 or 620 on the rear surface
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della cella 600. of cell 600.
Quando la struttura multistrati 1000 o il foglio di materiale incapsulante 400 saranno stati fissati alla faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200, si potrà applicare un grumo di 5 pasta conduttiva 300 ai punti di contatto 222 attraverso ciascun foro 286. Dopodiché si adagia la cella 600 sulla struttura multistrati 1000 o sul foglio 400 forato di materiale incapsulante e si procede con il processo di laminazione del modulo fotovoltaico descritto in precedenza. When the multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400 have been fixed to the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200, a lump of 5 conductive paste 300 can be applied to the contact points 222 through each hole 286. Then the cell 600 on the multilayer structure 1000 or on the perforated sheet 400 of encapsulating material and one proceeds with the lamination process of the photovoltaic module described above.
10 La struttura multistrati 1000 forata si può applicare alla faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200, allineare e fissare al backcontact-backsheet 200, come mostrato nella figura 4. 10 The perforated 1000 multilayer structure can be applied to the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200, align and fasten to the backcontact-backsheet 200, as shown in figure 4.
Il fissaggio della struttura multistrati 1000 (figura 3) o del 15 foglio di materiale incapsulante 400 (figura 1) al backcontact-backsheet 200 sottostante può avvenire ad esempio mediante un processo di laminazione a caldo, oppure tramite riscaldamento laser selettivo in punti prefissati del sistema, oppure ancora mediante adesivi puri agenti come 20 biadesivi anche applicati per punti o in modo selettivo. Nel caso della struttura multistrati 1000, il fissaggio al backcontact-backsheet 200 può avvenire mediante l’uso di uno strato inferiore 270 comprendente un termoadesivo che abbia deboli proprietà di adesione a freddo. The fixing of the multilayer structure 1000 (figure 3) or of the 15 sheet of encapsulating material 400 (figure 1) to the underlying backcontact-backsheet 200 can take place, for example, by means of a hot lamination process, or by means of selective laser heating in pre-set points of the system. , or again by means of pure adhesives agents such as 20 double-sided adhesives also applied by points or selectively. In the case of the multilayer structure 1000, the fixing to the backcontact-backsheet 200 can take place through the use of a lower layer 270 comprising a thermo-adhesive which has weak cold adhesion properties.
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Durante la laminazione, il riscaldamento del sistema provoca la fusione parziale dello strato inferiore 270 (figura 3) o del foglio di materiale incapsulante inferiore (400). Lo strato inferiore 270 o il foglio di materiale incapsulante 400, 5 fondendo, provocano il fissaggio della struttura 1000 al backcontact-backsheet 200. Inoltre, il materiale termoadesivo oppure incapsulante di cui sono composti lo strato inferiore 270 o il foglio di materiale incapsulante 400 penetra dopo la fusione negli interstizi tra piste adiacenti del circuito di 10 collegamento 220c dello strato di materiale conduttivo 220, come mostrato nella figura 4. In tal modo lo strato 270 o lo strato di materiale incapsulante 400 svolgono la funzione ulteriore di isolante elettrico tra piste adiacenti ma non collegate elettricamente del circuito di collegamento 220c. Lo 15 strato inferiore 270 della struttura 1000 oppure il foglio di materiale incapsulante 400 svolgono poi la funzione aggiuntiva di neutralizzare eventuali correnti superficiali che potrebbero fluire sulla superficie interna 20 1 i s del substrato isolante 210 su cui lo strato di materiale conduttivo 220 e una 20 porzione dello strato inferiore 270 sono fissati. During lamination, heating of the system causes partial melting of the lower layer 270 (Figure 3) or the lower encapsulating material sheet (400). The lower layer 270 or the sheet of encapsulating material 400, 5 melting, causes the fixing of the structure 1000 to the backcontact-backsheet 200. Furthermore, the thermo-adhesive or encapsulating material of which the lower layer 270 or the sheet of encapsulating material 400 is composed penetrates after melting in the interstices between adjacent tracks of the connection circuit 10 220c of the layer of conductive material 220, as shown in Figure 4. In this way the layer 270 or the layer of encapsulating material 400 perform the additional function of electrical insulator between adjacent tracks but not electrically connected of the 220c connection circuit. The 15 lower layer 270 of the structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400 then perform the additional function of neutralizing any surface currents that could flow on the inner surface 20 1 i s of the insulating substrate 210 on which the layer of conductive material 220 is a portion 20 of the lower layer 270 are fixed.
La maggior parte dei materiali termoadesivi oppure incapsulanti impiegati nel campo dei moduli fotovoltaici, una volta tornati allo stato solido dopo essere stati liquefatti a seguito di un processo di riscaldamento, hanno una buona 25 adesione con il metallo di cui à ̈ composto lo strato di Most of the thermoadhesive or encapsulating materials used in the field of photovoltaic modules, once returned to the solid state after being liquefied following a heating process, have a good adhesion with the metal of which the layer of
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materiale conduttivo elettrico 220 sulla superficie interna del backcontact-backsheet 200. Per esempio, la forza di adesione di un materiale quale ÈVA su rame à ̈ pari a circa 35 N/cm. Tuttavia i materiali termoadesivi oppure incapsulanti 5 impiegati per lo strato inferiore 270 della struttura multistrati 1000 mostrata nelle figure 3 e 4 oppure per lo strato di materiale incapsulante 400 mostrato nelle figure 1 e 2 aderiscono molto più debolmente alla porzione di superficie interna 2 1 Ois del substrato 210 lasciata esposta dal circuito di 10 collegamento 220c. Come detto precedentemente, tale superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 à ̈ in generale composta di un polimero quale PET, PVF, PVDF, PEN e simili. Per esempio, la forza di adesione dell’EVA su una superficie di PET à ̈ di circa 2 N/cm. electrical conductive material 220 on the internal surface of the backcontact-backsheet 200. For example, the adhesion strength of a material such as VA on copper is approximately 35 N / cm. However, the thermoadhesive or encapsulating materials 5 used for the lower layer 270 of the multilayer structure 1000 shown in Figures 3 and 4 or for the layer of encapsulating material 400 shown in Figures 1 and 2 adhere much weaker to the inner surface portion 2 1 Ois of the substrate 210 left exposed by connection circuit 10 220c. As previously mentioned, this internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 is generally composed of a polymer such as PET, PVF, PVDF, PEN and the like. For example, the adhesion strength of EVA on a PET surface is approximately 2 N / cm.
15 Al fine di aumentare la forza di adesione tra lo strato inferiore 270 della struttura multistrati 1000 o il singolo foglio di materiale incapsulante e la faccia del backcontactbacksheet su cui essi sono applicati, si à ̈ proposto di sottoporre la superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 del 20 backcontact-backshett 200 ad un trattamento superficiale precedentemente all’applicazione sulla superficie interna 2 1 Ois dello strato di materiale conduttivo 220. Tale trattamento può comprendere un trattamento del tipo al plasma o a corona finalizzato ad aumentare l’energia 15 In order to increase the adhesion strength between the lower layer 270 of the multilayer structure 1000 or the single sheet of encapsulating material and the face of the backcontactbacksheet on which they are applied, it has been proposed to subject the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 of 20 backcontact-backshett 200 to a surface treatment prior to application on the internal surface 2 1 Ois of the layer of conductive material 220. This treatment may include a plasma or corona treatment aimed at increasing the energy
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superficiale della superficie interna 2 1 Oi s in modo da migliorarne l’adesività . surface of the internal surface 2 1 Oi s in order to improve its adhesiveness.
Lo strato di materiale conduttivo 220 Ã ̈ applicato alla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 successivamente al 5 trattamento. Essendo in genere lo strato di materiale conduttivo 220 applicato in forma di un foglio continuo sulla superficie interna 210is, esso deve essere lavorato al fine di ricavare il circuito di collegamento 220c dopo essere stato applicato alla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210. The layer of conductive material 220 is applied to the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 after the 5 treatment. Since the layer of conductive material 220 is generally applied in the form of a continuous sheet on the internal surface 210is, it must be worked in order to obtain the connection circuit 220c after having been applied to the internal surface 21 Oi s of the substrate 210.
10 Come precedentemente descritto, le tecniche di lavorazione usate per ottenere le piste di cui il circuito di collegamento 220c à ̈ composto comprendono litografia UV impiegata per esempio insieme ad un processo di etching chimico, ablazione meccanica per esempio mediante fresatura, ablazione termica 15 ottenuta per esempio mediante riscaldamento indotto da un laser, ecc. Tutte queste tecniche, quando vengono eseguite sullo strato di materiale conduttivo applicato sulla superficie interna 2 1 Oi s , tendono ad eliminare o comunque a ridurre l’effetto del trattamento superficiale precedentemente 20 eseguito sulla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210. In particolare, nessuna delle tecniche adottate per formare il circuito di collegamento 220c nello strato di materiale conduttivo elettrico 220 permette di asportare le porzioni desiderate dello strato di materiale conduttivo 220 con 25 precisione sufficiente a non intaccare la porzione di 10 As previously described, the processing techniques used to obtain the tracks of which the connection circuit 220c is composed include UV lithography used for example together with a chemical etching process, mechanical ablation for example by milling, thermal ablation 15 obtained by example by heating induced by a laser, etc. All these techniques, when performed on the layer of conductive material applied to the internal surface 2 1 Oi s, tend to eliminate or in any case reduce the effect of the surface treatment previously 20 performed on the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210. In in particular, none of the techniques adopted to form the connection circuit 220c in the layer of electrical conductive material 220 allows to remove the desired portions of the layer of conductive material 220 with 25 precision sufficient not to damage the portion of
- 28 — Dott. Stefano Marchini (iscrizione Albo nr 1425/B) GRLJNECKER - 28 â € ”Dr. Stefano Marchini (registration number 1425 / B) GRLJNECKER
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superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 interessata dal trattamento superficiale. internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 affected by the surface treatment.
Un esempio può aiutare a chiarire il problema tecnico. Si ricorda che lo strato di materiale conduttivo 220 ha di 5 preferenza uno spessore compreso tra circa 25 e circa 75 pm. An example can help clarify the technical problem. It should be remembered that the layer of conductive material 220 preferably has a thickness of between about 25 and about 75 µm.
Inoltre, lo strato della superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 su cui il trattamento superficiale ha effetto si estende per uno spessore molto minore di 1 pm. Se si opera mediante una fresa sullo strato di materiale conduttivo 220 fissato al 10 substrato 210 al fine di rimuoverne delle porzioni predefinite in modo da formare il circuito di collegamento 220c, risulta particolarmente arduo regolare la precisione della fresatura così da aprire fori passanti nello strato di materiale conduttivo 220 senza asportare al contempo anche una 15 porzione della superficie interna 2 1 Oi s a diretto contatto con lo strato di materiale conduttivo 220. Data la precisione di un apparato tipico di fresatura, la porzione di superficie interna erroneamente asportata avrà uno spessore uguale a o maggiore di 1 pm. Un problema analogo si pone con le altre 20 tecniche di formazione del circuito di collegamento 220c che impiegano, per esempio, ablazione laser oppure attacchi chimici (etching) a secco o in umido. Furthermore, the layer of the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 on which the surface treatment affects extends to a thickness much less than 1 µm. If one operates by means of a cutter on the layer of conductive material 220 fixed to the 10 substrate 210 in order to remove predefined portions so as to form the connection circuit 220c, it is particularly difficult to adjust the precision of the milling so as to open through holes in the layer of conductive material 220 without removing at the same time also a 15 portion of the internal surface 2 1 Oi s in direct contact with the layer of conductive material 220. Given the precision of a typical milling apparatus, the portion of the internal surface which is mistakenly removed will have an equal thickness at or greater than 1 pm. A similar problem arises with the other 20 techniques for forming the connection circuit 220c which employ, for example, laser ablation or dry or wet etching.
Al fine di ovviare a tale problema, si propone qui un metodo di produzione di un backcontact-backsheet che prevede un 25 trattamento della faccia interna 200if del backcontact- In order to overcome this problem, we propose here a method of producing a backcontact-backsheet which involves a treatment of the internal face 200if of the backcontact-
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backsheet 200 atto ad incrementare la tensione superficiale della faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200. Il trattamento superficiale à ̈ in particolare atto ad aumentare l’energia superficiale della porzione di superficie interna 5 2 1 Ois del substrato 210 lasciata esposta dal circuito di collegamento 220c. backsheet 200 designed to increase the surface tension of the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200. The surface treatment is in particular designed to increase the surface energy of the portion of the internal surface 5 2 1 Ois of the substrate 210 left exposed by the 220c connection.
Tale trattamento superficiale può essere un trattamento corona oppure, e preferibilmente, venire eseguito impiegando un plasma atmosferico. A differenza del processo noto nello 10 stato dell’arte, il trattamento superficiale secondo la presente invenzione viene eseguito successivamente al fissaggio dello strato di materiale conduttivo 220 sulla superficie interna 2 1 Ois e alla formazione del circuito di collegamento 220c nello strato di materiale conduttivo 220. This surface treatment can be a corona treatment or, preferably, be performed using an atmospheric plasma. Unlike the known process in the state of the art, the surface treatment according to the present invention is performed after fixing the layer of conductive material 220 on the internal surface 2 1 Ois and forming the connection circuit 220c in the layer of conductive material 220.
15 Una volta eseguito il trattamento superficiale alla superficie interna 21 Oi s del backcontact-backsheet 200, si fissano la struttura multistrati 1000 o un foglio di materiale incapsulante alla faccia interna 200if del backcontactbacksheet 200 secondo una delle procedure descritte sopra. Si 20 fa notare che non si esegue nessuna ulteriore fase del processo di assemblaggio del modulo fotovoltaico tra il trattamento superficiale della faccia interna 200if del backcontact-backsheet e l’ applicazione della struttura multistrati 1000 o del foglio di materiale incapsulante 400 25 alla faccia interna 2 1 Oif trattata del backcontact-backsheet 15 Once the surface treatment has been carried out on the internal surface 21 Oi s of the backcontact-backsheet 200, the multilayer structure 1000 or a sheet of encapsulating material is fixed to the internal face 200if of the backcontactbacksheet 200 according to one of the procedures described above. It should be noted that no further phase of the photovoltaic module assembly process is carried out between the surface treatment of the internal face 200if of the backcontact-backsheet and the application of the multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400 25 to the internal face 2 1 Oif discussed in the backcontact-backsheet
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200. 200.
In tal modo, la fase di formazione del circuito di collegamento 220c avviene precedentemente al trattamento superficiale finalizzato ad aumentare l’adesività della faccia 5 interna 200if del backcontact-backsheet 200 su cui la struttura multistrati 1000 o il foglio di materiale incapsulante 400 devono essere fissati. Pertanto, il trattamento superficiale sulla faccia interna 200if del backcontactbacksheet 200 e, in particolare, sulla superficie interna 2 1 Oi s 10 del substrato 210 non può perdere di efficacia a seguito di altre operazioni eseguite sulla faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200 quali, per esempio, la formazione del circuito di collegamento 220c nello strato di materiale conduttivo 220. In this way, the phase of formation of the connection circuit 220c takes place prior to the surface treatment aimed at increasing the adhesiveness of the internal face 5 200if of the backcontact-backsheet 200 on which the multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400 must be get fixed. Therefore, the surface treatment on the internal face 200if of the backcontactbacksheet 200 and, in particular, on the internal surface 2 1 Oi s 10 of the substrate 210, cannot lose its effectiveness following other operations performed on the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200 such as, for example, the formation of the connection circuit 220c in the layer of conductive material 220.
15 La presente invenzione propone pertanto un metodo di produzione di un backcontact-backsheet per moduli fotovoltaici in cui si produce inizialmente un substrato isolante 210 che comprende una superficie esterna 210os esposta verso il lato aria e una superficie interna 2 1 Ois 20 esposta verso l’interno del modulo fotovoltaico e opposta alla superficie esterna 210os. 15 The present invention therefore proposes a production method of a backcontact-backsheet for photovoltaic modules in which an insulating substrate 210 is initially produced which comprises an external surface 210os exposed towards the air side and an internal surface 2 1 Ois 20 exposed towards the ™ inside the photovoltaic module and opposite the 210os external surface.
I substrati isolanti 210 secondo le diverse forme di realizzazione della presente invenzione sono stati descritti precedentemente con riferimento alla figura 3. The insulating substrates 210 according to the different embodiments of the present invention have been previously described with reference to Figure 3.
25 Uno strato di materiale conduttivo 220 viene poi fissato alla 25 A layer of conductive material 220 is then attached to the
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superficie interna 2 1 Oi s . Anche lo strato di materiale conduttivo 220 Ã ̈ stato precedentemente descritto con riferimento alla figura 3. In particolare, lo strato conduttivo 220 Ã ̈ atto ad essere formato come circuito di collegamento 5 220c agli elettrodi delle celle solari. Lo strato conduttivo 220 Ã ̈ preferibilmente fissato alla superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 come foglio continuo su cui il circuito di collegamento 220c viene successivamente formato mediante una delle tecniche descritte sopra. internal surface 2 1 Oi s. The layer of conductive material 220 has also been previously described with reference to Figure 3. In particular, the conductive layer 220 is adapted to be formed as a connection circuit 5 220c to the electrodes of the solar cells. The conductive layer 220 is preferably fixed to the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 as a continuous sheet on which the connection circuit 220c is subsequently formed by one of the techniques described above.
10 Alternativamente, il circuito di collegamento 220c può essere formato nello stato conduttivo 220 precedentemente al suo fissaggio alla superficie interna 2 1 Ois . In questo caso, si fissa sulla superficie interna 2 1 Oi s lo strato di materiale conduttivo 220 preformato come circuito di collegamento 220c. 10 Alternatively, the connection circuit 220c can be formed in the conductive state 220 prior to its attachment to the internal surface 2 1 Ois. In this case, the layer of conductive material 220 preformed as connection circuit 220c is fixed on the internal surface 2 1 Oi s.
15 Dopo aver fissato lo strato di materiale conduttivo 220 sulla superficie interna 2 1 Oi s e aver formato in esso il circuito di collegamento 220c ove necessario, la faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200 comprende la porzione della superficie interna 2 1 Oi s del substrato 210 lasciata esposta dal 20 circuito di collegamento 220c e la superficie esposta del circuito di collegamento 220c. 15 After fixing the layer of conductive material 220 on the internal surface 2 1 Oi s and having formed the connection circuit 220c therein where necessary, the internal face 200if of the backcontact-backsheet 200 comprises the portion of the internal surface 2 1 Oi s of the substrate 210 left exposed by 20 trunk 220c and the exposed surface of trunk 220c.
Secondo la presente invenzione, tale faccia interna 200if, cioà ̈ il lato del backcontact-backsheet 200 rivolto verso l’interno del modulo fotovoltaico, viene sottoposta ad un 25 trattamento superficiale atto ad aumentarne l’adesività . Il According to the present invention, this internal face 200if, that is the side of the backcontact-backsheet 200 facing the inside of the photovoltaic module, is subjected to a surface treatment 25 designed to increase its adhesiveness. The
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trattamento superficiale à ̈ eseguito dopo che lo strato di materiale conduttivo 220 sia stato fissato alla superficie 2 1 Ois e che il circuito di collegamento 220c sia stato formato nello strato di materiale conduttivo 220. surface treatment is performed after the conductive material layer 220 has been fixed to the surface 2 1 Ois and the connection circuit 220c has been formed in the conductive material layer 220.
5 Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il trattamento superficiale comprende un trattamento corona. 5 According to an embodiment of the present invention, the surface treatment comprises a corona treatment.
Secondo una forma di realizzazione alternativa e preferita, il trattamento superficiale della superficie interna 200is del 10 backcontact-backsheet 200 comprende un trattamento al plasma. Secondo una forma particolare di realizzazione, il plasma impiegato per il trattamento superficiale à ̈ un plasma atmosferico. Secondo forme di realizzazione particolari, il plasma atmosferico à ̈ ad aria oppure con gas di attivazione. According to an alternative and preferred embodiment, the surface treatment of the inner surface 200is of the 10 backcontact-backsheet 200 comprises a plasma treatment. According to a particular embodiment, the plasma used for the surface treatment is an atmospheric plasma. According to particular embodiments, the atmospheric plasma is with air or with activation gas.
15 Quando si deve trattare una superficie composita quale la faccia interna 200if del backcontact-backsheet 200, il trattamento al plasma atmosferico à ̈ preferibile rispetto ad un trattamento corona. Infatti, il trattamento al plasma permette di evitare l’uso dei due elettrodi attraverso cui avviene la 20 scarica nel trattamento corona. Sottoporre una faccia comprendente molteplici porzioni isolanti ed elettricamente conduttive adiacenti l’una all’altra alle elevate differenze di potenziale necessarie al trattamento corona comporterebbe problemi tecnici notevoli. Inoltre, il trattamento corona non à ̈ 25 efficace su alcune superfici polimeriche come le superfici a 15 When a composite surface such as the 200if inner face of the backcontact-backsheet 200 is to be treated, atmospheric plasma treatment is preferable to corona treatment. In fact, the plasma treatment avoids the use of the two electrodes through which the 20 discharge occurs in the corona treatment. Subjecting a face comprising multiple insulating and electrically conductive portions adjacent to each other to the high potential differences necessary for corona treatment would entail considerable technical problems. In addition, corona treatment is not 25 effective on some polymeric surfaces such as surfaces a
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base di fluoro polimeri. In contrasto con il trattamento corona, nel trattamento al plasma l’aria o il gas prescelto vengono ionizzati in una camera apposita. Il fluido ionizzato e attivato a causa della ionizzazione viene poi inviato a 5 contatto con la superfice da attivare come se si trattasse di una “vernice†. fluorine based polymers. In contrast to the corona treatment, in the plasma treatment the air or the selected gas are ionized in a special chamber. The ionized fluid activated by ionization is then sent to 5 contact with the surface to be activated as if it were a â € œpaintâ €.
Inoltre, il trattamento al plasma atmosferico si à ̈ rivelato particolarmente efficace in una serie di esperimenti condotti in laboratorio. Per esempio, si à ̈ verificato nel corso di uno di 10 questi esperimenti che l’adesione tra uno strato di incapsulante a base di ÈVA e una superficie di poliestere passava da un valore di 2 N/cm prima del trattamento ad un valore di 35 N/cm dopo aver trattato la superficie al plasma atmosferico. Furthermore, the atmospheric plasma treatment has proved particularly effective in a series of experiments conducted in the laboratory. For example, during one of 10 these experiments it was verified that the adhesion between a layer of ÈVA-based encapsulant and a polyester surface went from a value of 2 N / cm before treatment to a value of 35 N / cm after treating the surface with atmospheric plasma.
15 Un ulteriore vantaggio del trattamento al plasma atmosferico consiste nel fatto che esso si può applicare anche in modo selettivo privilegiando le superfici polimeriche rispetto a quelle metalliche. 15 A further advantage of atmospheric plasma treatment is that it can also be applied selectively, favoring polymeric surfaces over metal ones.
In ultimo, si à ̈ anche osservato che un trattamento del tipo 20 proposto riduce, fino alla completa eliminazione, la presenza di composti organici dalle superfici metalliche con conseguente miglioramento delle caratteristiche di conducibilità elettrica superficiale. Finally, it has also been observed that a treatment of the type 20 proposed reduces, up to the complete elimination, the presence of organic compounds from the metal surfaces with consequent improvement of the surface electrical conductivity characteristics.
Secondo una forma di realizzazione della presente 25 invenzione, il plasma atmosferico generato da un opportuno According to an embodiment of the present invention, the atmospheric plasma generated by a suitable
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dispositivo viene passato sopra la superficie 2 1 Oi s da trattare in modo da interagire con ogni sua porzione. device is passed over the surface 2 1 Oi s to be treated so as to interact with each of its portions.
Per esempio il plasma atmosferico può essere movimentato sopra la superficie in modo da compiere una scansione a 5 rastrello, con spostamenti più lunghi lungo la direzione della larghezza della superficie, seguiti da spostamenti più corti lungo la direzione dell’altezza della superficie. In alternativa, se il plasma ha forma allungata e si estende per una larghezza uguale o superiore alla larghezza della superficie, esso si può 10 porre sulla superficie in modo che l’asse longitudinale del plasma sia parallelo alla direzione della larghezza della superficie e che l’intera larghezza della superficie sia compresa nella larghezza entro cui si estende il plasma. Dopodiché il plasma si può far muover in direzione 15 dell’altezza della superficie in modo da interagire con ogni porzione della superficie da trattare. For example, atmospheric plasma can be moved above the surface to perform a 5-rake scan, with longer moves along the width direction of the surface, followed by shorter moves along the direction of the surface height. Alternatively, if the plasma has an elongated shape and extends for a width equal to or greater than the width of the surface, it can be placed on the surface so that the longitudinal axis of the plasma is parallel to the direction of the width of the surface and that the entire width of the surface is included in the width within which the plasma extends. Then the plasma can be made to move in direction 15 of the height of the surface in order to interact with each portion of the surface to be treated.
Invece di scansionare il plasma atmosferico sull’intera faccia interna 200if del backcontact-backsheet, si può movimentare il plasma atmosferico in modo da farlo interagire soltanto con 20 porzioni predefinite della faccia interna 200if. In particolare si può fare in modo che il trattamento sia applicato alle porzioni polimeriche in modo privilegiato rispetto alle porzioni metalliche. Instead of scanning the atmospheric plasma over the entire 200if inner face of the backcontact-backsheet, the atmospheric plasma can be moved so that it only interacts with 20 predefined portions of the 200if inner face. In particular, it is possible to ensure that the treatment is applied to the polymeric portions in a privileged way with respect to the metal portions.
Dopo aver trattato la superficie interna 200is del 25 backcontact-backsheet, vi si possono applicare la struttura After treating the internal surface 200is of the 25 backcontact-backsheet, the structure can be applied to it
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multistrati o un singolo foglio di materiale incapsulante, eventualmente già forati, nel modo precedentemente descritto. Rispetto al metodo di applicazione noto nello stato della tecnica, l’adesione tra lo strato inferiore 270 della 5 struttura multistrati 1000 o il foglio di materiale incapsulante 400 e la superficie interna 200is del backcontact-backsheet risulterà notevolmente migliorata dopo il trattamento superficiale secondo la presente invenzione. multilayers or a single sheet of encapsulating material, possibly already perforated, in the manner previously described. Compared to the application method known in the state of the art, the adhesion between the lower layer 270 of the 5 multilayer structure 1000 or the sheet of encapsulating material 400 and the internal surface 200is of the backcontact-backsheet will be considerably improved after the surface treatment according to the present invention.
Dopo l’ applicazione dello strato di materiale incapsulante 10 inferiore 400 o della struttura multistrati 1000 alla faccia interna 200if del backcontact-backsheet, il processo di assemblaggio del modulo fotovoltaico avviene come precedentemente descritto con riferimento alle figure 1 e 2. Sebbene la presente invenzione sia stata descritta con 15 riferimento alle forme di realizzazione descritte sopra, à ̈ chiaro per l’esperto del ramo che à ̈ possibile realizzare diverse modifiche, variazioni e miglioramenti della presente invenzione alla luce dell’insegnamento descritto sopra e nell’ambito delle rivendicazioni allegate senza allontanarsi 20 dall’oggetto e dall’ambito di protezione dell’invenzione. After the application of the lower layer of encapsulating material 10 400 or of the multilayer structure 1000 to the internal face 200if of the backcontact-backsheet, the assembly process of the photovoltaic module takes place as previously described with reference to Figures 1 and 2. Although the present invention has been described with reference to the embodiments described above, it is clear to the expert in the art that it is possible to carry out various modifications, variations and improvements of the present invention in the light of the teaching described above and within the scope of the attached claims without departing 20 from the object and scope of the invention.
Oltre a ciò, quegli ambiti che si ritengono conosciuti da parte degli esperti del ramo non sono stati descritti per evitare di mettere eccessivamente in ombra in modo inutile l’invenzione descritta. Di conseguenza, l’invenzione non à ̈ limitata alle 25 forme di realizzazione descritte sopra, ma à ̈ limitata In addition to this, those fields which are considered to be known by those skilled in the art have not been described in order to avoid unnecessarily overshadowing the described invention. Accordingly, the invention is not limited to the 25 embodiments described above, but is limited
- 36 — Dott. Stefano Marchini (iscrizione Albo nr 1425/B) GRÙNECKER - 36 â € ”Dr. Stefano Marchini (registration nr 1425 / B) GRà ™ NECKER
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esclusivamente dall’ambito di protezione delle rivendicazioni allegate. exclusively from the scope of the attached claims.
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- 37 — Dott. Stefano Marchini (iscrizione Albo nr 1425/B) - 37 ⠀ "Dr. Stefano Marchini (registration number 1425 / B)
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