具有改進的背板的光電模塊的制作方法

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專利名稱：具有改進的背板的光電模塊的制作方法
具有改進的背板的光電模塊技術領域本申請要求于2005年7月18日提交的美國臨時專利申請 60/700,206的權益。本發明涉及改進的光電模塊。更具體地說，本發明涉及包含光電池的光電模塊，其中用來形成該光電模塊的背板包括聚酯材料。本發明還涉及用于制造這種改進的光電模塊的方法。
背景技術：
光電模塊將光能尤其是太陽能轉化為電能。光電方式產生的電能能夠用于所有與使用電池產生的電或從已建的電網中獲得的電相同的目的，但光電方式產生的電能是可更新形式的電能。一種類型的光電器件公知為光電模塊，也稱為太陽能模塊。這些模塊包含一個光電池，更常見并優選地，包含多個光電池(也稱為太陽能電池)，這些光電池定位并密封在覆蓋板(諸如透明的玻璃板或透明的聚合材料板)和背板(諸如聚合材料板)之間。封閉劑(一般稱為密封劑)用于將覆蓋板粘結到背板，同時光電池密封在覆蓋板和背板之間的密封劑中。光電池可由硅或其它合適半導體材料的晶片制成，或者光電池可以是薄膜型電池，這種薄膜型電池通常通過對薄膜型光電池制造領域中的技術人員公知的多種工藝和方法中的一種沉積在覆蓋或背板上。多種常見類型的光電模塊中的一種包含由硅晶片制造的多個單獨的光電池。這種單獨的光電池通常由單晶硅晶片或多晶硅晶片制成，并且多個這種單獨的光電池通常以期望的布置電連接在模塊內，以實現在暴露于日光后具有理想的電輸出的模塊。在多數應用中，光電模塊安裝在外部位置中(諸如屋頂上)，或安裝在用來支撐一個或多個光電模塊的支撐結構中。這樣，當暴露于正常的戶外環境中(例如，濕氣、雨、雪和冰)時，密封的光電模塊必須抵抗水分的滲透。由于期望光電模塊能夠運行較長的時期(如20 至25年)，因此抵抗這種水分滲透的能力應當持續這段較長的時期。如果水分滲透進入模塊內并到達模塊中的光電池，那么水分不但對模塊的外觀造成不利的影響，而且更重要地是，水分將最終導致模塊的性能下降，或很可能完全失效。因此重要的是，背板對覆蓋板形成良好的密封，并且背板由抵抗水分滲透的材料制成。光電模塊必須能夠通過諸如UL 1703或ffiC 61730的嚴格的電安全測試。因此，背板應當由具有足夠高的介電擊穿電壓的材料制成。背板應當由在可用來形成光電模塊的層壓工藝中不難操作和應用的材料制成。同樣，由于光電模塊通常以使得它們能夠被看見的方式安裝，光電模塊同樣需要在美觀上吸引人。因此，背板的外觀應當不能有損光電模塊的外觀。在現有的模塊中，背板由商用的聚氟乙烯(PVF)薄膜材料或多層聚氟乙烯和聚酯制成。PVF背板容易受到刮擦和撕裂，在利用由PVF 制成的背板制造光電模塊的過程中，必須格外地小心，以避免這種刮擦和撕裂。如果在安裝模塊時沒有適當地小心注意，這種刮擦和撕裂也能伴隨這種模塊發生。盡管PVF板也抵抗水分滲透，但具有更少水分滲透的材料將延長光電模塊的壽命。另外，具有比PVF高的介電擊穿電壓的背板是理想的。雖然具有多層PVF和聚酯的背板可具有高的介電擊穿電壓并能夠抵抗水分滲透，但這種多層材料在競爭力價格的光電模塊中使用起來太昂貴。在這些其中一層由聚酯制成的多層材料中，其它的層需要提供聚酯層所缺乏的必要的性能特性。因此，本領域需要這樣一種具有背板的光電模塊，該背板在美觀上吸引人，抵抗刮擦和撕裂，具有低的水分滲透，并且具有高的介電擊穿電壓，優選地，該背板是單層。另外，本領域需要一種用于利用該背板形成光電模塊的方法，其中該背板是易于安裝的。本發明提供這種光電模塊和方法。發明內容本發明涉及一種光電模塊，該光電模塊包括透明的覆蓋板、包括聚酯的背板、一個或多個光電池，所述光電池嵌入在密封劑中并定位在所述覆蓋板和背板之間。本發明還涉及一種用于制造這種光電模塊的方法。本發明的光電模塊在將太陽光轉化為電能中是有用的。

圖1是本發明光電模塊的一個實施方式的圖，所述光電模塊具有包括聚酯的背板。圖2是圖1所示光電模塊的下側的圖。
具體實施方式
本發明是一種光電模塊，該光電模塊包括覆蓋板、包括聚酯材料的背板、嵌入在密封劑中的一個或多個光電池，其中每個光電池定位在覆蓋板和背板之間。覆蓋板可由對太陽輻射保持透明的任何合適的材料制成，尤其是對可見范圍內的太陽輻射保持透明。覆蓋板優選是平板。例如，覆蓋板可由玻璃或聚合材料制成。優選地，覆蓋板由透明的、回火的或熱增強的玻璃制成。覆蓋板可具有任何合適的尺寸和厚度。例如，覆蓋板可以是約l平方英尺至約20平方英尺，并可以例如為長方形或正方形。覆蓋的厚度是可變的，并通常鑒于模塊的應用而選擇。例如，如果模塊使用玻璃作為覆蓋板，則該玻璃的厚度可在約3.2mm至約5mm 的范圍內。用在本發明光電模塊中的光電池可以是任何合適的光電池。例如，這些光電池可由單晶或多晶硅晶片制成，或由其它合適的半導體材料制成的晶片制成。這些光電池可以是薄膜光電池，例如由非晶硅或碲化鎘和硫化鎘制成的電池。用于制造光電池的方法在本領域是公知的。在本發明的模塊中，優選的光電池由單晶晶片或多晶晶片制成。這些電池可以是任何形狀，但通常為圓形、正方形、長方形或準正方形。"準正方形"是指通常具有圓角的主要為正方形的形狀。例如，本發明中可使用的單晶光電池或多晶光電池可以為約50微米厚至約400微米厚。如果為圓形，則電池可具有約100毫米至約200毫米的直徑。如果為長方形、正方形或準正方形，則電池可具有約100毫米至約210毫米的邊，其中對于準正方形晶片，圓角可具有約127毫米至約178毫米的直徑。在根據本發明的一種類型的光電模塊中，由單晶硅晶片或多晶硅晶片制成的多個光電池利用諸如電線或導電金屬條的合適的電導線管串聯地連接或以其它理想的布置來連接。單獨的光電池被布置并電連接，從而在模塊暴露于太陽下時實現理想的模塊輸出電壓。這種電池的數目可以變化，但在模塊中可以有36至72個這種電池。用于本發明的光電模塊的背板包括聚酯材料。聚酯材料是公知的。聚酯材料是例如可通過將一種或多種多羧酸或其等價物(諸如一種或多種二羧酸或其等價物)與一種或多種多元醇(諸如一種或多種二醇) 發生化學反應來形成高分子量聚酯聚合物而制成的聚合物。所使用的羧酸可以是芳族羧酸，諸如對苯二甲酸、間苯二甲酸或萘二甲酸中的一種或多種。多元醇可以是乙二醇、丙二醇或丁二醇中的一種或多種。具體的聚酯有聚對苯二甲酸乙二醇酯(也稱為PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(也稱為PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(也稱為PEN)。如上所述，聚酯可由多羧酸的混合物和多元醇的混合物制成。聚酯材料還可以是一種或多種不同聚酯的混合物。聚酯材料還可以包括混合到其中的添加劑，諸如著色劑或顏料、增塑劑、阻燃劑、填料、抗氧化劑、紫外(UV)穩定劑中的一種或多種，或其它添加劑。優選地，本發明的光電模塊中的背板是聚酯材料。在本發明的光電模塊中有用的包括聚酯材料的背板優選與覆蓋板具有相同的形狀并與覆蓋板具有相同或大致相同的尺寸，并優選具有約0.002英寸至約0.007英寸的厚度。優選地，該背板具有由ASTM E96 程序測量的小于約10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率。優選地，在本發明的光電模塊中有用的包括一種或多種聚酯材料的背板，在利用 0.002英寸厚的板測量下具有大于約12000伏(V)、并優選在利用0.005 英寸厚或更厚的板測量下具有大于約22500 V的介電擊穿電壓，其中介電擊穿電壓是由ASTMD149程序測量的。優選地，在本發明的光電模塊中有用的包括聚酯材料的背板，由ASTMD882測量具有至少約為 18800磅/平方英寸(psi)的拉伸強度。在本發明的優選光電模塊中，包括聚酯材料的背板是單層。優選地，包括聚酯材料的背板不因為暴露于紫外線輻射(UV)(諸如太陽產生的UV)而發生顯著的退化。因此，根據本發明模塊的優選背板優選具有抗UV性，使得在暴露于UV—段較長的時間后，背板不發生顯著的退化。這種抵抗UV暴露造成的退化的能力可通過UV暴露模擬測試來評價。UV暴露模擬測試是與ASTM G155-l相同的測試程序，不同之處在于使用在340納米下測量為0.7瓦/平方米(W/m2) 的UV輻照度級來代替0.35 W/m2，輻照度是連續的而不是循環的，樣品溫度是9(TC而不是63°C 。在UV暴露模擬測試中，模塊的背板在Atlas Weather-Ometer (阿特拉斯耐氣候色牢度儀)中的空氣中暴露于UV，該Atlas Weather-Ometer使用具有兩個硼硅酸鹽玻璃過濾器的氤弧燈，這兩個硼硅酸鹽玻璃過濾器使用與ASTM G155-l測試程序中所描述的相同的過濾器和過濾器布置。在340nm下測量的0.7 W/m2的UV劑量率在50。/。的環境濕度下與9(TC的樣品溫度一起使用。由于大的光電模塊不能配合在Weather-Ometer測試設備中，所以較小的、6英寸的正方形測試模塊被用于UV暴露模擬測試。在一個測試模塊中，所述模塊含有功能性光電池，在另一個測試模塊中不存在光電池。在UV暴露模擬測試中，包含光電池的測試模塊在上述測試條件下直接暴露于UV 連續500小時，其中測試模塊的背板面向氙燈。不包含光電池的測試模塊在上述測試條件下直接暴露于UV連續2000小時，其中測試模塊的覆蓋板面向氤燈。氙燈被保持與測試模塊垂直，使得從燈的前部到測試模塊的被輻照的表面的距離在1英尺至2英尺之間。調整實際距離，從而使測試模塊的面向氙燈的表面在340nm下接收0.7W/m2uV。在這種處理后，對模塊進行評價，以確定背板是否發生顯著的退化。一種確定背板是否由于UV暴露模擬測試而已經發生顯著退化的優選方法是在根據IEC 61215中的程序的濕式泄漏電流測試中測試具有光電池的測試模塊。如果模塊通過1000V電壓下的濕式泄漏電流測試，則背板沒有發生顯著的退化。優選地，本發明具有包括聚酯材料的背板的模塊(更優選地，背板是單層)在UV暴露模擬測試后通過1000V 電壓下的濕式泄漏電流測試。另一種確定是否由于UV暴露模擬測試而已經發生顯著退化的優選方法是使用拉力測試。在拉力測試中，背板利用拉力測試器在低拉力強度(1磅/英寸)下被拉，如果背板已經發生了顯著退化，則背板可在低拉力強度(1磅/英寸)下被拉開，并可由于這種拉動而與下面的密封劑材料分離。如果背板可通過拉力測試被拉開，則模塊沒有通過拉力測試，背板已經發生了顯著退化。如果背板不能通過拉力測試被拉開，則模塊通過拉力測試。優選地，本發明具有包括聚酯材料的背板的模塊(更優選地，背板是單層)在UV 暴露模擬測試后通過拉力測試。本發明光電模塊的包括聚酯材料的背板不因暴露于濕度下而發生顯著的退化。一些聚酯板材料在暴露于高濕度下一段較長的時間后破壞或退化。因此，根據本發明光電模塊的優選背板在暴露于高濕度條件下一段較長的時間后仍保持其機械強度。可通過濕度模擬測試來評價這種對高濕度引起的退化的抵抗能力。在該濕度模擬測試中，光電模塊被暴露于具有85。/。相對濕度和處于85'C的空氣中。在該處理之后，檢查背板，以確定背板是否己經發生顯著的退化。一種確定是否已經發生顯著退化的優選方法是使用上述的拉力測試。如果背板已經發生顯著的退化，則背板可由低拉力強度(1磅/英寸)被拉開，并可通過這種拉動與下面的密封劑材料分離。另一種確定是否由于暴露于高濕度一段較長的時間而已經發生顯著退化的方法是進行濕式泄漏電流測試。如果光電模塊通過1000V下的濕式泄漏電流測試，則背板沒有發生顯著的退化。在本發明具有包括聚酯材料的背板的優選光電模塊中，背板在1500小時的濕度模擬測試后不發生顯著的退化。在光電模塊的包括聚酯材料的背板是單層的本發明優選實施方式中，包括聚酯的背板在1500小時的濕度模擬測試后不發生顯著的退化。優選地，本發明具有包括聚酯材料的背板的模塊(更優選地，背板是單層)在1500小時的濕度模擬測試后通過IOOOV下的濕式泄漏電流測試。這表明包括聚酯的背板在長期暴露于濕度后仍保持理想的介電性能。優選地，本發明具有包括聚酯材料的背板的模塊(更優選地，背板是單層)在1500小時的濕度模擬測試后通過拉力測試。在本發明具有包括聚酯材料的背板的優選光電模塊中，模塊通過 8000V下的脈沖電壓測試。該脈沖電壓測試描述在IEC 61730-2程序中。本發明具有包括聚酯材料的背板的優選光電模塊(優選地，背板是單層)在1500小時的濕度模擬測試后通過8000V下的脈沖電壓測試。本發明具有包括聚酯材料的背板的優選光電模塊(優選地，背板是單層) 在UV暴露模擬測試后通過SOOOV下的脈沖電壓測試。優選地，本發明光電模塊中包括聚酯材料的背板(最優選地，當背板是單層時)具有有機硅底涂料，該有機硅底涂料被施用到背板的面向模塊的一側，背板的背離模塊的一側，最優選地，被施用到背板的兩側。合適的有機硅底涂料是Dow Corning Z6040。可用作本發明模塊用的背板的合適聚酯板是可從MitsubishiPolymer Film, LLC獲得的W270。對于這種板，合適的厚度為約0.002 英寸至約0.007英寸。另一種可用作本發明模塊用的背板的合適聚酯板也是可從Mitsubishi Polymer Film, LLC獲得的WSAC。對于這種板，合適的厚度為約0.002英寸至約0.007英寸。WSAC聚酯板在該板的每側上均具有有機硅底涂料。如果包括聚酯的背板不具有底涂料，則可將諸如Dow Corning Z6040的合適有機硅底涂料施用到聚酯板的兩側，該有機硅底涂料優選在板被用來構造模塊之前施用。背板可包括含聚酯的一個或多個層，優選地是，包括聚酯材料的至少一個這種層具有下列屬性中的一個或多個，并優選具有所有這些屬性，這些屬性是約0.002英寸至約0.007英寸的厚度，由ASTM E96 程序在37.8'C下測量小于約10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率，利用 0.002英寸厚的層測量至少為(優選大于)約12000V、并利用0.005英寸厚或更厚的層測量優選大于約22500V的介電擊穿電壓，其中介電擊穿電壓由ASTMD149測量，由ASTMD882程序測量至少為約18800psi 的拉伸強度。背板可包括含聚酯材料的一個或多個層，以及其它材料的一個或多個層，其它材料的層例如為PVF層、聚碳酸酯層或另一聚酯層，優選地，包括聚酯材料的至少一個這種層具有下列屬性中的一個或多個，優選具有所有這些屬性，這些屬性是約0.002英寸至約 0.007英寸的厚度，由ASTME96程序在37.8'C下測量小于10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率，利用0.002英寸厚的層測量至少為(優選大于)約12000V、并利用0.005英寸厚或更厚的層測量優選大于約22500V 的介電擊穿電壓，其中介電擊穿電壓由ASTM D149程序測量，由ASTM D882程序測量至少為約18800psi的拉伸強度。優選地，本發明光電模塊中的背板是包括聚酯材料的單層，并且該單層具有下列屬性中的一個或多個，優選具有所有這些屬性，這些屬性是約0.002英寸至約0.007英寸的厚度，由ASTM E96程序在37.8 'C下測量小于10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率，利用0.002英寸厚的層測量至少為(優選大于)約12000V、并利用0.005英寸厚或更厚的層測量優選大于約22500V的介電擊穿電壓，其中介電擊穿電壓由 ASTM D149程序測量，由ASTM D882程序測量至少為約18800psi的拉伸強度。優選地，在本發明具有包括聚酯的背板(是單層)的光電模塊中，背板在進行了 1500小時的高濕度模擬測試后不發生顯著的退化，并且在UV暴露模擬測試后不發生顯著的退化，并且在該UV暴露模擬測試后，具有這種單層背板的光電模塊通過1000V電壓下的濕式泄漏電流測試，在該高濕度模擬測試后，具有這種單層背板的光電模塊通過1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。在用于構造根據本發明的模塊的一般程序中，電連接的光電池定位在覆蓋板附近或覆蓋板上，或利用諸如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)片的密封劑或其它合適的密封劑連接到覆蓋板，諸如乙烯-醋酸乙烯酯 (EVA)片的密封劑或其它合適的密封劑定位在光電池和背板之間。覆蓋板、光電池和背板然后被壓在一起(即層壓)，以形成由密封劑材料密封并包括覆蓋板、多個電連接的光電池和背板的單元。該層壓過程通常在升高的溫度和降低的壓力下進行。用于這種層壓的溫度應當是約為或高于用來將覆蓋板密封至背板的密封劑的固化溫度。例如，當密封劑是EVA片時，則該溫度應該至少約130°C。層壓過程中使用降低的壓力減少或消除了層壓物中有害泡沫的形成。為了提高諸如 EVA片的密封劑的粘附性，可向背板的表面添加底涂材料，將底涂材料摻入密封劑中，或同時采取這兩種措施。這種底涂料例如為諸如Dow CorningZ6020、 Z6030、 Z6040、 Z6076或Z6094的有機反應性硅烷。背板可具有開口，諸如絕緣線或電纜的電連接器穿過這些開口，這些電連接器連接到層壓模塊內的光電池。當模塊在運行時，這些輸出電纜用來將模塊連接到使用模塊產生的電流的系統或裝置。背板中的這些輸出電纜所穿過的開口可以由并優選由接線盒蓋住。接線盒由不導電的聚合物材料合適地制成。優選地，接線盒在模塊的下側上利用膠粘劑連接到背板，并且接線盒通常充滿密封劑，從而防止水分通過背板中的用于輸出電纜的開口進入層壓物中。充滿了密封劑的接線盒還用于錨固住輸出電纜，使得在對預期的應用安裝完工的模塊時，這些輸出電纜能夠操作而不會對完成的模塊造成損壞。現在將參照附圖描述本發明，附圖示出了本發明的某些實施方式，但附圖并不是意在以任何方式限制本發明的范圍。圖1示出了本發明的光電模塊的一個實施方式。圖1中的光電模塊1具有覆蓋板5和聚酯背板10，覆蓋板5優選由玻璃或其它合適的透明材料制成。如圖1所示，在覆蓋板5和背板10之間夾有多個串聯地電連接的光電池20。在覆蓋板5和背板10之間是乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)片15，該EVA片使覆蓋板5對背板IO密封，同時光電池20 密封在其中。為了清楚起見，在圖1中只有一個光電池用數字20表示。這些光電池可以是任何類型的光電池，諸如由多晶硅晶片或單晶硅晶片制成的電池。如圖l所示，每個電池均具有柵格型的前電接觸部25。(為了清楚起見，在圖中僅標出一個柵格型前接觸部。)太陽光穿過覆蓋板5進入并照到光電池20的前側上。電池20電通過導線30串聯地電連接。導線30連接到光電池20背側上的背部接觸部(光電模塊的背側未示出)并連接到光電池20前側上的焊料觸點35，以形成串聯的電池。(為了清楚起見，在圖1中僅標出了一組導線30和光電池前側上的一組焊料觸點35)。電線是適當地平直、鍍錫的銅導線、電線或其它合適的電導線管。圖1的模塊中所示串聯的電池中的第一光電池和最后的光電池通過端部電池40的電連接線連接到母線45。母線45也是電導線管，并可以是例如電線或平直的電導線。母線45以焊點48截止。電纜50在焊點48處焊接到母線4。電纜穿過背板10中的孔(圖1中未示出)延伸出模塊1的下側。電纜50用來將模塊1電連接到使用光電模塊1產生的電流的系統或設備。(為了清楚起見，在圖1中僅標出一個電導線管40、一個母線45、一個焊點48和一個電纜50。)在圖1中，背板10是具有0.002英寸厚度的WSAC聚酯片。背板 10具有在ASTM E96程序測量下小于約10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率，并且具有在ASTM D149程序測量下大于約12000V的介電擊穿電壓。圖2示出了圖1所示的光電模塊的下側。在圖2中，用相同的數字來指代與圖1中相同的元件。圖2示出了從背板10中的開口 55延伸的電纜50。在開口 55周圍的是接線盒65。為了清楚起見，接線盒65未示出蓋子。在完工的形式中，接線盒65將具有蓋子，并且電纜55將延伸穿過該蓋子中的開口，或穿過接線盒的一側或多側。接線盒60將充滿諸如有機硅或環氧的合適密封劑。接線盒中的密封劑密封開口 55，并還用來錨固電纜50，使得當操作電纜50時，電纜50不破環開口周圍的密封。優選利用膠粘劑將接線盒60的底表面65附連到聚酯背板10。已經確定出，具有中性固化體系而不是酸性固化體系的膠粘劑對將接線盒附連到包括聚酯材料的背板是優選的。例如己發現，具有烷氧型、胺型、環氧型或月虧型固化體系的膠粘劑形成接線盒與聚酯板之間防水的持久連結。諸如Dow Corning 737的肟固化膠粘劑和諸如Shin Etsu KE347TUV的環氧固化膠粘劑是合適的。諸如Dow Corning RTV 790的胺固化膠粘劑和諸如Dow Coming RTV 739的烷氧固化膠粘劑對于將接線盒附連到包括聚酯材料的背板也是合適的膠粘劑。盡管已經參考描述了包含由硅晶片制造的光電池的光電模塊，但如上所述，應當理解的是，本發明不限于這種光電池。所述光電池可以是任何類型的。例如，該光電池可以是諸如薄膜非晶硅電池或 CdS/CdTe電池的薄膜型光電池。這些光電池在本領域中是公知的，它們可通過公知的方法沉積到諸如玻璃或金屬的合適覆蓋材料上。例如，可用在本發明中的用于形成非晶硅電池的方法闡述在美國專利No. 4，064，521和4,292,092以及英國專利申請9916531.8(公開號2339963，2000年2月9日)，這里將所有這三個專利并入作為參考。本發明還涉及一種用于制造光電模塊的方法，該方法包括在覆蓋板和背板之間密封至少一個光電池(優選為多個電連接的光電池)，其中背板包括如上所述的聚酯材料。應當理解的是，這里僅僅描述并闡述了本發明的某些實施方式。對本領域技術人員來說，備選的實施方式和多種修改將從上面的描述中顯而易見。認為這些和其它的替選物是等同的，并在本發明的精神和范圍內。實施例通過在作為覆蓋板的1/8英寸厚透明回火玻璃板(約60英寸長，約26英寸寬)和作為背板的0.002英寸厚WSAC聚酯材料單層(約與覆蓋等長并等寬)之間層壓36個串聯的光電池來制造光電模塊。通過制備分層結構來實現層壓，該分層結構具有覆蓋板，之后是具有添加的底涂料的透明EVA片，再之后是36個串聯的光電池(光電活性表面定位成面向覆蓋板)，然后是纖維玻璃增強的EVA片(也具有添加的底涂料，以增強對聚酯的粘附性)，最后是WSAC聚酯背板。該分層的結構還包括合適的母線，用于實現所需的電路和連接。將該分層的結構放置到具有加熱到150'C的壓板的層壓機中。在置于壓板上約3 至4分鐘以在真空下加熱分層的結構后，啟動層壓機，并且利用一個大氣壓將分層的結構壓在一起一段充分的時間，以使EVA密封光電池，交聯并形成密封的光電模塊。使以這種方式制造的具有WSAC單層背板的光電模塊經受1500 小時的上述濕度模擬測試。在該測試后，背板不發生顯著的退化，并且模塊通過上述1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。將包含光電池并具有WSAC單層背板的6英寸正方形測試模塊在上述UV暴露模擬測試中進行測試，在該測試后，背板不發生顯著的退化，并且模塊通過上述1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。該極端測試表面，根據本發明具有包括聚酯的背板的光電模塊對高濕度和UV暴露的環境條件具有極好的抵抗能力。2005年7月18日提交的美國臨時專利申請60/700,206在這里被全部并入作為參考。
權利要求
1.一種光電模塊，該光電模塊包括覆蓋板，包括聚酯材料的背板，該背板在長時間暴露于UV輻射或高濕度后不發生顯著退化，一個或多個光電池，每個光電池均定位在所述覆蓋板和背板之間。
2. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板是包括聚酯材料的單層。
3. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板包括至少一個層，該至少一個層包括具有約0.002英寸至約0.007英寸厚度的聚酯材料。
4. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板包括至少一個層，該至少一個層包括由ASTM E96程序測量在37.8'C下具有小于約克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率的聚酯材料。
5. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板包括至少一個層，該至少一個層包括由ASTMD149程序對0.002英寸厚的層測量具有大于約12000V介電擊穿電壓的聚酯材料。
6. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板包括至少一個層，該至少一個層包括由ASTM D882程序測量具有至少約18000psi 拉伸強度的聚酯材料。
7. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板包括至少一個層，該至少一個層包括由ASTM E96程序測量在37.8'C下具有小于約 10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率、由ASTM D149程序對0.002英寸厚的板測量具有大于約12000V的介電擊穿電壓、以及由ASTM D882 程序測量具有至少約18000psi的拉伸強度的聚酯材料。
8. 根據權利要求l所述的光電模塊，其中所述背板是包括聚酯材料的單層，其中該層由ASTM E96程序測量在約37.8'C下具有小于約 10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率、由ASTM D149程序對0.002英寸厚的層測量具有大于約12000V的介電擊穿電壓、以及由ASTM D882 程序測量具有至少約18000psi的拉伸強度。
9. 根據權利要求l所述的光電模塊，還包括在所述覆蓋板和所述背板之間的密封劑。
10. 根據權利要求9所述的光電模塊，還包括添加到所述密封劑中的底涂材料。
11. 根據權利要求10所述的光電模塊，其中所述底涂材料包括有機反應性硅烷型底涂料。
12. 根據權利要求1所述的光電模塊，其具有下側，并進一步包括接線盒，該接線盒附連到所述光電模塊下側上的所述背板。
13. 根據權利要求12所述的光電模塊，其中所述接線盒通過選自肟固化膠粘劑、胺固化膠粘劑、環氧固化膠粘劑或烷氧固化膠粘劑中的一種或多種的膠粘劑而附連到所述背板。
14. 根據權利要求1所述的光電模塊，該光電模塊通過由IEC 61730-2程序測量的8000V電壓下的脈沖電壓測試。
15. 根據權利要求1所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過由IEC 61215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
16. 根據權利要求1所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過由ffiC 61215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
17. —種用于制造光電模塊的方法，該方法包括在覆蓋板和包括聚酯材料的背板之間密封至少一個光電池，該背板在長時間暴露于UV 輻射或高濕度之后不發生顯著退化。
18. 根據權利要求17所述的方法，還包括以密封劑使所述覆蓋板對所述背板密封。
19. 根據權利要求18所述的方法，其中所述密封劑包括EVA。
20. 根據權利要求17所述的方法，其中包括聚酯材料的所述背板是單層，并且其中該層由ASTM E96程序測量在約37.8'C下具有小于約10克/平方米/天的水蒸氣傳輸速率、使用0.002英寸厚的層板由 ASTM D149程序測量具有大于約12000V的介電擊穿電壓、以及由 ASTMD882程序測量具有至少約18000psi的拉伸強度。
21. 根據權利要求2所述的光電模塊，其中所述背板具有第一側和第二側，并在該第一側和第二側上都具有有機硅底涂料。
22. 根據權利要求2所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
23. 根據權利要求2所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
24. 根據權利要求7所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
25. 根據權利要求8所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流觀!l試。
26. 根據權利要求7所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的1000V電壓下的濕式泄漏電流測試。
27. 根據權利要求8所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過由IEC 612215程序測量的IOOOV電壓下的濕式泄漏電流測試。
28. 根據權利要求l所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過拉力測試。
29. 根據權利要求1所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過拉力測試。
30. 根據權利要求2所述的光電模塊，該光電模塊在1500小時的濕度模擬測試后，通過拉力測試。
31. 根據權利要求2所述的光電模塊，該光電模塊在UV暴露模擬測試后，通過拉力測試。
全文摘要
一種光電模塊，該光電模塊包括第一覆蓋、背板以及一個或多個光電池，每個光電池密封并定位在所述覆蓋與背板之間，其中所述背板包括聚酯材料。
文檔編號H01L31/048GK101258611SQ200680026424
公開日2008年9月3日申請日期2006年7月12日優先權日2005年7月18日
發明者丹尼爾·W·坎寧安, 余海斌, 杰伊·R·沙內爾, 約翰·H·沃爾格穆特申請人:Bp北美公司

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