光伏模塊組件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文公開的是光伏（PV)模塊組件。
【背景技術】
[0002] PV組件通常包括一般由透明或半透明的材料如玻璃、聚合物等材料制成的前板。 當前板是玻璃層時，通常需要框架，所述框架通常可以由鋁制成。框架和玻璃層是PV模塊 組件的重量的最大貢獻者，這可能使組件通常笨重和生產成本昂貴。當聚合物代替用作集 電極材料時，PV組件的機械性能和/或光學效率可能會降低。例如，對于形成集電極，聚合 物聚（甲基丙烯酸甲酯）對于光透射（即，高光學效率）是良好的，但缺乏足夠的機械性能。 聚碳酸酯對于生產平板具有良好的機械性能，但具有較低的光學效率。
[0003] 因此，對于具有增加的生產率、降低的組裝時間和降低的重量，同時維持所需的機 械和/或電性能特性中的一種或多種的PV模塊組件存在需要。
【發明內容】
[0004] 在各個實施方式中，公開了光伏模塊以及用于制造和使用其的方法。
[0005] 在一個實施方式中，光伏模塊組件包括：第一層；背層（backlayer)，其中背層包 括第二層、第三層和位于第二層和第三層之間的支撐層；和含有光伏電池的光伏層，其中光 伏層位于第一層和背層之間；其中支撐層包含加強元件（stiffeningelement)。
[0006] 以下更加具體地描述這些和其他特征和特性。
【附圖說明】
[0007] 以下是附圖的簡短描述，附圖中相同元件編號相同，并且呈現附圖是為了說明本 文中公開的示例性實施方式的目的，而并非用于限制其的目的。
[0008] 圖1是PV模塊組件的一個實施方式的截面側視圖。
[0009] 圖2是示出了蜂窩狀陣列的一個實施例的沿著線A-A獲得的支撐層的截面圖。
[0010] 圖3是示出了三角形陣列的一個實施例的沿著線A-A獲得的支撐層的截面圖。 [0011]圖4是示出了R6陣列的一個實施例的沿著線A-A獲得的支撐層的截面圖。
[0012] 圖5是示出了六陣列（hexakisarray)的一個實施例的沿著線A-A獲得的支撐層 的截面圖。
[0013] 圖6是實施例1的樣品A的示意圖。
[0014] 圖7是實施例1的樣品B的示意圖。
[0015] 圖8是實施例1的樣品C的示意圖。
【具體實施方式】
[0016] PV模塊組件通常可以包括框架、接線盒、電纜、連接件、接地故障斷路器（GFCI)、 安裝系統、跟蹤系統、匯流箱、背層、密封劑層（例如，乙烯醋酸乙烯酯密封劑層）、晶片（即， PV電池）、抗反射層和/或玻璃前層。框架，當存在時，通常可以由鋁制成。鋁框架和玻璃 層是PV模塊組件重量的最大貢獻者，這可以使得組件通常很重并且生產成本昂貴。玻璃占 據了PV模塊組件重量的最大部分。當玻璃用材料如塑料替代時，獲得的PV模塊組件導致 組件輕得多（例如，與具有玻璃的組件的13kg/m2相比，對于無玻璃組件，小于或等于10千 克/平方米（kg/m2)，具體地，小于或等于5kg/m2)，這可以允許放置在具有有限的承載能力 的頂（例如，平頂）上。利用塑料代替玻璃也通常導致整個組件的機械性能（例如，硬度和 /或撓曲強度）降低。出乎意料地發現，當將支撐層結合到背層中時，可以提高PV模塊組件 的機械性能而沒有顯著增加其重量。
[0017] 如在本文中公開的，PV模塊組件（也稱為PV模塊或PV組件）可以包括第一層； 含有光伏電池和固化的組合物的光伏層；含有第二層、支撐層和第三層的背層；接線盒；電 纜；微型逆變器（micro-inverter)和將第一層連接至第二層的可選的連接件中的一種或 多種。
[0018] 通過參照附圖，可以獲得本文中公開的部件、方法以及裝置的更全面理解。這些圖 (在本文中也稱為"圖（FIG.)"）僅是基于方便和易于示出本公開的示意圖，因此并非旨在 指示其器件或部件的相對大小和尺寸和/或定義或限制示例性實施方式的范圍。雖然具體 術語為了清晰起見用于以下描述中，但這些術語旨在僅是指為了附圖中的說明而選擇的實 施方式的特定結構，而并非旨在定義或限制本公開的范圍。在附圖和以下的隨后描述中，應 該理解的是，相同的數字標號是指相同功能的部件。
[0019] 圖1示出了PV模塊10的各個部件的示意圖，其中PV模塊10可以包括：第一層 12 ;包含固化的組合物和PV電池14的第二層32 ;和包含第二層32、支撐層34和第三層36 的背層30。圖1也示出了PV模塊10可以包括可以連接第一層12和第二層32的連接件 20和/或22 (20, 22)。連接件20, 22可以形成（例如，模制）為第一層12或第二層32的 部分或連接件20,22可以是單獨的件，如圖1所示。連接件20,22可以焊接（例如，熔焊或 激光焊接）至第一層12和/或第二層32。例如，如果連接件20, 22模制為第一層12的部 分，在第一層12包含聚（甲基丙烯酸甲酯）并且在第二層32包含丙烯腈-丁二烯-丙烯 腈共聚物時，連接件20, 22可以激光焊接至第二層32。
[0020] 同樣，連接件20, 22可以包含將提供第一層12和第二層32之間的所需粘附的任 何材料，例如連接件20, 22可以包含丙烯酸（例如，丙烯酸膠帶或丙烯酸泡沫膠帶）或乙酸 酯（例如，乙烯醋酸乙烯酯（EVA))泡沫膠帶。換句話說，連接件20,22可以是具有足夠的 結構完整性和與第一層12和第二層32的相容性以抑制分層的任何粘合劑。例如，粘合帶 可以具有大于或等于〇. 1兆帕（MPa)，或更具體地，大于或等于0. 2MPa的粘合強度，如根據 ISO4587-1979(粘合劑-高強度粘合劑粘合的拉伸搭接剪切強度的測定）測定的。粘合帶 的斷裂伸長率可以大于或等于50 %，或更具體地，大于或等于80 %，或甚至更具體地，大于 或等于95%，如根據ISO4587-1979 (粘合劑-高強度粘合劑粘合的拉伸搭接剪切強度的測 定）測定的。
[0021] 連接件20, 22可以起作用以形成第一層12和第二層32之間的間隙，可固化填充 物可以插入（例如，傾倒）到間隙中。連接件20, 22可以具有0. 5至10毫米（mm)，或更具 體地，I. 0至5. 0mm，并且甚至更具體地，2. 5至3. 5mm的厚度。連接件20, 22可以具有的寬 度小于或等于50%的層（例如，它應用至其的層）總表面積，或更具體地，1%至40%的總 表面積，并且仍更具體地，2%至20%的總表面積。連接件20, 22可以位于第一層和/或第 二層的外側40% (從各層的中心向各層的邊緣進行測定），或更具體地，外側25%，并且仍 更具體地，外側10%中。例如，如果層具有I. 0米（m)的寬度，則連接件20, 22可以位于外 緣和距離外緣0. 4m之間，或更具體地，位于外緣和距離外緣0. 25m之間，并且仍更具體地， 位于外緣和距離外緣0. 05m之間。
[0022] 第一層、第二層和第三層可以由相同或不同的材料制成，并可以各自獨立地包含 聚合物材料，例如，熱塑性材料。熱塑性材料可以包括低聚物，聚合物，離聚物，樹枝狀聚合 物（dendrimer)，共聚物如嵌段共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物、無規共聚物，以及包 含具有PV應用所需光學性能的上述中的至少一種的組合。這種熱塑性材料的實例包括，但 不限于，聚碳酸酯（例如，聚碳酸酯的共混物（如聚碳酸酯-聚丁二烯共混物）、和共聚碳 酸酯（如共聚酯-聚碳酸酯））、聚苯乙烯（例如，聚碳酸酯和苯乙烯的共聚物、丙烯腈-苯 乙烯-丁二烯共聚物、和丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈（ASA)共聚物）、聚（亞苯基醚）-聚苯 乙烯樹脂、聚甲基丙烯酸烷基酯（例如，聚甲基丙烯酸酯、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMM))、 聚酯（例如，共聚酯、聚硫酯）、聚烯烴（例如，聚丙烯和聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、線性低密度聚乙烯）、聚酰胺（例如，聚酰胺酰亞胺）、聚醚（例如，聚醚酮、聚醚醚酮、聚 醚砜），以及包含上述中的至少一種的組合。
[0023] 更具體地，用于第一層、第二層、或第三層中的一層或多層的熱塑性材料可以 包括，但不限于，聚碳酸酯樹脂（例如，LEXAN?樹脂，可商購自沙特基礎創新塑料業務 部（SABIC'sInnovativePlasticsbusiness)，尤其是LEXAN?SLX2071T或LEXAN? LUX2660T);聚（甲基丙烯酸甲酯樹脂（例如，ALTUGLAS?HT121，可商購自ARKEMAInc.); 聚亞苯基醚-聚苯乙烯樹脂和/或聚苯醚樹脂（例如，N0RYL?樹脂（特別是NORYL? 6850H 或PPX7110)，可商購自沙特基礎創新塑料業務部）；聚醚酰亞胺樹脂（例如，ULTEM?樹脂， 可商購自沙特基礎創新塑料業務部）；聚對苯二甲酸丁二酯-聚碳酸酯樹脂（例如，XEN0Y? 樹脂，可商購自沙特基礎創新塑料業務部）；共聚酯碳酸酯樹脂（例如，LEXAN?SLX樹脂， 可商購自沙特基礎創新塑料業務部）；聚丙烯樹脂（例如83MF10-10200,可商購自沙特基 礎創新塑料業務部）和包含上述樹脂中的至少一種的組合。甚至更具體地，熱塑性樹脂可 以包括，但不限于，以下的均聚物和共聚物：聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚醚酰亞 胺、聚亞苯基醚、或包含上述樹脂中的至少一種的組合。聚碳酸酯可以包括聚碳酸酯的共聚 物（例如，聚碳酸酯-聚硅氧烷，如聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物）、直鏈聚碳酸酯、支鏈 聚碳酸酯、封端的聚碳酸酯（例如，腈封端的聚碳酸酯），以及包含上述中的至少一種的組 合，例如支鏈和直鏈聚碳酸酯的組合。聚碳酸酯可以包含聚碳酸酯的共聚物，例如，聚碳酸 酯/丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈樹脂（如GELOY?XTPMFR15或GEL0Y?HRA222F，可商購自沙 特基礎創新塑料業務部）。熱塑性樹脂可以包含PA12樹脂（如GRILAMID?TR90UV，獲自 EMSGRIV0RY)〇
[0024] 第一層可以包含聚（甲基丙烯酸甲酯）、聚碳酸酯、或包含上述中的一種或兩種的 組合，并且第二層和第三層可以各自獨立地包含丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸 酯-丙烯腈-苯乙烯_丙烯腈共聚物、聚苯醚、聚丙烯，或包含上述中的一種或多種的組合。 例如，第一層可以包含聚（甲基丙烯酸甲酯），并且第二層和第三層可以包含丙烯腈-苯乙 烯-丙烯腈共聚物。第二層和第三層可以可選地包含可以與第一層的聚合物不同的相同聚 合物。