光伏元件的制作方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明，提供一種光伏元件，包括：光伏層壓件；結(jié)構(gòu)襯底；其中所述光伏元件還包括多個毛狀物，所述多個毛狀物布置成用以改進在所述光伏層壓件與所述結(jié)構(gòu)襯底之間的粘附性。本發(fā)明還提供一種用于制造這樣的光伏元件的中間產(chǎn)品和制造這樣的光伏元件的方法。
【專利說明】光伏元件
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏元件，特定而言，但非排他性地涉及包括柔性光伏模塊并且適用于結(jié)構(gòu)的構(gòu)建/建造中的光伏元件。
【背景技術(shù)】
[0002]具有層狀結(jié)構(gòu)的光伏建造部件是已知的，并且用于建造一種建筑物或車輛的頂板、壁或其它零件。目前通常使用的建造部件具有活性層，諸如由在如聚乙烯TPO或另一合適塑料材料的柔性箔襯底這樣的背部薄片上而沉積或分層的非晶、柔性硅組成的光伏層，以便提供光伏層壓件。使用柔性活性電池和柔性箔襯底有利于使光伏層壓件的表面適應于任何所希望的形狀。
[0003]這種柔性光伏層壓件然后被層壓于一種結(jié)構(gòu)層上。結(jié)構(gòu)層通常為復合物、混凝土等的非柔性層，其強度足以用作建筑物(例如，房屋)或車輛的頂板或壁元件。
[0004]柔性光伏層壓件通常借助于粘合劑而被膠合到結(jié)構(gòu)層上。但是，柔性箔襯底常常為平滑表面。粘合劑粘附到柔性光伏層壓件的平滑表面上以將柔性光伏層壓件牢固固定到相鄰結(jié)構(gòu)層上。不利的是，在粘合劑與平滑表面柔性光伏層壓件之間的粘附性不夠結(jié)實以長期耐受風化(weathering)效果。
[0005]因此，在長期經(jīng)受風化后，這些層變得彼此分離并且建造部件受損壞。例如，頂板結(jié)構(gòu)可由一系列層狀覆層建造部件而構(gòu)造成；在長期經(jīng)受風化后，在頂板結(jié)構(gòu)中在層狀覆層建造部件的層之間的粘附性將失效；層狀覆層建造部件的層將變得彼此移除并且由此造成頂板結(jié)構(gòu)泄露。在層狀覆層包括光伏電池的情況下，當層狀覆層建造部件的層變得彼此移除時，將不利地影響覆層產(chǎn)生光伏能量的能力。
[0006]為了防止建造部件中的層彼此分離，在建造部件的制造期間可使用螺栓、螺釘或緊固件。在制造所述建造部件期間，在已堆疊了建造部件的層之后，可使用螺栓、螺釘或緊固件來將這些層牢固固定在一起并且防止層彼此分離。不利的是，以此方式制造建造部件是很耗時的。
[0007]US2009/0178350描述了用于光伏元件的頂板或壁板產(chǎn)品。產(chǎn)品包括一種剛性襯底，剛性襯底具有頂表面，在頂表面上具有一個或多個接納區(qū)，每個接納區(qū)適于接納常規(guī)平面光伏元件。這種適應可包括使表面紋理化，或者在表面上設置粘合劑以便利于光伏模塊粘附于表面上。
[0008]W02010/095012描述了一種光伏模塊,其中，剛性、晶體光伏電池被合并于利用纖維加強的樹脂結(jié)構(gòu)中?？衫美w維來加強樹脂。盡管利用一種模制樹脂將光伏電池固定到織物上的過程改進了電池的粘附性，可靠性仍取決于樹脂粘附于光伏電池的背部薄片上的能力。
[0009]DE102009014348描述了一種太陽能模塊，其包括透明粘合劑層，互連的太陽能電池嵌入于透明粘合劑層中。透明、紫外線穩(wěn)定的薄前層位于粘合劑層上方。包括借助于聚氨酯而結(jié)合的核層和玻璃纖維層的支承夾入元件位于后面上。纖維用于加強所述支承元件。這個文件并未解決在太陽能電池與剛性襯底之間的粘附性問題。
[0010]現(xiàn)有建造部件較重并且通常易于破裂。
[0011]本發(fā)明的目的在于消除或減輕上文所提到的缺點中的一個或多個。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種光伏元件，包括:柔性光伏層壓件；結(jié)構(gòu)襯底；其中柔性光伏元件還包括多個毛狀物作為所述層壓件的部分并且其被布置成用以改進在所述光伏層壓件與所述結(jié)構(gòu)襯底之間的粘附性。
[0013]毛狀物為并不用于向襯底提供結(jié)構(gòu)強度的任何纖維部件；術(shù)語“毛狀物”包括，但不限于，連續(xù)纖維和包括連續(xù)纖維的無紡織物。毛狀物可包括(例如)聚合物、玻璃或纖維素纖維。毛狀物可包括聚合物纖維，諸如聚乙烯或聚丙烯或聚酯纖維，或玻璃纖維，或者任何類型的聚合物與玻璃的組合，或者包括纖維素基纖維的其它類型的纖維。毛狀結(jié)構(gòu)可基于無紡織物，呈通過機械、熱或化學地纏結(jié)纖維或細絲而結(jié)合在一起的薄片或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形式。毛狀物可裝訂、縫合、紡絲成網(wǎng)或紡粘、和熔噴。它們可呈較短或較長或連續(xù)纖維或細絲(長度從3mm至連續(xù)，優(yōu)選地從6mm至連續(xù)，和直徑從5 μ m至100 μ m，優(yōu)選地從10 μ m至60μπι)的形式。毛狀物的結(jié)構(gòu)可包括隨機地組織的纖維和定向纖維。毛狀結(jié)構(gòu)的重量可在30至700 g/sqm的范圍，優(yōu)選地50至300 g/sqm的范圍。毛狀結(jié)構(gòu)的厚度可在50 μ m至5_的范圍,優(yōu)選地5 μ m至1_的范圍。毛狀結(jié)構(gòu)可由聚合物纖維制成，諸如聚丙烯、聚酯(PET)、聚酰胺、PVC和聚乙烯、纖維素基纖維或無機纖維，諸如玻璃纖維。
[0014]將毛狀物設置于光伏層壓件的表面上增加了可用于粘附的光伏層壓件的表面處的表面接觸面積。當結(jié)構(gòu)襯底以熔融狀態(tài)施加到光伏層壓件的表面上時、和/或當結(jié)構(gòu)襯底施加到在脫毛狀態(tài)的光伏層壓件的表面處和/或上的毛狀物時，毛狀物可延伸到結(jié)構(gòu)襯底內(nèi)。在熔融結(jié)構(gòu)襯底已硬化后，在光伏層壓件的表面處和/或上的毛狀物將被嵌入于硬化的結(jié)構(gòu)襯底內(nèi)。嵌入于結(jié)構(gòu)襯底中的毛狀物幫助將光伏層壓件錨固到結(jié)構(gòu)襯底上，從而實現(xiàn)了在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間有所改進的粘附性。
[0015]在借助于粘合劑將光伏層壓件和結(jié)構(gòu)襯底牢固固定在一起的情況下，當粘合劑被涂覆/施用于光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間時，毛狀物可延伸到粘合劑內(nèi)。在粘合劑已硬化之后，處于光伏層壓件表面處的毛狀物將被嵌入于硬化的粘合劑中。嵌入于硬化的粘合劑中的毛狀物幫助將光伏層壓件錨固到粘合劑上，因而改進了在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間的總粘附性。
[0016]而且，本發(fā)明的部件并不使用玻璃襯底，并且因此比現(xiàn)有建造部件更輕，并且更不太易于破裂。本發(fā)明的部件可具有任何所希望的形狀，這樣的形狀在制造期間易于得到。
[0017]光伏元件可為用于建筑的部件。例如，光伏元件可為建造部件。光伏元件可為適用于建造例如頂板的結(jié)構(gòu)的一種部件。光伏元件可為頂板部件。光伏元件可為便攜式產(chǎn)品。
[0018]毛狀物可被布置成使得它們在第一襯底與結(jié)構(gòu)襯底之間的界面處。
[0019]光伏層壓件可包括一種牢固固定到柔性背部薄片上的柔性活性層。
[0020]光伏層壓件可包括所述多個毛狀物。優(yōu)選地，所述光伏層壓件的表面包括所述多個毛狀物。
[0021]毛狀物可布置成使得它們從光伏層壓件延伸。優(yōu)選地，毛狀物布置成使得它們從光伏層壓件的表面延伸并且穿入到覆蓋模制的結(jié)構(gòu)襯底內(nèi)。
[0022]具有從表面延伸的毛狀物的光伏層壓件能作為半成品而被分配。盡管產(chǎn)品太柔軟而不能用作頂板或壁板材料，其可由剛性頂板或壁板元件的生產(chǎn)商使用，并且放置于模具中，模具用于模制合并了所述光伏層壓件的塑料或復合頂板或壁板元件。
[0023]毛狀物可與光伏層壓件為一體的?？赏ㄟ^覆蓋模制、注射、投射(projecting)或壓縮所述結(jié)構(gòu)襯底到毛狀物上而將毛狀物制成為與結(jié)構(gòu)襯底一體；例如，利用短切氈和/或薄片模制化合物進行投射。
[0024]光伏元件還可包括至少一個氈層。至少一個氈層可由氈或氈狀材料制成。出于本文目的，包括多個毛狀物以便利于在柔性光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間的粘附性的任何材料將被認為是氈狀材料；這不僅包括氈，而且還包括諸如纖維材料、羊毛、無紡材料、無紡織物等其它材料。
[0025]至少一個氈層可包括所述多個毛狀物，這些毛狀物被布置成用以改進在所述光伏層壓件與所述結(jié)構(gòu)襯底之間的粘附性。
[0026]至少一個氈層可牢固固定到光伏層壓件上。一個氈層可牢固固定到光伏層壓件上并且一種第二氈層可牢固固定到結(jié)構(gòu)襯底上。氈層可由粘附而牢固固定。
[0027]結(jié)構(gòu)襯底可被覆蓋模制到光伏層壓件的毛狀表面上。結(jié)構(gòu)襯底可被覆蓋模制到所述多個毛狀物上，例如到與光伏層壓件一體的氈層上，以將結(jié)構(gòu)襯底牢固固定到光伏層壓件上。
[0028]結(jié)構(gòu)襯底可被直接地牢固固定到氈層上?？山柚趯⑺鼋Y(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到氈層上，而將結(jié)構(gòu)襯底直接地牢固固定到氈層上。
[0029]毛狀物可具有某些或所有以下性質(zhì):多個毛狀物可為單向的；或者可具有隨機取向和/或可被縫合。
[0030]在氈層中的毛狀物的性質(zhì)可在氈層的相對著的側(cè)上或者在介于光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間的界面的不同區(qū)域處有所不同。例如，氈層可在附連到光伏層壓件上的氈層側(cè)部上包括可比在介于光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間的界面處的氈層側(cè)部上的毛狀物更短的毛狀物。
[0031]光伏層壓件的活性層可包括一種光伏模塊。活性層為柔性的?；钚詫影ㄒ环N柔性光伏模塊，例如柔性非晶電池。替代地，活性層可包括晶體硅(C-Si)電池。晶體電池可包括薄C-Si波形轉(zhuǎn)換器(wafer)，例如200微米或更小的波形轉(zhuǎn)換器襯底，并且提供某些柔性。
[0032]活性層還可包括多個毛狀物。多個毛狀物可從活性層的表面延伸。
[0033]光伏元件還可包括一個或多個硅晶片。該硅晶片或每個硅晶片可位于活性層內(nèi)。
[0034]光伏元件在其正常狀態(tài)下可為平面的，并且當剛性襯底被覆蓋模制于其上時可被制成為非平面的。剛性襯底可具有波紋。剛性襯底，和固定到這個剛性襯底上的光伏元件可包括非平面的輪廓。剛性襯底可包括波紋輪廓。
[0035]可由模具給出光伏元件的非平面輪廓，在模具中，剛性襯底被覆蓋模制、覆蓋注射、覆蓋灌注(over-1nfused)到柔性光伏層壓件上。在覆蓋模制操作期間，柔性光伏層壓件可被真空抽吸抵靠著此模具的壁上。
[0036]光伏元件還可包括粘合劑。粘合劑可被插置于光伏層壓件的層之間。粘合劑可被插置于光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間，粘合劑可呈粘合劑層的形式。優(yōu)選地，并不設置粘合劑并且結(jié)構(gòu)襯底被直接地覆蓋模制到光伏元件的毛狀表面上。
[0037]光伏層壓件可在結(jié)構(gòu)襯底的整個表面上延伸，結(jié)構(gòu)襯底的整個表面完全受到光伏層壓件保護，并且由光伏層壓件覆蓋。光伏層壓件可包括了在背部薄片上的光伏電池。背部薄片可具有與結(jié)構(gòu)襯底相同的大小和相同的形狀，結(jié)構(gòu)襯底完全由背部薄片覆蓋。光伏層壓件可包括由透明層覆蓋的光伏電池。透明層可具有與被透明層完全覆蓋的結(jié)構(gòu)襯底相同的大小和形狀。
[0038]結(jié)構(gòu)襯底還可包括樹脂。結(jié)構(gòu)襯底還可利用纖維加強。纖維可為玻璃纖維。光伏層壓件還可包括樹脂。樹脂可為熱固性樹脂、光固性樹脂、熱塑性樹脂。光伏層壓件還可包括纖維。纖維可包括聚合物、玻璃、纖維素。結(jié)構(gòu)襯底可為包括樹脂和纖維素的復合物。復合物可包括在樹脂中的玻璃纖維。樹脂或纖維可改進使結(jié)構(gòu)襯底更抗破裂的結(jié)構(gòu)襯底的結(jié)構(gòu)強度。樹脂可為熱固性樹脂、光固性樹脂、熱塑性樹脂，纖維可包括聚合物、玻璃、纖維素。
[0039]襯底的纖維與毛狀物的區(qū)別在于纖維向襯底提供結(jié)構(gòu)強度，而毛狀物并不用于提供結(jié)構(gòu)強度。而且，纖維通?；旧喜贾糜谝r底中從而使得它們與所述襯底的表面基本上平行以向該襯底提供結(jié)構(gòu)強度，而通常毛狀物被布置成使得它們從襯底的表面延伸，例如，毛狀物通?；旧洗怪庇谝r底的表面而延伸。
[0040]光伏層壓件或結(jié)構(gòu)襯底可包括塑料。光伏層壓件和結(jié)構(gòu)襯底二者都可包括塑料。光伏層壓件可包括聚合物。例如，光伏層壓件可包括聚乙烯、聚奈二甲酸乙二醇酯和/或聚對苯二甲酸乙二醇酯。結(jié)構(gòu)襯底可包括聚乙烯或環(huán)氧樹脂。光伏層壓件和結(jié)構(gòu)襯底二者都可包括聚乙烯。
[0041]多個毛狀物可呈現(xiàn)任何合適的形狀、方面、設計或構(gòu)造。多個毛狀物的長度可不同，具有鉤狀配置，具有環(huán)狀配置，具有彎曲配置，具有直配置，具有波狀起伏配置和/或可以用不同角度定向。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設置頂板元件，包括前述光伏元件中的任何光伏元件。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供包括前述光伏元件中任何光伏元件的壁元件。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制造光伏元件的元件，該元件包括:光伏層壓件，其中光伏層壓件還包括多個毛狀物，多個毛狀物布置成使得能實現(xiàn)在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間改進的粘附性。
[0045]毛狀物可被布置成從光伏層壓件的表面延伸。
[0046]光伏層壓件可包括所述多個毛狀物。
[0047]毛狀物可與光伏層壓件為一體的。
[0048]用于制造建筑物的元件的部件還可包括氈層。氈層可包括所述多個毛狀物。氈層可被牢固固定到光伏層壓件上。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種頂板部件或頂板元件，包括前述光伏元件之中任一個。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種頂板，包括前述光伏元件之中任一個。頂板可包括多個前述光伏元件中任一種。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造光伏元件的方法，包括以下步驟:
在柔性光伏層壓件的表面處設置多個毛狀物； 在柔性光伏層壓件的表面處的所述多個毛狀物上設置呈熔融形式的一種結(jié)構(gòu)襯底從而使得在光伏層壓件的所述表面處的毛狀物與熔融的結(jié)構(gòu)襯底協(xié)同操作以在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間提供改進的粘附性。
[0052]在光伏層壓件的表面處設置多個毛狀物的步驟可包括將毛狀物整合到光伏層壓件內(nèi)的步驟?？墒褂萌魏魏线m的方法來整合毛狀物。
[0053]該方法可包括將活性層牢固固定到襯底上以形成光伏層壓件。
[0054]在光伏層壓件的表面處設置多個毛狀物的步驟可包括以下步驟:將包括多個毛狀物的氈層牢固固定到光伏層壓件的表面上的步驟。
[0055]該方法還可包括以下步驟:在結(jié)構(gòu)襯底與光伏層壓件之間設置粘合劑。該方法還可包括以下步驟:在結(jié)構(gòu)襯底的表面與光伏層壓件的所述表面之間設置粘合劑。
[0056]可通過將粘合劑注射于結(jié)構(gòu)襯底的所述表面與光伏層壓件的所述表面之間來進行在結(jié)構(gòu)襯底的表面與光伏層壓件的所述表面之間設置粘合劑的步驟。
[0057]該方法可包括以下步驟:將結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到具有非平面輪廓的光伏層壓件上。該方法可包括以下步驟:將結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到具有波紋輪廓和/或表面的光伏層壓件上。優(yōu)選地，該方法還包括以下步驟:將光伏層壓件定位于模具內(nèi)。將光伏層壓件定位于模具內(nèi)可設置具有非平面和/或波紋輪廓的光伏層壓件。
[0058]該方法可包括以下步驟:提供具有非平面表面的結(jié)構(gòu)襯底。該方法可包括以下步驟:提供具有波紋表面的結(jié)構(gòu)襯底。該方法還可包括以下步驟:將光伏層壓件覆蓋模制到結(jié)構(gòu)襯底上。結(jié)構(gòu)襯底可被定位于非平面模具上，以提供具有非平面表面和/或非平面輪廓的第二襯底。結(jié)構(gòu)襯底可被定位于非平面模具上，以提供具有波紋表面和/或波紋輪廓的第二襯底。
[0059]優(yōu)選地，該方法包括以下步驟:將結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到光伏層壓件上。當結(jié)構(gòu)襯底被覆蓋模制到光伏層壓件上時，毛狀物可變得嵌入于在光伏層壓件上的結(jié)構(gòu)襯底內(nèi)。光伏層壓件可包括一種平面輪廓，在覆蓋模制期間使得平面輪廓制成為非平面的。優(yōu)選地，該方法包括以下步驟:將結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到(已具備毛狀物的、并且覆蓋模制到包括非平面表面的模具上的)所述光伏層壓件的表面上。結(jié)構(gòu)襯底優(yōu)選地定位于模具的非平面表面上。結(jié)構(gòu)襯底可被注射、投射和/或壓縮到光伏層壓件上；例如，利用短切租(chopped strandmat)和/或薄片模制化合物來投射。
[0060]在一實施例中，粘合劑可被注射于結(jié)構(gòu)襯底的所述非平面或波紋表面與光伏層壓件的所述表面之間，從而使得毛狀物與粘合劑協(xié)同工作以在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間提供改進的粘附性。
[0061]該方法還包括以下步驟:將纖維合并到結(jié)構(gòu)層內(nèi)。該方法還可包括以下步驟:在將結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制到光伏層壓件上期間將纖維合并到結(jié)構(gòu)襯底上?？勺鳛槔w維的替代或補充而使用樹脂。
[0062]該方法還包括以下步驟:將纖維合并到光伏層壓件內(nèi)。該方法還可包括以下步驟:將樹脂合并到光伏層壓件內(nèi)。
[0063]活性層可包括一種光伏模塊。活性層可為柔性的?；钚詫涌砂ㄒ环N柔性光伏模塊。
[0064]將一種光伏模塊層和一種背部薄片牢固固定在一起的步驟可通過使用粘合劑將所述層粘附在一起來進行。
[0065]作為在光伏層壓層中或光伏層壓層上的毛狀物的替代，多個毛狀物也可設置于結(jié)構(gòu)層上并且第一襯底層可施加到結(jié)構(gòu)層上的毛狀物上從而使得實現(xiàn)了在結(jié)構(gòu)層與光伏層壓件之間改進的粘附性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0066]借助于僅以舉例說明的方式給出并且由附圖示出的實施例的描述，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中:
圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的光伏元件的截面圖；以及 圖2提供了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的光伏元件的截面圖；以及 圖3提供了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的光伏元件的截面圖；以及 圖4提供了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的光伏元件的截面圖；
圖5a至5b示出了圖1所示的光伏元件制造中所涉及的步驟。
【具體實施方式】
[0067]圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的一實施例呈頂板元件I形式的光伏元件的截面圖。頂板元件I可用于在例如房屋、大篷車、船只或諸如此類的任何其它結(jié)構(gòu)上構(gòu)造一種頂板或壁結(jié)構(gòu)。通常，多個這樣的頂板元件I協(xié)同工作地布置成用以構(gòu)造頂板或壁結(jié)構(gòu)。頂板元件I為非平面的并且具有由波紋2限定的波紋輪廓。在此特定示例中的波紋2向頂板元件I提供額外結(jié)構(gòu)剛性。
[0068]頂板元件I包括牢固固定到結(jié)構(gòu)襯底層7上的呈光伏層壓件3、5形式的一種活性層。光伏層壓件為半成品并且在此示例中包括層壓件，和結(jié)構(gòu)襯底7 ;層壓件具有柔性光伏模塊3和第一柔性襯底5 (背部薄片)。光伏模塊層3借助于第一粘合劑層9a、或者由任何其它合適手段而牢固固定到柔性背部薄片5上。
[0069]通過將呈熔融形式的結(jié)構(gòu)襯底7施用到柔性光伏層壓件3、5的表面13上并且隨后允許所述結(jié)構(gòu)襯底7在光伏層壓件3、5的表面13上硬化，將柔性光伏層壓件3、5的下面牢固固定到結(jié)構(gòu)襯底層7上。因而，結(jié)構(gòu)襯底7被直接地覆蓋模制到背部薄片5上。
[0070]所述結(jié)構(gòu)襯底7和可能地所述柔性背部薄片5包括纖維4 (或者樹脂)，纖維4向所述襯底5、7提供結(jié)構(gòu)支承。應了解到，襯底并不限于具有纖維4 (或樹脂)并且襯底5、7中的一者或二者可包括纖維4(或樹脂)。纖維4(或樹脂)將增加襯底5、7的強度，使得它們更抗破裂。在光伏層壓件的背部薄片5中的纖維4被示出為布置成使得它們基本上平行于背部薄片的表面13延伸。
[0071]在結(jié)構(gòu)襯底7中的纖維4被示出布置成使得其基本上平行于所述結(jié)構(gòu)襯底7的表面15。但應了解到，纖維可呈任何其它合適布置，例如纖維可具有隨機方位或者它們可布置為網(wǎng)孔/網(wǎng)眼。
[0072]柔性光伏模塊3具有在0.2至2mm范圍內(nèi)的厚度。柔性光伏模塊3的薄結(jié)構(gòu)確保了柔性光伏模塊3非常柔性。但柔性光伏模塊3較脆并且易于撕裂。
[0073]光伏層壓件的柔性背部薄片5向柔性光伏模塊3提供結(jié)構(gòu)支承從而使得柔性光伏模塊3不能易于撕裂。雖然剛性比柔性光伏模塊3更強，背部薄片5仍是柔性的，因而當柔性光伏模塊3牢固固定到背部薄片5以形成堆疊時，這個堆疊保持為柔性的。在此特定示例中，背部薄片5包括聚乙烯或聚丙烯；但將會了解到，背部薄片5可包括任何其它合適材料，特別地塑料材料，或不同材料的層壓件。
[0074]結(jié)構(gòu)襯底7通過在頂板元件I中支承所述光伏層壓件而為頂板元件I提供結(jié)構(gòu)支承。比形成頂板元件I的背部薄片5和柔性光伏模塊3剛性更強和更結(jié)實/強固，結(jié)構(gòu)襯底7使得光伏元件I適用于例如建筑一種頂板或壁。在此特定示例中，結(jié)構(gòu)襯底7由在樹脂中的纖維復合物，諸如玻璃纖維而制成；但將會了解到，結(jié)構(gòu)襯底7可包括任何其它合適材料。結(jié)構(gòu)襯底7被覆蓋模制到背部薄片5的表面13上，以將結(jié)構(gòu)襯底7直接地牢固固定到背部薄片5上。
[0075]如圖1所示，光伏層壓件3、5的下層5包括與光伏層壓件3、5 —體的多個毛狀物
11?？墒褂萌魏魏线m方法將多個毛狀物與光伏層壓件3、5制成為集成一體的；例如，可在制造所述背部薄片5期間使毛狀物與光伏層壓件3、5制成為集成一體的；例如，當背部薄片5處于熔融狀態(tài)時在制造期間，可將毛狀物11合并到光伏層壓件的背部薄片5內(nèi)；或者，毛狀物11可膠合到背部薄片5上。上面牢固固定有毛狀物的光伏層壓件3、5可作為半成品而被分配。
[0076]多個毛狀物11中的至少某些布置在介于光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間的界面12處。毛狀物11被布置成用以從光伏層壓件3、5的表面13基本上豎直地延伸到結(jié)構(gòu)襯底7內(nèi)。多個毛狀物11增加了可用于粘附的光伏層壓件3、5的表面13處的表面接觸面積。毛狀物11也延伸到結(jié)構(gòu)襯底7內(nèi)以將光伏層壓件5錨固到結(jié)構(gòu)襯底7上。因而，實現(xiàn)了在柔性光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間改進的粘附性。最終，在柔性光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間更好的粘附性表示/意味著光伏層壓件3、5不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離，并且因此光伏層壓件和結(jié)構(gòu)襯底7保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響之后。
[0077]圖2提供了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例呈頂板元件10形式的光伏元件的截面圖。頂板元件10具有許多與圖1所示的頂板元件I相同的特征，并且相同的特征被給予相同的附圖標記。
[0078]頂板元件10包括帶背部薄片25的光伏層壓件。如在第一實施例中的情況，光伏層壓件包括背部薄片25，背部薄片25向柔性光伏模塊3提供結(jié)構(gòu)支承從而使得柔性光伏模塊3不能被容易地撕裂。雖然剛性比柔性光伏模塊3更強，光伏層壓件的背部薄片25仍是柔性的，因而當光伏模塊層3牢固固定到背部薄片25以形成堆疊時，這個堆疊保持為柔性的。在此特定示例中，背部薄片25包括聚乙烯或聚丙烯；但將會了解到，背部薄片25可包括任何合適材料，或不同材料的層壓件。不同于圖1中所示的頂板元件I的背部薄片5，在圖2中所示的實施例中，背部薄片25并不包括與背部薄片25集成一體的毛狀物。
[0079]頂板元件10還包括牢固固定到光伏層壓件3、25的表面23上的層27。層27可包括氈或氈狀材料，諸如氈、纖維材料、羊毛、無紡材料、無紡織物等。我們將這種層無區(qū)別地簡單地稱作氈層或氈狀層?？墒褂萌魏魏线m手段(例如，粘合劑)將氈層27牢固固定到表面23上。結(jié)構(gòu)襯底7被覆蓋模制到氈層27上以將結(jié)構(gòu)襯底7直接地牢固固定到氈層27上。
[0080]氈層27包括多個毛狀物111。毛狀物以關(guān)于圖1中所示的實施例所描述般的相同方式起作用；即，多個毛狀物111增加了可用于粘附的在光伏層壓件的表面13處的表面接觸面積，并且多個毛狀物111也將延伸到結(jié)構(gòu)襯底7內(nèi)以將光伏層壓件錨固到結(jié)構(gòu)襯底7上。因而，實現(xiàn)了在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底7之間改進的粘附性。最終，在光伏層壓件3、25與結(jié)構(gòu)襯底7之間改進的粘附性表示/意味著柔性光伏層壓件3、25不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離；因此，柔性光伏層壓件3、25和結(jié)構(gòu)襯底7保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響之后。
[0081]如上文所描述的那樣，毛狀物設置于光伏層壓件上。將會了解到，在所有實施例中，毛狀物可以替代地或額外地被設置于結(jié)構(gòu)層上。在此情況下，光伏層壓件可被覆蓋模制或者壓延到結(jié)構(gòu)襯底上。
[0082]圖3提供了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例呈頂板元件100形式的光伏元件的截面圖。圖3所示的實施例具有許多與圖1所示的實施例相同的特征，并且相同的特征被給予相同的附圖標記。
[0083]不同于圖1所示的實施例，結(jié)構(gòu)襯底7并不直接地牢固固定到柔性光伏層壓件5上，而是借助于第二粘合劑層％將結(jié)構(gòu)襯底7牢固固定到柔性光伏層壓件5上。
[0084]毛狀物11以類似有利的方式作用以用來改進在柔性光伏層壓件5與結(jié)構(gòu)襯底7之間的粘附性；即，多個毛狀物11增加了可用于粘附的柔性光伏層壓件5的表面13處的表面接觸面積。多個毛狀物11中的至少某些從柔性光伏層壓件5的表面13基本上豎直地延伸，并且進入到第二粘合劑層9b內(nèi)。毛狀物11將柔性光伏層壓件5錨固到第二粘合劑層9b上。因而，實現(xiàn)了在柔性光伏層壓件5與第二粘合劑層9b之間改進的粘附性。最終，在柔性光伏層壓件5與第二粘合劑層9b之間更好的粘附性表示/意味著柔性光伏層壓件5不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離，并且因此柔性光伏層壓件5和結(jié)構(gòu)襯底7保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響之后。
[0085]參考圖1至圖3，應了解到，此外，結(jié)構(gòu)襯底7也可包括多個毛狀物。毛狀物可從結(jié)構(gòu)襯底7的表面15豎直地延伸到可選的第二粘合劑層9b或者直接到柔性光伏層壓件3、5內(nèi)。多個毛狀物將增加在可用于粘附的結(jié)構(gòu)襯底7的表面15處的表面接觸面積，并且毛狀物也將延伸到粘合劑層9b內(nèi)或者到柔性光伏層壓件3、5內(nèi)以將結(jié)構(gòu)襯底7錨固到第二粘合劑層9b上、或者到柔性光伏層壓件5上。因而，可實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)襯底7與柔性光伏層壓件3、5之間改進的粘附性。這將進一步加強在光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間的粘附性，從而使得它們不太可能變得分離。
[0086]圖4提供了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的，呈頂板元件1000的形式的光伏元件的截面圖。圖4所示的實施例具有許多與圖2所示的實施例相同的特征，并且相同的特征被給予相同的附圖標記。
[0087]不同于圖2所示的實施例，結(jié)構(gòu)襯底7并不直接地牢固固定到氈層27上，而是借助于第二粘合劑層％將結(jié)構(gòu)襯底7牢固固定到氈層27上。
[0088]在氈層27中的毛狀物111以類似有利的方式作用以用來改進在柔性光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間的粘附性；8卩，多個毛狀物111增加了可用于粘附的柔性光伏層壓件
3、5的表面23處的表面接觸面積，并且多個毛狀物111也將延伸到粘合劑層9b內(nèi)以將柔性光伏層壓件3、25錨固到第二粘合劑層9b上。因而，可實現(xiàn)在柔性光伏層壓件3、25與第二粘合劑層9b之間改進的粘附性。最終，在柔性光伏層壓件3、25與第二粘合劑層9b之間改進的粘附性意味著柔性光伏層壓件3、25不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離。因此，柔性光伏層壓件3、25和結(jié)構(gòu)襯底7保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響之后。
[0089]應了解此外，結(jié)構(gòu)襯底7還可包括氈層27，氈層27具有從結(jié)構(gòu)襯底7的表面15豎直地延伸到第二粘合劑層9b內(nèi)或者直接地到柔性光伏層壓件3、5內(nèi)的多個毛狀物。多個毛狀物將增加在可用于粘附的結(jié)構(gòu)襯底7的表面15處的表面接觸面積，并且毛狀物也將延伸到粘合劑層％內(nèi)或者到柔性光伏層壓件3、5內(nèi)以將結(jié)構(gòu)襯底7錨固到第二粘合劑層9b上、或者到柔性光伏層壓件3，5上。因而可實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)襯底7與柔性光伏層壓件3、5之間改進的粘附性。
[0090]圖5a至5b示出了圖1所示的光伏元件I的制造中所涉及的步驟。該方法首先涉及使用已知方法來制備一種光伏層壓件，在此示例中，光伏層壓件包括柔性光伏模塊3和背部薄片5。
[0091]多個毛狀物11被制成與光伏層壓件的背部薄片5集成一體從而使得它們從背部薄片5的表面13延伸；這可使用任何合適方法來進行；在制造柔性光伏層壓件3、5期間，例如在制造光伏層壓件的最下層期間，毛狀物11可被合并到柔性光伏層壓件3、5的表面13內(nèi)；例如，當在制造期間所述背部薄片5處于熔融狀態(tài)時，毛狀物11可被合并到背部薄片5的表面13內(nèi)；或者毛狀物11可被簡單地膠合到柔性光伏層壓件3、5的表面13上。
[0092]當如圖2所示制造所述頂板元件10時，作為提供與柔性光伏層壓件集成一體的多個毛狀物的替代，包括多個毛狀物的氈層27被簡單地牢固固定到柔性光伏層壓件5的表面13上。
[0093]之后，柔性光伏模塊3借助于粘合劑9a而被牢固固定到背部薄片5上以形成一種堆疊12，即，光伏層壓件。由于柔性光伏模塊3和背部薄片5的柔性性質(zhì)，所述堆疊或所述光伏層壓件12將是柔性的。然后將柔性光伏層壓件12施用/涂覆在第一模具元件30a的波紋表面35上。光伏層壓件12可抵靠著所述波紋表面35而被壓入或真空抽吸入所述第一模具元件30a內(nèi)，導致所述光伏層壓件12的外形輪廓適應于波紋表面35的波紋輪廓。
[0094]通過限定于第一波紋模元件30a中的通道33而施加真空；真空抽吸到光伏層壓件12上從而使得光伏層壓件12并不變得從第一模具元件30a的表面35移除。
[0095]使用已知方法將結(jié)構(gòu)襯底7制備為呈熔融狀態(tài)?？蛇x地，樹脂和/或纖維4 (如圖5b中所示)可在制備它時被合并到結(jié)構(gòu)襯底7內(nèi)；當合并到結(jié)構(gòu)襯底7內(nèi)時，樹脂或纖維4將向結(jié)構(gòu)襯底7提供結(jié)構(gòu)支承。
[0096]然后使光伏層壓件12朝向第二模具元件30b的表面37移動。第二模具元件30b還包括一種波紋表面37，如圖5a所示。光伏層壓件12被定位成使得在堆疊12上的波紋對應于第二模具元件30b的波紋表面37中的波紋(即，在光伏層壓件12中的波紋中的峰覆蓋在第二模具元件30b的波紋表面37中/上的波紋中的谷(trough))。
[0097]如圖5b所示，光伏層壓件12被保持在第二模具元件30b的波紋表面37上方的位置，從而使得由第二模具元件30b的波紋表面37和背部薄片5的表面13而限定了一種通道39。
[0098]然后，使用注射器件41，使結(jié)構(gòu)襯底7以其熔融狀態(tài)注入到通道39內(nèi)，直到通道39充滿熔融結(jié)構(gòu)襯底7。以此方式，結(jié)構(gòu)襯底7被覆蓋模制到背部薄片5的表面13上。第二模具元件30b的波紋表面37，和光伏層壓件12的波紋輪廓，將迫使所注射的熔融結(jié)構(gòu)襯底7實現(xiàn)一種波紋輪廓。
[0099]多個毛狀物11增加了可用于與熔融結(jié)構(gòu)襯底7相粘附的背部薄片5的表面13處的表面接觸面積。而且，當熔融結(jié)構(gòu)襯底7移動到通道39內(nèi)時，從背部薄片5的表面13延伸的多個毛狀物11中的至少某些將變得嵌入于熔融結(jié)構(gòu)襯底7中。
[0100]然后允許熔融結(jié)構(gòu)襯底7硬化。一旦熔融結(jié)構(gòu)襯底7已硬化的情況下，嵌入的毛狀物11將柔性光伏層壓件3、5錨固到硬化的結(jié)構(gòu)襯底7上。因此，實現(xiàn)了在柔性光伏層壓件3、5與結(jié)構(gòu)襯底7之間改進的粘附性。最終，在背部薄片5與結(jié)構(gòu)襯底7之間改進的粘附性表示/意味著柔性光伏層壓件3、5不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離，并且這些層保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響后。
[0101]使用類似的步驟來制備圖3和圖4所示的實施例。在此情況下，獨立地制備結(jié)構(gòu)襯底7并且允許硬化。然后將光伏層壓件12定位于硬化的結(jié)構(gòu)襯底7上方以限定一種在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底7之間的通道。然后使用注射器件將粘合劑注射到通道內(nèi)，直到通道充滿粘合劑。如在上文所描述的方法中的情況，多個毛狀物增加了可用于粘附的柔性光伏層壓件3、5的表面13處的表面接觸面積。而且，隨著粘合劑移動到通道內(nèi)，多個毛狀物將變得嵌入于粘合劑中以將柔性光伏層壓件3、5錨固于所注射的粘合劑中。因此，實現(xiàn)了在柔性光伏層壓件3、5與所注射的粘合劑之間改進的粘附性；在柔性光伏層壓件3、5與注射的粘合劑之間改進的粘附性表示/意味著柔性光伏層壓件3、5不太可能變得與結(jié)構(gòu)襯底7分離，并且柔性光伏層壓件3、5和結(jié)構(gòu)襯底7保持牢固固定到彼此，即使在已長期經(jīng)受風化的效果/影響后。
[0102]圖6不出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的光伏兀件600。光伏兀件600具有許多與圖1所示的光伏元件I相同的特征。并且相同的特征被給予相同的附圖標記。
[0103]光伏元件600還包括位于活性層3內(nèi)的多個晶體硅晶片601。借助于電連接器603而電連接每個相繼/相接連的晶片。晶片可具有某些有限的柔性。
[0104]在不偏離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，對本發(fā)明的所描述的實施例的各種修改和變型將對于本領域技術(shù)人員顯然。盡管已關(guān)于具體優(yōu)選實施例而描述了本發(fā)明，應了解到，所要求保護的本發(fā)明不應被不當?shù)叵拗茷檫@樣的具體實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種制造光伏元件的方法，包括以下步驟: 提供柔性光伏層壓件； 將包括多個毛狀物的層牢固固定到所述光伏層壓件的表面上； 將結(jié)構(gòu)襯底模制于所述多個毛狀物上在所述光伏層壓件的表面處，從而使得在所述光伏層壓件的所述表面處的毛狀物與所述結(jié)構(gòu)襯底協(xié)同工作，所述毛狀物提供在所述光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間改進的粘附性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述柔性光伏層壓件抵靠第一模具元件的異型、波紋或其它非平面表面而施加。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述光伏層壓件真空抽吸入到第一模具元件上抵靠所述波紋表面，導致所述光伏層壓件的外形輪廓適應于所述波紋表面的波紋輪廓。
4.一種用于制造剛性光伏元件的柔性半成品元件，所述元件包括: 柔性光伏層壓件； 柔性材料，其包括牢固固定到所述光伏層壓件的表面上的多個毛狀物； 其中所述毛狀物布置成使得能實現(xiàn)在光伏層壓件與結(jié)構(gòu)襯底之間改進的粘附性。
5.一種通過權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法而生產(chǎn)的光伏元件，包括: 柔性光伏層壓件； 包括牢固固定到所述柔性光伏層壓件上的多個毛狀物的層； 剛性結(jié)構(gòu)襯底； 其中所述毛狀物從所述層的表面延伸以改進在所述光伏層壓件與所述結(jié)構(gòu)襯底之間的粘附性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光伏元件，其中，所述光伏元件具有波紋或其它非平面的輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項所述的光伏元件，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底為包括樹脂和纖維的復合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的光伏元件，其中，所述層由氈或氈狀材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的光伏元件，其中，所述結(jié)構(gòu)襯底覆蓋模制、覆蓋注射或覆蓋灌注到所述層上。
【文檔編號】B29C37/00GK103597607SQ201180068376
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月23日
【發(fā)明者】F.加里亞諾, P.維魯特, G.庫維里爾, J.維雷, Y.勒特里爾, J-A.曼森, A.克洛塞特, D.菲斯徹 申請人:瑞士聯(lián)邦理工大學， 洛桑（Epfl）