太阳能模块的制造 本发明涉及避免空气气泡的太阳能模块的制造方法。
太阳能模块被理解为直接从太阳光产生电流的组件。 经济有效地生产太阳能电流 的关键因素是所使用的太阳能电池的效率以及太阳能模块的制造成本和耐久性。
太阳能模块通常由玻璃、 连接的太阳能电池、 封装材料和背面结构加上框架复合 而成。太阳能模块各层须满足下列功能。
前玻璃起保护作用， 使之免受机械和天气影响。 它必须具有极佳的透明度， 以便把 300nm 至 1150nm 光谱范围内的吸收损失和以此引起的通常为了发电而采用的硅太阳能电 池的效率损失保持尽可能小。一般使用硬化低铁白玻璃 (3 或 4mm 厚 )， 其在上述光谱范围 内的透射率为 90 至 92％。另外， 玻璃为模块的刚性做出显著的贡献。
封装材料 ( 主要是 EVA( 乙烯 - 乙酸乙烯酯 ) 薄膜用来粘结整个模块装配。在约 150℃下的层压过程中 EVA 熔化， 流入焊接的， 太阳能电池的间隙中并通过热引发的化学反 应而交联。引起反射损失的气泡的形成通过在真空条件下的层压来避免。
模块背面保护太阳能电池和封装材料免受水分和氧的作用。此外， 在安装太阳能 模块时模块背面起机械保护作用以避免刮伤等并起电气绝缘作用。 作为背面结构可以使用 另一块玻璃板或复合薄膜。在这种情况下， 基本上采用 PVF( 聚氟乙烯 )-PET( 聚对苯二甲 酸乙二醇酯 )-PVF 或 PVF- 铝 -PVF 变体。
在太阳能模块结构中背面所采用的封装材料对水蒸气和氧必须具有特别良好的 阻隔性能。水蒸气或氧并不侵蚀太阳能电池本身， 但其引起金属触点的腐蚀和 EVA- 封装材 料的化学降解。太阳能电池触点的破坏导致模块完全失效， 因为通常在一个模块中所有太 阳能电池电串行连接。 EVA 的降解呈现为模块黄变， 其与相应的由于光吸收造成的功率下降 和外观恶化相联系。
当今所有模块的大约 80％用所描述的复合薄膜之一封装， 大约 15％的太阳能模 块将玻璃用于正、 背面。在这种情况中， 作为封装材料可以部分地使用高度透明的， 但仅缓 慢 ( 数小时 ) 硬化的浇铸树脂代替 EVA。
为了获得尽管投资成本相对较高， 但仍有竞争力的太阳电成本， 太阳能模块必须 实现长的运行寿命。因此， 当今的太阳能模块设计 20-30 年的使用寿命。除了高气候稳定 性以外， 对该模块的温度可耐受性提出了高要求， 运行时其温度可周期地在太阳完全辐照 时的 80℃和冰点以下的温度之间波动。因此， 太阳能模块要经受广泛的稳定性测试 ( 按照 IEC 61215 和 IEC 61730 的标准测试 )， 包括气候测试 ( 紫外线辐照、 蒸汽热、 温度交替 ) 和 冰雹冲击测试以及电绝缘能力测试。
模块精加工以总成本的 30％分摊了太阳能光电模块总成本的相对高的比例。 模块 精加工这样大的比例是由于高的材料成本 ( 例如背面多层薄膜 ) 和长的加工时间， 即生产 率低造成的。模块复合件的上述各层往往仍旧还用手工装配和对齐。此外， EVA 溶胶相对 缓慢的熔化和模块复合件在约 150℃下和在真空中的层压导致每个模块循环工作时间约达 20 至 30 分钟。
此外， 由于相对厚的前玻璃板， 传统的太阳能模块具有大的重量， 这又需要稳定且
价格昂贵的支撑结构。在当今的太阳能模块上散热也未令人满意地得以解决。在完全太阳 辐射下模块被加热到最高 80℃， 这导致温度引起的太阳能电池效率的恶化并由此最终导致 太阳电变贵。
在现有技术中太阳能模块主要使用铝制框架。尽管这是一种轻金属， 但其重量对 总重量的贡献并非可以忽略的。这正是在较大模块情况下的一个缺点， 其需要昂贵的支撑 和固定结构。
为了防止水和氧的进入， 所述铝制框架在其朝向太阳能模块的内侧具有额外的密 封。此外， 另一个缺点是， 铝制框架由矩形型材制造， 并因此在其成型方面有严重限制。
为了降低太阳能模块的重量， 为了避免额外的密封材料和为了提高设计自由度， US 4,830,038 和 US 5,008,062 描述了通过 RIM( 反应注射成型 ) 方法获得的环绕相关太阳 能模块的塑料框架的安装。
所用的聚合物材料优选是弹性聚氨酯。所述聚氨酯应优选具有 200-10000p. s.i.( 相当于约 1.4-69.0N/mm2) 范围内的弹性模量。
为了增强框架， 在这两篇专利文献中描述了不同的可能性。 因此， 可在形成框架时 将例如由聚合物材料、 钢或铝制成的增强构件共同整合入所述框架中。还可以把填料一起 加入框架材料中。其可以是例如片状填料如矿物质硅灰石或针状 / 纤维状填料如玻璃纤 维。
类似地， DE 37 37 183 A1 同样描述了太阳能模块塑料框架的制造方法， 其中所使 用材料的萧氏硬度优选这样调节， 以确保所述框架足够的刚性和弹性容纳太阳能发电机。
上述模块借助于支架结构安置或者例如安装在屋顶结构上。为此， 它们需要一定 的模块刚度， 所述刚度不利地由 ( 塑料 ) 框架和约 3 至 4mm 厚的相对重的前玻璃板产生。 此 外， 前玻璃板由于其厚度已经具有一定的吸收， 这再次不利地影响太阳能模块的效率。 作为薄膜模块， 太阳能电池封装于两个塑料薄膜之间， 也可能封装于前面的透明 薄膜和在背面可弯曲的金属薄板 ( 铝或不锈钢 ) 之间。例如， “UNIsolar ” 牌薄膜层压件 由蒸镀在薄不锈钢板上的无定形薄层硅封装于两层塑料薄膜之间而构成。接着， 这种柔性 层压件必须粘附在刚性的支撑结构上， 例如金属薄板制成的屋顶覆面层 (Dachscharen) 或 金属夹心复合物制成的屋顶构件上。DE 10 2005 032 716 A1 描述一种柔性太阳能模块， 其必须额外地安装在刚性支撑结构上。 这里不利的是之后与支撑结构粘连的额外的工作步 骤。
由于塑料框架和玻璃的热膨胀系数不同， 过去总是反复出现分层和水分渗入太阳 能模块内部区域， 其最终导致模块的破坏。
从 US 2003/0178056 A1 已知一种太阳能模块， 其具有第一和第二保护层， 其中太 阳能电池密封在这两层之间。在第二层防水层和太阳能电池之间有塑料制的绝缘薄膜。所 述第二层防水保护层包括含金属箔的薄膜。这里作为金属箔使用铝箔、 铁箔或锌箔。
此外， 从 DE 102 31 401 A1 已知一种用于密封太阳能光电模块的耐候薄膜。所述 耐候层由数层聚合物层构成， 其中这里在聚合物层之间另外具有一层铝、 电镀钢、 氧化硅、 氧化钛或二氧化锆的防潮层。相应的太阳能光电模块以分层制造方式制造。
此外， 由 EP 1302988 A2 描述了一种太阳能光电模块及其制造方法。这里描述了 一种特殊的粘结层， 其由脂族热塑性聚氨酯构成。太阳能元件被嵌入此熔融粘结层中。此
外， 该太阳能模块包含盖板以及背膜。
这里一种可能的制造方法是借助于辊式层压机层压。这里， 在第一步中由盖板或 薄膜与粘结薄膜在辊式层压机中制造层压件。在第二步中， 在另一个辊式层压机中彼此叠 置地引入盖板与粘结薄膜复合件 ； 太阳能带条 ； 背面和粘结薄膜的复合件。在该辊式层压 机中这 3 个单独的组件彼此粘结。这要求该 3 组件彼此精确对齐。
在尚未公开的 PCT 申请 PCT/EP2009/003951 中描述了一种重量轻同时刚性大的太 阳能模块的制造方法。该太阳能模块有由夹心件组成的背面。这样的夹心件包括芯层以及 施加于其上的表层。由纤维增强塑料形成的表层赋予该组件高刚性。通过蜂窝结构的芯层 所述夹心件具有了轻的重量。
在该申请中列举了多种制造方法， 其全都描述了一种层状结构。如在一个方法中 首先预先平放所述夹心件。接着， 平面施加粘结层、 太阳能电池， 任选的另一个粘结层和以 玻璃板或塑料层形式的透明层。 然后将整个层状结构相互压制在一起。 在一个替代方法中， 首先平铺一种具有粘结层的透明塑料薄膜。 接着， 平面施加太阳能电池和夹心件， 并把整个 层状结构相互压制在一起。
在这样一种太阳能元件的层状结构中， 特别是在制造大面积太阳能元件时， 在夹 心件和朝向光源的透明层之间可能出现空气气泡。通过铺设夹心件作为最后层， 空气被包 入材料复合件中。 因为不论是以后在运行时面向光源的透明层， 还是夹心件都不是透气的， 所以不论是通过在高压下把复合件压制在一起， 还是通过施用真空都不足以能够去除空 气。 因此， 本发明的目的是提供一种避免现有技术缺点的制造太阳能模块的方法。
该太阳能模块应该具有尽可能小的单位面积重量， 并且同时尽可能是弯曲刚性 的， 以便不需要或只需要一个非常简单的支撑或固定结构， 并且其可以容易地操作。另外， 该太阳能模块应该具有足够的复合长期稳定性， 其防止出现分层和 / 或水分侵入。
该目的用根据本发明的方法解决。因此， 本发明的主题是太阳能模块 (10) 的制造 方法， 该模块包括夹心件 (6)、 一个或多个嵌入粘结层 (2) 的太阳能元件 (3) 以及在运行时 朝向光源的透明层 (1)， 其特征在于，
在第一步中制造由夹心件 (6) 和粘结层 (2b) 组成的第一复合件 (7)， 所述夹心件 (6) 包括至少一层芯层 (5) 和位于芯层 (5) 每一侧的至少一层表层 (4)，
在第二步中制造第二复合件 (8)， 其具有透明层 (1)、 粘结层 (2a) 和至少一个太阳 能元件 (3) 和
在第三步中把来自第一和第二步的复合件通过各自的粘结面彼此粘结。
现参照图 1 至 3 阐述本发明并在下文中具体说明。
通过根据本发明的方法， 其中如图 2a 所示， 首先彼此分别生产由夹心件 (6) 和施 加在表层 (4) 之一上的粘结层 (2b) 组成的第一复合件 (7)， 和在与此分开的第二步中生产 第二复合件 (8)， 其使至少一个太阳能元件 (3) 通过粘结层 (2a) 与在运行时朝向光源的透 明层 (1) 粘结， 在使两个复合件通过粘结面粘结在一起时可不让空气包裹进最终产品中。 这可以通过以下方法实现 ： 不是把该夹心件 (6) 通过粘结层 (2b) 平放在由透明层 (1)、 太 阳能元件 (3) 和粘结层 (2a) 构成的复合件 (8) 上。相反， 在图 2b 所示的根据本发明的方 法中可使这两个彼此分开制造的复合件 (7) 和 (8) 在一端 ( 边缘 ) 拼接在一起， 然后将复
合件 (7) 和 (8) 从这端开始向另一端彼此粘结。这两个粘结层 (2a) 和 (2b) 可以由相同的 或不同的材料组成。在粘接复合件 (7) 和 (8) 时它们在太阳能模块 (10) 成品中形成一体 的粘结层 (2)。
此外也可以使复合件 (7) 和 (8) 任选地在温度影响下和 / 或任选地在施用真空的 情况下彼此粘接。 尤其可以连续的工艺过程相互粘接复合件 (7) 和 (8)， 例如通过使用辊式 层压机， 如其在 EP 1302998 A1 所述。
因此， 根据本发明的方法可制造按照图 1 的太阳能模块 (10)， 由于夹心件 (6) 足够 高的弯曲强度所述模块具有足够高的稳定性。通过这个足够高的强度， 该太阳能模块 (10) 可以容易地操作， 而且经过较长时间之后也不会弯曲。这样一种复合件的长期复合稳定性 也非常好， 因为夹心件 (6) 的热膨胀系数与透明层 (1) 和太阳能电池的相比的差异非常小。 因此， 几乎不出现机械应力， 且分层的危险非常小。
此外， 在根据本发明制造的太阳能模块 (10) 中夹心件 (6) 起密封太阳能模块 (10)， 防止外界影响的作用。
此外， 采用一个附加的隔离层 (11)， 例如以隔离膜的形式可以优化该密封。所述 隔离层优选在制造夹心件 (6) 时直接一起施加， 并且其既可以位于夹心件 (6) 背向粘结层 (2) 的一侧 ( 图 3a)， 也可以位于粘结层 (2b) 和夹心件 (6) 之间 ( 图 3b)。根据本发明， 夹 心件 (6) 包括至少一层芯层 (5) 以及位于芯层 (5) 每一侧的至少一层表层 (4)。
作为夹心件 (6) 的芯层 (5) 的材料， 例如可以使用硬质泡沫， 优选聚氨酯 (PUR) 或聚苯乙烯泡沫， 巴尔沙木 波纹金属板、 间隔物 ( 例如由大孔开孔型塑料 泡沫形成的 )、 蜂窝结构例如金属、 浸渍纸或塑料的， 或者从现有技术 ( 例如 Klein， B.， Leichtbau-Konstruktion， Verlag Vieweg， Braunschweig/Wiesbaden， 2000， 186 页及其后 ) 已知的夹芯材料。特别优选的还有可成型的， 特别是可热成型的硬质泡沫 ( 例如 PUR- 硬质 泡沫 ) 和蜂窝结构， 其可使要生产的太阳能模块 (10) 呈拱形或者三维成型。
此外， 尤其对于作为屋顶材料或立面材料同时应该满足建筑物绝缘功能的太阳能 模块的制造来说， 特别优选的是带有良好隔热性能的硬质泡沫。该组件， 特别是芯层 (5) 还 起绝缘， 特别是隔热作用。
例如， 适合的有 Bayer Material Science AG 公司的 Baynat 81IF60B/Desmodur VP.PU 0758 型 聚 氨 酯 硬 质 泡 沫， 其 具 有 30-150kg/m3， 优 选 40-120kg/m3， 特别优选 3 50-100kg/m 的粗密度 ( 按照 DIN EN ISO 845 测量 )。这种硬质泡沫具有≥ 10 ％， 优选 ≥ 12 ％， 特别优选≥ 15 ％的开孔率 (Offenzelligkeit)( 按照 DIN EN ISO 845 测量 )， ≥ 0.2MPa， 优选≥ 0.3％ MPa， 特别优选≥ 0.4MPa 的抗压强度 ( 按照 DIN EN 826 在压力试 验中测量 )， 和≥ 6MPa， 优选≥ 8MPa， 特别优选≥ 10MPa 的压力弹性模量 ( 按照 DIN EN 826 在压力试验中测量 )。 表层 (4) 尤其是安排在芯层 (5) 两侧的的纤维层， 所述纤维层例如是用树脂， 特别 是用聚氨酯树脂浸渍过。
例如， 所采用的聚氨酯树脂可通过下列物质反应而获得 ：
i) 至少一种多异氰酸酯 ；
ii) 至少一种平均 OH 数为 300 至 700 的多元醇组分， 其含有至少一种短链和一种 长链多元醇， 其中所述起始多元醇具有 2 至 6 的官能度 ；
iii) 水，
iv) 活化剂
v) 稳定剂，
vi) 任选的助剂、 脱模机和 / 或添加剂。
作为长链多元醇优选适用具有至少两个至最多 6 个对异氰酸酯基团呈反应性的 H 原子的多元醇 ； 优选使用聚酯多元醇和聚醚多元醇， 其具有 5-100， 优选 20-70， 特别优选 28-56 的 OH 数。作为短链多元醇优选适用那些具有 150-2000， 优选 250-1500， 特别优选 300-1100 的 OH 数的短链多元醇。
根据本发明优选使用二苯基甲烷二异氰酸酯系列 (pMDI- 型 ) 的多核异氰酸酯、 其 预聚物或这些组分的混合物。每 100 重量份多元醇配剂 (Polyolformulierung)( 组分 ii) 至 vi))， 使用 0-3.0， 优选 0-2.0 重量份的水。
使用本身适于增链反应 (Treibreaktion) 和交联反应的通常的活化剂， 例如胺类 或金属盐用于催化。作为泡沫稳定剂优选考虑聚醚硅氧烷， 优选水溶性组分。基于 100 重 量份的多元醇配剂 ( 组分 ii) 至 vi))， 通常以 0.01-5 重量份的量来使用稳定剂。
用于制造聚氨酯树脂用的反应混合物可以任选加入助剂、 脱模剂和添加剂， 例如 表面活性添加剂例如乳化剂、 阻燃剂、 成核剂、 氧化延迟剂、 润滑剂和脱模剂、 染料、 分散剂、 发泡剂和颜料。 这些组分以这样的数量进行反应， 多异氰酸酯 i) 的 NCO 基团与组分 ii) 和 iii) 以及任选的 iv)、 v) 和 vi) 的对异氰酸酯基团呈反应性的氢的当量比为 0.8 ∶ 1-1.4 ∶ 1， 优选 0.9 ∶ 1-1.3 ∶ 1。
作为用于纤维层的纤维材料可以使用玻璃纤维垫、 玻璃纤维网、 无定向玻璃纤维 毡 (Glasfaserwirrlagen)、 玻璃纤维织物、 切断的或者研磨的玻璃纤维或者矿物纤维、 天然 纤维垫和天然纤维针织物、 切断的天然纤维以及基于聚合物纤维、 碳纤维或芳族聚酰胺纤 维的纤维垫、 纤维网和纤维针织物及其混合物。
夹心件 (6) 的制造可以这样进行， 首先将纤维层施加于芯层 (5) 两侧上， 然后施加 聚氨酯初始组分 i) 至 vi)。
替代或额外地， 可以通过适当的混合头技术使纤维增强塑料掺以聚氨酯原料 i) 至 vi)。将如此制造的三层型坯转移入模具并关闭模具。通过 PUR 组分的反应使各层彼此 粘接。
夹 心 件 (6) 的 特 点 是 单 位 面 积 重 量 小， 即 1500-4000g/m2 和 弯 曲 刚 度 高， 即 6 2 0.5-5x10 N/mm ( 基于 10mm 试样宽度 )。相较于其他塑料或金属制的支承结构例如塑料共 混物 ( 聚碳酸酯 / 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯、 聚苯醚 / 聚酰胺 )、 片状成型料 (SMC) 或薄铝 板和薄钢板等， 夹心件 (6) 在可比的弯曲刚度下尤其具有明显更小的单位面积重量。
这样的夹心件 (6)， 如前所述， 用作太阳能模块 (10) 的密封， 防止外界影响。 然而， 特别是夹心件 (6) 的芯层 (5) 本身受到气候影响特别是水份的危害。因此， 在根据本发明 的方法中在成品太阳能模块 (10) 上环绕棱边施加塑料材料 (9)。 所述塑料材料 (9) 优选由 增强的， 特别是玻璃纤维增强的聚氨酯组成。图 4 显示了一个相应的模块。
增强聚氨酯， 特别是环绕棱边施加的塑料材料 (9) 的增强聚氨酯被理解为含有增 强用填料的 PUR。 该填料优选是合成或天然的， 特别是矿物填料。 更特别优选的是选自以下
的填料 ： 云母、 片状和 / 或纤维状硅灰石、 玻璃纤维、 碳纤维、 芳族聚酰胺纤维或其混合物。 在这些填料中优选纤维状硅灰石， 因为它价廉而且容易得到。
此外， 所述填料最好具有涂层， 特别是基于氨基硅烷的涂层。在这种情况中， 填料 和聚合物基质之间的相互作用被增强。这导致改善的使用特性， 因为所述涂层持久地连接 了纤维和聚氨酯基质。
该填料一般分散在多元醇配料中。环绕棱边的塑料材料 (9) 例如通过由现有技术 已知的 R-RIM 方法围绕成品太阳能模块 (10) 喷涂。为此把成品太阳能模块 (10) 放入模具 中， 并围绕太阳能模块 (10) 喷涂框架 (9)。
根据本发明用作框架 (9) 的聚氨酯可以例如通过下列物质反应而获得 ：
f) 在胺类催化剂和
g) 金属催化剂以及
h) 任选的添加剂， 特别是阻燃剂存在的情况下，
a) 有机二异氰酸酯和 / 或多异氰酸酯与
b) 至少一种聚醚多元醇， 其具有 800g/Mol-25000g/mol， 优选 800-14000g/Mol， 特 别优选 1000-8000g/mol 的数均分子量和具有 2.4-8， 特别优选 2.5-3.5 的平均官能度， 和 c) 任 选 的 其 他 与 b) 不 同 的 聚 醚 多 元 醇， 其 具 有 800g/Mol-25000g/Mol， 优选 800-14000g/Mol， 特别优选 1000-8000g/mol 的数均分子量和具有 1.6-2.4， 优选 1.8-2.4 的 平均官能度和
d) 任选的聚合物多元醇 (Polymerpolyolen)， 基于聚合物多元醇计， 其具有 1-50 重量％的填料， 而且具有 10-149 的 OH 数和具有 1.8-8， 优选 1.8-3.5 的平均官能度， 和
e) 任选的增链剂， 其具有 1.8-2.1， 优选 2 的平均官能度， 和具有等于或小于 750g/ mol， 优选 18g/mol-400g/mol， 特别优选 60g/mol 至 300g/mol 的分子量和 / 或交联剂， 其 具有 3-4， 优选 3 的平均官能度， 和具有最高 750g/Mol， 优选 18g/Mol-400g/Mol， 特别优选 30g/Mol-300g/Mol 的分子量。
这种聚氨酯优选根据预聚法制造， 其中适宜在第一步中由至少一部分聚醚多元醇 b) 或其与多元醇组分 c) 和 / 或 d) 的混合物和至少一种二异氰酸酯或多异氰酸酯 a) 制备 具有异氰酸酯基团的加聚加合物。在第二步中， 可以由这类具有异氰酸酯基团的预聚物通 过与低分子增链剂和 / 或交联剂 e) 和 / 或多元醇组分的剩余部分 b) 和任选的 c) 和 / 或 d) 反应制造实心 PUR 弹性体。若在第二步中同时使用水或其它发泡剂或由此组成的混合 物， 则可以制造微孔 PUR 弹性体。
脂族、 脂环族、 芳脂族、 芳族和杂环多异氰酸酯适用于作为起始组分 a)， 例如由 W.Siefken 在 Justus LiebigsAnnalen der Chemie， 562， 75-136 页中所描述的。
聚醚多元醇由于它们较高的水解稳定性特别优选作为组份 b)。
不仅可以通过夹心件 (6)， 而且可以通过围绕棱边的塑料材料 (9) 在各自的基底 上 ( 例如， 屋顶或房屋墙壁 ) 进行太阳能模块 (10) 的固定。因此， 根据本发明， 所述太阳能 模块 (10) 优选在夹心件 (6) 或环绕棱边的塑料材料 (9) 中具有已经集成的紧固件、 凹槽和 / 或孔洞， 据此可以进行安装。 另外， 该夹心件 (6) 还优选包含电气连接元件， 以便可以省去 例如另外安装接线盒。
在成品太阳能模块 (10) 中运行时朝向光源的透明层 (1) 可以由下列材料组成 ： 玻
璃、 聚碳酸酯、 聚酯、 聚甲基丙烯酸甲酯、 聚氯乙烯、 含氟聚合物、 环氧化物、 热塑性聚氨酯或 这些材料的任意组合。此外， 也可以使用基于脂族异氰酸酯的透明聚氨酯。作为异氰酸酯 可以采用 HDI( 六亚甲基二异氰酸酯 )、 IPDI( 异佛尔酮二异氰酸酯 ) 和 / 或 H12-MDI( 饱和 的亚甲基二苯基二异氰酸酯 )。 作为多元醇组分使用聚醚和 / 或聚酯多元醇以及增链剂， 其 中优选使用脂族体系。
透明层 (1) 可以设计成板、 薄膜或复合薄膜。 在透明层 (1) 上优选还可以施加透明 保护层， 例如以漆或等离子体层的形式。通过这种措施， 该透明层 (1) 可以调节得较柔软， 以此可以进一步减少模块中的应力。附加的保护层将承担防止外界影响的作用。
粘结层 (2) 优选具有下列特性 ： 在 350nm-1150nm 范围内高透明度、 对硅和透明层 材料和夹心件 (6) 有良好的粘附力。所述粘结层 (2) 是柔软的， 以平衡由透明层 (1)、 太阳 能电池和夹心件 (6) 不同的热膨胀系数引起的应力。所述粘结层 (2) 是透明塑料层。其由 例如 EVA、 聚乙烯或硅橡胶制成 ； 其优选由热塑性聚氨酯制成， 所述热塑性聚氨酯在背向光 的层 (2) 的情况中可以着色。
在另一个实施方式中， 在制造夹心件 (6) 时可以一并压入介质管道。该管道例如 可以由塑料或铜制成。这个管道优选放置得接近粘结层 (2) 并可以通过传热介质 ( 例如 水 ) 用于冷却太阳能模块 (10)。通过太阳能模块 (10) 的内部冷却可以提高电效率。 根据本发明制造的太阳能模块 (10) 产生电流且同时作为隔热层起作用， 这样其 可以很好地用作屋顶覆盖层。它们非常轻而同时有刚性。通过压制也可将其转变为三维结 构， 这样其可以很好地适应预先给定的屋顶结构。
此外， 根据本发明制造的太阳能模块 (10) 适合用作立面部件。通过其构建方式它 们可以良好地适应相应的表面结构。
因此， 薄膜太阳能层压件例如由粘结层 ( 例如 EVA、 TPU、 PE， 具有助粘剂功能化的 透明塑料 ) 的透明前置层和施加于其后的太阳能电池组成。
这两部分， 即夹心件和薄膜太阳能层压件例如在真空层压机中粘结在一起。
该方法的优点是， 夹心件的制造和薄膜太阳能层压件的制造分离。所述优选基于 聚氨酯的夹心件的制造可以例如借助于喷涂进行。但其具有这样的缺点， 即喷射颗粒可能 喷到薄膜层压件上并污染太阳能模块或损害其功能。
通过在空间上使这两个工序脱离关系就可以防止这一点。此外， 在生产率上还有 好处， 因为可将夹心件作为预制半成品引入现有技术相应的太阳能模块制造工艺中。
实施例 实施例 1
用下列各个组件制造太阳能模块。
使用 125μm 厚的聚碳酸酯薄膜 (Makrofol DE 1-4 型， Bayer MaterialScience AG， Leverkusen) 作 为 正 面 层 用 于 制 造 薄 膜 太 阳 能 层 压 件。 用 480μm 厚 的 TPU 薄 膜 (Vistasolar 型， Etimex 公司， Rottenacker) 作为熔融粘结层。各个组份按聚碳酸酯薄 膜、 TPU 薄膜和 4 个硅太阳能电池的顺序作为层压件放在一起， 在真空层压机 (NPC 公司， Tokyo， 日本 ) 中在 150℃首先抽真空 6 分钟， 接着在 1 巴压力下压制成薄膜太阳能层压件。
作为夹心件使用 Baypreg -Sandwich。 为此首先在 Testliner 2 型 (A 型波纹， 蜂
窝厚 4.9-5.1mm， Wabenfarbik 公司， Chemnitz) 的纸蜂窝两侧用单位面积重量为 300g/m2 的 M 123 型无定向纤维垫 (Vetrotex 公司， Herzogenrath) 覆盖。接着， 在该结构两侧用高压 2 加工机喷涂 300g/m 反应性聚氨酯体系。使用 Bayer MaterialScience AG， Leverkusen 的 聚氨酯体系， 其由多元醇 (Baypreg VP.PU01IF13) 和异氰酸酯 (Desmodur VP.PU 08IF01) 以 100 比 235.7 的混合比 ( 代号 129) 构成。
将由纸蜂窝和用聚氨酯喷涂的无定向纤维垫构成的结构转送到压模中， 在压模中 在下方为已经预先放入的 TPU 薄膜 (480μm， Vistasolar 型， Etimex 公司， Rottenacker)。 将该压模加热至 130℃温度， 并且将该结构压制 90 秒变成 10mm 厚的夹心件。
将薄膜太阳能层压件结构中各个组件和 Baypreg -Sandwich 放在一起并在真空 层压机 (NPC 公司， Tokyo， 日本 ) 中在 150℃下首先抽真空 6 分钟， 接着在 1 巴压力下经 7 分 钟压制成太阳能模块。
实施例 2
类似于实施例 1， 为了制造夹心件首先把 Baynat 型聚氨酯硬泡沫板 (Baynat 81IF60B 体系 /Desmodur VP.PU 0758， Bayer MaterialScience AG 公司 (10mm 厚度， 粗密 3 度 66kg/m ( 按照 DIN EN ISO 845 测量 )， 开孔率 15.1％ ( 按照 DIN EN ISO 4590-86 测 量 )， 压力弹性模量 ( 按照 DIN EN ISO 826 测量 )11.58MPa 和抗压强度 0.43MPa( 按照 DIN EN ISO 826 测量 )， 两侧用单位面积重量为 300g/m2 的 M123 型无定向纤维垫 (Vetrotex 公 司， Herzogenrath) 覆盖。接着， 用高压加工机在该结构两侧喷涂 300g/m2 反应性聚氨酯体 系。使用 Bayer MaterialScience AG， Leverkusen 的聚氨酯体系， 其由多元醇 (Baypreg VP.PU 01IF13) 和异氰酸酯 (Desmodur VP.PU 08IF01) 以 100 比 235.7 的混合比 ( 代号 29) 构成。
将由聚氨酯硬泡沫板和用聚氨酯喷涂无定向纤维垫组成的这种结构转移到压模 中， 在压模中下方为预先已经放入的 TPU 薄膜 (480μm， Vistasolar 型， Etimex 公司， Rottenacker)。把该模具加热到 130℃温度并把该结构经 90 秒压制成 10mm 厚的夹心件。