光伏电池到氟聚合物结构膜上的附接系统 相关申请
本申请要求于 2010 年 2 月 18 日提交的美国专利申请号 12/707,876， 2009 年 2 月 19 日提交的美国序列号 61/153,786 以及 2009 年 8 月 4 日提交的美国序列号 61/231,184 的权益， 将其内容通过引用整体地结合在此。
技术领域 本发明总体上涉及一种可伸展的建筑膜系统， 一个光伏器件通过钩和毛圈 (hook and loop) 式织物或其等效物可拆除地附接在该膜系统上。
背景技术
光伏器件 ( 也称为太阳能电池或太阳能模块 ) 可以附于建筑物结构的屋顶上。这 些器件将来自太阳的光能转化成可以被使用或被存储而用于后面用途的电能。 许多建筑具 有对于太阳能电池或太阳能模块布置而言所希望的屋顶。传统地， 光伏系统的安装涉及到用机械搭扣 ( 例如螺栓或螺钉 ) 将该器件附接到 一个屋顶上。尽管这可以有效地固定器件， 但是在安装过程中可能发生对屋顶的损害。例 如， 这些孔洞可能泄漏， 这些孔洞可能是其他最后失败 ( 例如撕裂或开裂 ) 的来源和 / 或螺 钉或螺栓的安装可能是耗时的并且要求搭扣孔洞的精确的测量和钻孔。或许更重要的是， 机械搭扣是相对永久性的， 并且光伏器件可能不容易在不留下受损的屋顶部分时进行移动 或拆除。
在屋顶具有 “张紧的” 或空气支撑型的构造时， 此种与将光伏器件固定到屋顶上有 关的问题被加重。建筑膜被用于张紧或空气支撑型的构造中， 其中该膜横跨这些支撑性构 件而被拉伸 ( 置于张力下 )。将一个光电装置通过螺钉或搭扣固定到此种建筑膜上将导致 该膜因撕裂而完全失效或者至少提供了将允许泄漏的孔洞。
因此， 对于将光伏器件固定到建筑膜上的方式存在着需要， 这些膜不会危害其抗 水特性并且被整合在屋顶系统之中。
发明内容 本发明出乎意料地提供了一种光伏器件 / 建筑膜系统， 该系统有利地具有可伸展 的特性， 使得该系统具有延长 / 伸展 / 收缩 / 变形而不损害该光伏器件的能力。在一个方 面， 可以理解的是在下面的建筑膜具有符合给定的大气条件 ( 热、 冷、 雨、 雪、 风、 等 ) 的物理 属性， 而该光伏器件总体上是欠柔性的。然而， 通过系统的独特构造， 这种建筑膜可以顺应 这些变化而该光伏器件保持是相对不可伸展的。作为一种隐喻， 它可以被认为是类似于加 利福尼亚的抗震建筑， 其中该建筑被支撑在会吸收由于地震产生的变形的一系列滚轮 / 弹 簧上， 而该建筑的其余部分无需符合。 类似地， 在下面的建筑膜系统可以适应于天气有关的 条件， 而不要求该光伏器件这样做。
该系统包括 ： 一个第一层， 该第一层是氟聚合物包封的增强物与布置在该第一层
的一个第二侧上的第一可粘结层的组合 ； 一个第二层， 该第二层是一种氟聚合物包封的增 强物的一个组合， 使得一个第一侧提供了一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布 置在其上的一个第二可粘结层， 这样该第二层的第二侧与该第一层的第二侧进行粘结 ； 一 个第三层， 该第三层包括布置在该第二层的未包封的增强物表面上的一种粘合剂 ； 一个第 四层， 该第四层是布置在该第三层上的一个钩和毛圈搭扣 ； 一个第五层， 该第五层包括布置 在该第四层上的一种粘合剂 ； 以及布置在该第五层上的光伏器件。
典型地， 该第一层的氟聚合物是聚四氟乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
该第一层的增强物一般是一种耐高温的纤维， 例如玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳或金 属纤维如织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
在一个方面， 该第一可粘结层是 PFA、 THV、 PVDF、 ETFE 或 FEP。该第一可粘结层可 以是在第一和第二侧两者上。
在另一个方面， 该第二层的氟聚合物是聚四氟乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚 物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
在另一个实施方案中， 该第二层的增强物包括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维 或金属纤维如织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。该第二层是 “单面的 (sided)” ； 该增强物 的一侧保持是未被该氟聚合物包封的。 在又一个实施方案中， 该第二层的第二可粘结层是 PFA、 THV、 ETFE、 PVDF 或 FEP。 这在该第二层的氟聚合物部分上发现。
在又一个实施方案中， 该第二层的未包封的增强物表面是处于与该第三层 ( 一个 粘合剂层 ) 的接触中。示例性的粘合剂包括例如一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基 橡胶或一种聚氨酯粘合剂。
在又一个实施方案中， 该第四层是布置在该第三粘合剂层上的一个钩和毛圈搭 扣。
在另一个方面， 包括一种粘合剂的第五层被布置在该第四层上并且该光伏器件被 布置在该第五层上。
替代地， 该钩和毛圈搭扣可以具有布置在该钩和毛圈搭扣上的一个或这两个粘合 剂层。在又一个替代实施方案中， 该光伏器件可以具有布置在外表面上的一个粘合剂层以 粘附在该钩和毛圈搭扣的一部分上。
也可以在该第一可粘结层与该第二可粘结层之间施加一个任选的可粘结层。
如以上指出的， 通过包含在此描述的系统的这些层， 该系统本身是足够柔性的而 能经受由于风、 雨、 雪、 热、 冷等等造成的物理变化。 该构造是独特的， 其中， 例如该氟聚合物 / 增强物层、 可粘结层、 和 / 或粘合剂全都为最终构建物提供了可伸展性。
尽管披露了多个实施方案， 但是对于本领域的普通技术人员而言从以下详细说明 中本发明仍有其他实施方案将变得清楚。如将清楚的是， 本发明能够在不同的显而易见的 方面有变更， 全都不背离本发明的精神和范围。 因此， 这些详细说明应被认为在本质上是说 明性的而非限制性的。
附图说明图 1 提供了本发明的一个实施方案。
图 2 提供了本发明的另一个实施方案。
图 3 提供了本发明的又一个实施方案。
图 4 描绘了图 3 的实施方案， 其中绕着一个光伏器件的周边布置了一个框架并且 该框架是通过使用一个钩和毛圈系统或柔性材料而构造的以将该光伏器件固定到一个基 底上。 具体实施方式
在本说明书和权利要求中， 术语 “包括” 和 “包含” 是开放的术语并且应解释为是 指 “包括但不限于 ......” 。这些术语涵盖了更加限制性的术语 “基本上由 ...... 组成” 和 “由 ...... 组成” 。
必须注意， 如在此以及在所附权利要求中使用的， 除非上下文另外明确地确定， 否 则单数形式 “一种 / 一个 (a/an)” 、 以及 “该 (the)” 包括复数性的指代。同样地， 术语 “一 种” “一个或多个” 、 以及 “至少一个” 在此能够可互换地使用。还应该注意的是， 术语 “包含” 、 “包括” 、 “其特征为” 以及 “具有” 能够可互换地使用。
除非另外定义， 否则在此使用的所有技术的和科学的术语都具有与本发明所属领 域的普通技术人员通常理解的相同的含义。出于所有的目的， 在此确切提及的所有公开物 和专利都通过引用以其全文结合在此， 这些目的包括说明和披露这些化学品、 仪器、 统计分 析以及方法论 ( 它们在可能与本发明相关而使用的公开物中进行了报告 )。在本说明书中 引用的所有参考文献均应被认为表明了本领域的技术水平。 在此任何事物都不应解释为是 承认本发明没有资格由于在先发明而先于此类披露。
在一个方面， 本发明出乎意料地提供了一种系统， 该系统用于通过使用一个钩和 毛圈式可接合的 / 可脱接合的搭扣系统而将一个光伏器件束缚在一个张紧的或空气支撑 的建筑膜结构上。 这种系统的一个优点是能够从该系统中拆除并且更换光电部件而不损害 下面的支撑物。因此， 当一个光电部件受到损害、 被磨损、 要求维护， 等等时， 该部件可以简 单地进行拆除并进行更换亦或修理并且再次附接， 而不需要同更传统的系统一样通过搭扣 或螺钉来进行再附接。应理解的是另一个优点是该光伏部件被牢固地固定到该系统上， 使 得它可以经受风、 雨、 雪、 热、 冷、 等等， 同时仍然适应该膜的柔性以及伸长。 该钩和毛圈搭扣 系统提供了改换 / 更换这种器件同时仍提供一种足够强的接合而使这些元件不会造成部 件很容易地从该系统中分离的一种能力。
短语 “光伏器件” 包括含晶态硅、 a- 硅 ( 非晶态硅 ) 的光伏电池、 太阳能电池或模 块； CIGS( 铜铟镓联硒化物 ) ； DSSC( 染料敏化的太阳能电池 ) ； OPV( 有机光伏的 ) ； CdTe( 碲 化镉 ) ； GdAs( 砷化镓 ) 或例如 Unisolar PVL-136 叠层材料以及类似物。该光伏构造可以 是刚性的， 例如具有玻璃前表面或柔性的晶态硅， 例如具有 ETFE 前表面的薄膜非晶态硅。
短语 “建筑膜” 是本领域已知的并且旨在包括结构元件， 更确切地是 “纤维结构” ， 在此还称为 “建筑膜结构” 、 “建筑结构” 或简称 “结构” 或 “复合材料” ， 后两个术语互换使用。 例子包括帐篷、 遮阳篷、 天篷、 遮蔽的停车篷结构、 运动场、 圆形剧场、 飞机场以及类似物。
在一些方面， 该结构是典型地仅带有拉伸应力而没有压缩或弯曲的一种张紧的或 拉伸的结构。在具体实例中， 在此所披露的结构满足了所提出的对于在膜平面内仅带有张力或剪力的工业标准。
术语 “氟聚合物” 在本领域是已知的并且旨在包括例如聚四氟乙烯， 四氟乙烯和 六氟丙烯的共聚物， 四氟乙烯 - 全氟 ( 烷基乙烯基醚 ) 共聚物 ( 例如四氟乙烯 - 全氟 ( 丙 基乙烯基醚 ))， FEP( 氟化的乙烯丙烯共聚物 )， 聚氟乙烯， 聚偏二氟乙烯， 以及氟乙烯、 氯 三氟乙烯、 和 / 或偏二氟乙烯 ( 即 VDF) 与一种或多种烯键式不饱和单体的共聚物， 这些单 体是例如烯类 ( 如乙烯、 丙烯、 丁烯、 以及 1- 辛烯 )、 氯烯烃类 ( 如氯乙烯和四氯乙烯 )、 氯 氟烯烃类 ( 例如氯三氟乙烯 )、 氟代烯烃类 ( 例如三氟乙烯、 四氟乙烯 ( 即 TFE)、 1- 氢五氟 丙烯、 2- 氢五氟丙烯、 六氟丙烯 ( 即 HFP)、 以及氟乙烯 )、 全氟烷氧基烷基乙烯基醚类 ( 如 CF3OCF2CF2CF2OCF ＝ CF2)、 全氟烷基乙烯基醚类 ( 例如 CF3OCF ＝ CF2 和 CF3C2CF2OCF ＝ CF2)、 以及它们的组合。
这些氟聚合物可以是可熔融加工的， 例如在以下物质的情况下 ： 聚偏二氟乙烯 ； 偏二氟乙烯的共聚物 ； 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟乙烯的共聚物 ； 四氟乙烯、 六氟丙烯 的共聚物 ； 乙烯和四氟乙烯的共聚物以及其他可熔融加工的氟塑料 ； 或者该氟聚合物可以 不是可熔融加工的， 例如在聚四氟乙烯、 TFE 和低水平的氟化乙烯基醚的共聚物、 以及固化 的氟弹性体的情况下。 有用的氟聚合物包括 HFP、 TFE 和 VDF 的共聚物 ( 即 THV)。THV 聚合物的例子包括 由 Dyneon， LLC 在商品名称 “DYNEON THV” 下推向市场的那些。
其他有用的氟聚合物还包括乙烯、 TFE 和 HFP 的共聚物。此种聚合物是例如在面 品名称 “DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC HTE” 下由 Dyneon， LLC 推向市场的那些。
另外的可商购的含偏二氟乙烯的氟聚合物包括 ： 例如具有这些商品名称的氟聚合 物； 由 Arkema， Philadelphia， Pa 推向市场的 “KYNAR” ( 例如， “KYNAR 740” )； 由 Solvay Solexis USA， West Deptford， N.J. 推向市场的 “HYLAR” ( 例如， “HYLAR 700” )和 “SOLEF” ； 以 及 由 Dyneon， LLC 推 向 市 场 的 “DYNEON PVDF Fluoroplastics” ( 例 如， “DYNEON FP 109/0001” )。偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物也是有用的。这些包括例如由 Arkema 推向 市场的 KYNARFLEX( 例如 KYNARFLEX 2800 或 KYNARFLEX 2550)。
可商购的氟乙烯氟聚合物包括例如那些由 E.I.du Pont de Nemours & Company， Wilmington， Del. 在商品名称 “TEDLAR” 下推向市场的氟乙烯均聚物。
有用的氟聚合物还包括四氟乙烯和丙烯的共聚物 (TFE/P)。此种聚合物是可商购 的， 例如在商品名称 “AFLAS” 下由 GC Chemicals America 推向市场的或由 E.I.du Pont de Nemours & Company， Wilmington， Del. 推向市场的 “VITON” 。
有用的氟聚合物还包括乙烯和 TFE 的共聚物 ( 即 “ETFE” )。此种聚合物可以 在商业上获得 ： 例如在商品名称 “DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC ET 6210A” 、 “DYNEON FLUOROTHERMOPLASTIC ET 6235” 下， 或由 Dyneon， LLC 获得， 或自 Daikin America Inc 在 商品名称 “NEOFLON ETFE” 下 ( 例如 NEOFLON ETFE EP521、 EP541、 EP543、 EP610 或 EP620)， 或自 E.I.du Pont de Nemours & Company， Wilmington， Del 在面品名称 “TEFZEL” 下。
此外， 有用的氟聚合物包括乙烯和氯三氟乙烯的共聚物 (ECTFE)。 商业例子包括来 自 Solvay Solexis Corp 的 Halar 350 和 Halar 500 树脂。
其 他 有 用 的 氟 聚 合 物 实 质 上 包 括 氯 三 氟 乙 烯 的 均 聚 物 (PCTFE)， 如来自 Honeywell 的 Aclar。
改性的氟聚合物， 总体上是一个氟聚合物子群， 也是有用的。附接在改性的 ( 功能 化的 ) 氟聚合物中的合适的官能团是羧酸基团， 例如马来酸的或琥珀酸的酸酐 ( 水解成羧 酸基团 )、 碳酸酯、 环氧物、 丙烯酸酯以及其衍生物， 例如甲基丙烯酸酯、 磷酸以及磺酸。可 商购的改性的氟聚合物包括来自 Asahi 的 Fluon LM-ETFE AH、 来自 Daikin 的 Neoflon EFEP RP5000 和 Neoflon ETFE EP7000 以及来自 DuPont 的 Tefzel HT2202。
只要氟聚合物可以被加工， 氟聚合物基片就能以任何形式 ( 例如膜、 带、 片、 网片、 珠粒、 颗粒或一种模制的或成型的物品 ) 来提供。
一般选择氟聚合物作为外层以便提供耐化学性、 电绝缘性、 耐气候性和 / 或对湿 气的阻挡。
术语 “包封的” 旨在表示该增强材料覆盖有一种氟聚合物。这种涂层不必需要是 在覆盖率或厚度上是均匀的但是总体上涂覆了这些纤维或增强物。 这种包封材料可以被浸 渍、 喷雾、 涂漆、 气相沉积、 层叠 ( 等等 ) 到该增强物上。此外， 该包封物 ( 例如氟聚合物 ) 可以在升高的温度下进行烧结。
例如， 一种包封的增强物构造体可以通过用 PTFE 或类似物以已知的方式 ( 如 从一种悬浮液施加该 PTFE 并且将所施加的 PTFE 熔化， 如根据授予 Cook 的美国专利号 3,928,703 的传授内容 ) 而涂覆或浸渍一种增强物基片 ( 例如玻璃纤维 ) 而形成。 包封的增强物构造体是本领域已知的并且可以通过在 Non-melt Processible Fluoroplastics ： The Definitive User′ s Guide and Databook， Sina Ebnesajj ad， 2000， Plastics Design Library， Norwich， NY 中描述的方法制备， 将其内容通过引用结合 在此。参见例如第 175 至 178 页。简言之， 使一种玻璃纤维织物穿过一个氟聚合物分散体。 将织物中过量的材料除去并且将该材料干燥。 这个过程可以重复多次并且接着该复合材料 可以经受焙烧、 压延和 / 或烧结。
例如， 可以将一种纺织的玻璃纤维织物进行热清洁 (heat-clean) 以将残余胶料 最小化。一个涂层可以通过将该基片浸渍在 PTFE( 从 Dupont 获得的 TE3879 并且以 53％的 固体来施加 ) 的水性分散体中而施加一个涂层。然后将该涂层干燥并且在一个单或多区的 涂覆塔中烧结， 其中干燥温度是 350 ℉ F 并且烧结区温度是 680 ℉。
该构造体可以用一个可粘结层表层涂层完成， 例如使用一种 FEP 分散体 ( 从 Dupont 获得的 TE-9568 并且以 38％的固体来施加 )。该表层涂层可以通过浸渍、 干燥并在 一个单或多区的塔内烧结来施加。干燥温度是约 350 ℉， 并且烧结温度是约 680 ℉。
如果希望的话， 可以在该包封溶液 / 分散体中包括一种添加剂或添加剂的混合物 以产生所希望的效果。 例如， 可以将一种着色剂或染料， 紫外线稳定剂， 或杀真菌剂、 杀细菌 剂、 防霉剂 (mildewicide) 或其他杀生物试剂的一种混合物掺入该材料中以产生一种具有 增强的耐环境作用的膜。
包封的增强物构造体的合适例子包括建筑膜。包封的增强物包括由使用随后烧 结的 PTFE 所包封的玻璃纤维基片制备的那些。例子包括由 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation(Merrimack， New Hampshire) 的 SHEERFILL 产品， 例如 SHEERFILL IIA、 I-HT、 II-HT、 IVA 或 V， DURASKIN(Verseidag， Germany)、 SKYTOP(Chukoh， Japan) 或 SOLUS(Taconic， South Korea)。
术语 “增强物” 是本领域中所认可的并且旨在包括以下材料 ： 织物、 纺织品、 非纺
织品、 铺设物、 网眼织物以及类似物。 合适的增强物材料包括例如玻璃、 玻璃纤维、 芳族聚酰 胺、 聚酯、 聚酰胺、 碳纤维、 金属纤维、 卤代聚合物以及类似物。
根据本发明可以使用能够经受加工温度并且能够维持结构中的静态和动态机械 负载的任何合适的纺织品材料作为该增强材料。 例子包括 ( 除其他之外 ) ： 玻璃纤维， 陶瓷， 石墨 ( 碳 )， PBI( 聚苯并咪唑 )， 聚芳酰胺如 KEVLAR 和 NOMEX， 聚酯如 REEMAY， 聚酰胺， 聚 酰亚胺， 热塑性塑料如 TEFZEL(ETFE)， 聚醚砜， 聚醚酰亚胺， 聚醚酮， 酚醛基纤维 (novoloid phenolic fiber) 如 KYNOL， PTFE， 棉花以及其他天然的及合成的纤维。这种增强材料可以 包括一种纱线长丝、 单丝、 切膜或组装为一种纺织品的类似物。 该增强材料还可以包括一种 金属材料， 例如钢丝或钢丝网或类似物。在一个方面， 该增强材料包括玻璃纤维。
具体地， 可以经受至少 360℃的加工温度的材料是所希望的。
术语 “可粘结层” 旨在包括两类型的材料。在一个方面， 该可粘结层是具有类似于 该氟聚合物材料的特征但是被适配为提供粘合剂特征用于粘附到另一种材料 ( 例如另一 种氟聚合物 ) 上的一个层。合适的可粘结材料包括例如 PFA、 PVDF、 ETFE、 THV 或 FEP。
在另一个方面， 替代地或与一个可粘结层相结合， 该第一层 ( 和 / 或第二层 ) 的氟 聚合物可以是表面处理过的。 总体上， 亲水性官能度被附接到该氟聚合物表面上， 从而使它 更容易润湿并且提供了化学结合的机会。存在几种方法来使一个氟聚合物表面功能化， 包 括等离子体蚀刻、 电晕处理、 化学气相沉积、 或它们的任意组合。 在另一个实施方案中， 等离 子体蚀刻包括反应性的等离子体， 例如氢气、 氧气、 乙炔、 甲烷、 以及它们与氮气、 氩气、 和氦 气的混合物。 电晕处理可以在反应性烃类蒸汽的存在下进行， 该烃类蒸汽是例如 ： 酮类 ( 例 如丙酮 )、 C1-C4 碳链长度的醇类、 对氯苯乙烯、 丙烯腈、 丙二胺、 无水氨、 苯乙烯磺酸、 四氯 化碳、 四亚乙基五胺、 环己胺、 钛酸四异丙酯、 癸胺、 四氢呋喃、 二亚乙基三胺、 叔丁胺、 乙二 胺、 甲苯 -2， 4- 二异氰酸酯、 甲基丙烯酸缩水甘油酯、 三亚乙基四胺、 己烷、 三乙胺、 甲醇、 乙 酸乙烯酯、 甲基异丙基胺、 乙烯基丁基醚、 甲基丙烯酸甲酯、 2- 乙烯基吡咯烷酮、 甲基乙烯基 酮、 二甲苯或它们的混合物。
一些技术使用了包括这些方法之一的多个步骤的组合。例如， 表面活化可以通过 在一种受激发的气体种类的存在下的等离子体或电晕来完成。例如， c- 处理是指在一种溶 剂气体 ( 如丙酮或一种 C1-C4 碳链长度的醇 ) 的存在下通过电晕处理将表面改性的方法。
不受理论所限制， 已发现该方法提供了在一种改性的氟聚合物与一种非氟聚合物 界面 ( 或一种第二改性的氟聚合物 ) 之间的强力的层间粘合。在一种方式中， 氟聚合物以 及非氟聚合物的成形物是各自单独形成的。随后， 将该氟聚合物成形物通过在以下美国 专利号中描述的处理方法进行表面处理 ： 3,030,290 ； 3,255,099 ； 3,274,089 ； 3,274,090 ； 3,274,091 ； 3,275,540 ； 3,284,331 ； 3,291,712 ； 3,296,011 ； 3,391,314 ； 3,397,132 ； 3,485,734 ； 3,507,763 ； 3,676,181 ； 4,549,921 ； 和 6,726,979， 出于所有目的将其传授内容 通过引用以其全文结合在此。然后， 将产生的改性的氟聚合物以及非氟聚合物的成形物一 起进行接触 ( 例如通过热层叠 ) 以形成一种多层薄膜。 此外， 可以对该多层薄膜用 UVA、 UVB 和 / 或 UVC 范围内的波长进行 UV 辐射。
在一方面， 将该氟聚合物基片的表面使用电晕放电进行处理， 其中将电极区域用 丙酮、 C1-C4 碳链长度的醇、 四氢呋喃、 甲基乙基酮、 乙酸乙酯、 乙酸异丙酯或乙酸丙酯蒸气 浸没。电晕放电是通过在两个间隔开的电极之间存在的一种气态介质的电容交换而产 生的， 其中的至少一个电极通过一个介电阻挡层而与该气态介质绝缘。电晕放电因为其电 容性质而在某种程度上在来源上限制于交流电。它是一种高电压低电流现象， 其中电压典 型地以千伏为单位测量并且电流典型地以毫安测量。 电晕放电可以在宽的压力和频率范围 上得以保持。 从 0.2 至 10 个大气压的压力总体上限定了电晕放电操作的限度并且一般大气 压是所希望的。可以适宜地使用范围从 20Hz 至 100kHz 的频率。特别地， 范围是从 500Hz、 尤其是 3000Hz 至 10kHz。
涉 及 电晕 放电处理 程序的 所有细节在 转让 给 E.I.du Pont de Nemours and Company， USA 的一系列美国专利中提供， 并且描述在期满的美国专利号 3,676,181 中以及 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation 的美国专利号 6,726,979 中， 出于所有 的目的将它们的传授内容通过引用以其全文结合在此。 所提出的技术的一个例子可以在美 国专利号 3,676,181(Kowalski) 中找到。
在另一方面， 将该氟聚合物的表面使用等离子体进行处理。 术语 “等离子体增强的 化学气相沉积” (PECVD) 在本领域是已知的并且是指一种将薄膜从气态 ( 蒸气 ) 至固态沉积 到一个基片上的方法。在该过程中涉及到一些化学反应， 这些反应在反应气体的等离子体 产生之后发生。该等离子体总体上是通过 RF(AC) 频率或两个电极之间的 DC 放电产生的， 其中在这些电极之间放置了该基片并且该空间充满了反应气体。 等离子体是在其中显著百 分比的原子或分子被电离从而产生反应性的离子、 电子、 基团以及 UV 辐射的任何气体。
术语 “未包封的” 旨在表示未经涂覆、 处理或以其他方式与一种氟聚合物相接触的 增强物的一个部分或表面， 例如该表面是未改性的或原样的。
因此， 该光伏 / 建筑膜构造体的第二层是 “单面的” ； 也就是说， 该增强物的一侧包 括一种氟聚合物并且该增强物的另一侧不包括氟聚合物并且是未包封的。 然后这个未改性 的表面可以进一步进行处理。一个 “单面的” 增强物的适当例子包括传送微波的复合材料。
例如， 可以仔细控制该氟聚合物分散体的施加并且将其集中在该增强物的表面 处， 其中渗透作用足以实现所希望的结合。实现这的一种方法是通过接触辊涂覆， 其中一 个辊通过触碰或 “舔舐” 该表面而将涂料传递到织物上， 以将该涂层仅施加到该织物的一侧 上。另一种方法是接触辊涂覆与随后的倾倒涂覆的一个组合。接触涂覆将涂层的施加限制 在一侧上而倾倒涂覆则可以用来积聚另外的涂层厚度。
应该控制分散体的渗透深度使得在另一侧上不发生明显的液体渗透或 “渗胶 (bleed through)” 。在该织物的未涂覆侧面上不应该存在可见的树脂。渗透深度应该总体 上不超过总的增强物厚度的 50％。
消除氟聚合物分散体的渗胶取决于多个因素， 包括增强物的密度、 分散体的粘度、 分散体的比重、 涂覆方法以及其对应的参数 ( 如涂覆时间 ) 等等。
一种氟聚合物分散体可以基于生产所希望的产物所要求的特征进行选择。 所选择 的特定分散体具有足够的渗透而能在该增强物与其所关联的部件之间产生足够的结合。 根 据该增强物的厚度以及孔隙率、 所希望的最终产品的重量、 最终产品的刚度等等， 可以利用 具有广的粘度范围的分散体。
氟聚合物分散体的比重也影响涂层的特性。 该分散体的比重应该是在 1.05 与 1.5 之间的范围内， 更优选是至少 1.35。涂层的重量应该是约 0.5oz/sq yd 并且小于 32oz/sqyd。 在本发明中有用的氟聚合物可以是选自本领域普通技术人员已知的那些， 如在美 国专利号 4,770,927(Effenberger 等人 ) 中描述的， 将其披露内容通过引用以其全文结合 在此。
对本发明有用的可商购的氟聚合物产品包括以下的全氟塑料 ：
PTFE ： 例如 Daikin Polyflon ； Dupont Teflon ； ICI Fluon ； Ausimont Algoflon ；
FEP ： 例如 Daikin Neoflon ； Dupont Teflon ；
PFA ： 例如 Daikin Neoflon ； Dupont Teflon ； Ausimont Hyflon ；
MFA ： 例如 Ausimont Hyflon ；
氟弹性体 ： 例如 Dupont Viton ； 3M Fluorel ； Ausimont Tecnoflon ； Daikin Daiel ； Asahi Glass Aflas ； 和/或
全氟弹性体 ： 例如 Dupont Kalrez ； DaikinPerfluor。
这些氟聚合物还可以包括填充剂、 颜料以及其他添加剂， 其例子包括二氧化钛、 滑 石、 石墨、 碳黑、 镉颜料、 玻璃、 金属粉末和薄片， 以及其他高温材料如砂、 飞灰等。
这些增强物层还可以用该氟聚合物通过采用竖直涂覆塔、 喷涂机、 逆辊涂布器、 辊 涂布器、 水平涂布器的不同技术与刮刀、 接触辊涂覆或本领域已知的其他方法来涂覆。
该构造体可以用一个可粘结层表层涂层来完成， 例如使用一种 FEP 分散体 ( 从 Dupont 获得的 TE-9568 并且以 38％的固体来施加 )。该表层涂层可以通过浸渍、 干燥并且 在一个单或多区的塔内烧结而施加。干燥温度是约 350 ℉， 并且烧结温度是约 680 ℉。
如果希望的话， 可以在该包封溶液 / 分散体中包括一种添加剂或添加剂的混合物 以产生所希望的效果。 例如， 可以将一种着色剂或染料， 紫外线稳定剂， 或杀真菌剂、 杀细菌 剂、 杀白粉菌剂或其他杀生物的试剂的一种混合物掺入该材料中以产生一种具有增强的耐 环境作用的膜。
第 二 层 ( 单 面 层 ) 的 例 子 包 括 由 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation(Merrimack， New Hampshire) 制造的那些， 如 RAYDEL 材料， 例如 M15-OS 和 M26-OS， 它们是单侧涂覆有 PTFE 的玻璃纤维。
术语 “粘合剂” 是本领域已知的并且包括可以将两个表面彼此粘合的不同材料。 合 适的粘合剂包括例如一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶或一种聚氨酯粘合剂。
短语 “钩和毛圈” 可接合的搭扣系统旨在包括这些材料 ： 它们也被称为 “柔性接 触搭扣” 、 “具有固定性毛圈的搭扣” 、 “毛圈可接合的搭扣” 、 “啮合性关闭件” 、 “毛刺搭扣” 并且是在彼此相接触时彼此粘附的柔性的啮合性关闭件。此种搭扣系统是从 VELCRO (Velcro， Manchester New Hampshire)、 Minnesota Manufacturing & Mining Co.(3M TM TM SCOTCHMATE )、 以及 DURAGRIP 可商购的。该搭扣系统的一般构造包括一个软的带绒毛的 材料 ( 毛圈 ) 侧以及一个更粗糙的 ( 钩 ) 侧。当推到一起时， 数百个很小的钩接合这些毛 圈而形成一个强的搭扣。替代地， 还存在具有凸 / 凹设计的系统， 其中凸的 “棒状物” 牢固 地装配到对应的凹形位置中， 在这里该棒状物被该凹部分接合。
在一个实施方案中， 该材料是 VELCRO 钩材料模型 752 以及 VELCRC 毛圈材料模 型 3001。
现在参见图 1， 作为一个示例性的构造体光伏器件 / 建筑膜系统 10 提供了本发明
的一个实施方案。该系统 10 总体上包括一个第一层 20、 第二层 30、 第三层 40、 第四层 50、 第五层 60 以及一个光伏器件 70。可以包括一个任选的可粘结层 80。
第一层 20 总体上包括一个任选的可粘结层 21、 一个氟聚合物层 23、 一个增强物层 25、 一个氟聚合物层 27 以及一个可粘结层 29， 如在此描述的。具体地， 该氟聚合物层 23 和 27 是实质上烧结的 PTFE， 增强物层 25 是玻璃纤维并且可粘结层 21 和 29 是 PFA 或 FEP。
第二层 30 总体上包括一个可粘结层 31、 一个氟聚合物层 33 以及一个增强物层 35。在一个实施方案中， 可粘结层 31 是 PFA 或 FEP， 氟聚合物 33 是实质上烧结的 PTFE 并且 增强物层 35 是玻璃纤维。应理解的是层 30 可以是单面的， 其中增强物的一侧保持是未被 该氟聚合物包封的。
第三层 40 总体上是一种聚氨酯粘合剂 ( 例如 Bemis 热熔体 3218， 5 密尔膜的类 型 )， 氯丁橡胶 ( 例如 Bostik 1096M， 带有 9RX 固化剂 )， 丁基橡胶型粘合剂 ( 例如 Heliobond PVA 600BT) 或一种两部分的环氧物 ( 例如 Scotch-Weld 1400DP)。
第四层 50 是粘附在该粘合剂上的一个毛圈 51 和钩 53( 或反之亦然 ) 的构造体。 在一个实施方案中， 比钩材料 53 廉价的毛圈材料 51 被附接到该光伏器件 70 的底面上， 并 且钩材料 53 附接到与第二层 30 相邻的第三层 40 上。在另一个实施方案中， 该钩材料 53 在构造过程中被直接地热致结合到该光伏器件 70 的底面上， 以消除对该钩材料与 70 的底 面之间的一个粘合剂层的需要。 第五层 60 总体上是一种聚氨酯粘合剂 ( 例如 Bemis 热熔体 3218， 5 密尔膜的类 型 )， 氯丁橡胶 ( 例如 Bostik 1096M， 带有 9RX 固化剂 )， 丁基橡胶型粘合剂 ( 例如 Heliobond PVA 600BT) 或一种两部分的环氧物 ( 例如 Scotch-Weld 1400DP)。
光伏器件 70 可以是任何适当的光伏池、 太阳能电池、 晶态硅、 非晶态硅、 CIGS、 CIS、 CdTe、 DSSC、 OPV 或例如一种 Unisolar PVL-136 叠层材料或类似物。该光伏的构造体 可以是刚性的， 如具有玻璃的前表面的或柔性的晶态硅， 例如具有 ETFE 前表面的薄膜非晶 态硅。
可以包含任选的可粘结层 80 并且它可以是例如 PFA、 ETFE、 PVDF、 THV 或 FEP。
再次参见图 1， 另一个实施方案采用了一种 “柔性” 基片来代替第四层 50 的钩和毛 圈组件。柔性基片 50 可以是在 x、 y 以及 z 平面内移动的任何材料。这种材料可以由于环 境的作用 ( 如热、 冷和风 ) 而随着组件的移动发生伸展和弯曲。合适的材料包括 ( 例如 ) 泡沫， 如闭孔泡沫。
泡沫的例子包括但不限于 ： 聚氨酯泡沫、 丙烯酸类泡沫、 PVC 泡沫、 聚乙烯泡沫、 氯 丁橡胶泡沫、 EPDM 泡沫、 苯乙烯类泡沫、 ABS 泡沫、 SANTOPRENE 泡沫、 NORPRENE 泡沫以及橡 胶泡沫 ( 天然的以及合成的两者 )。
可以与泡沫一起使用的另外的粘合剂 ( 如在粘结层 40 和 60 中 ) 除了上面列出的 那些之外， 包括丙烯酸类粘合剂、 有机硅粘合剂、 环氧粘合剂以及弹性体粘合剂、 尤其是渗 透性弹性体密封剂。适当的渗透性弹性体密封剂包括在美国专利公开号 2008/0221232 和 2009/0162664 中描述的那些， 将其内容通过引用结合在此。
在另一个实施方案中， 可以对第二层 30( 特别是增强物层 35) 以及第四层 50 的钩 和毛圈组件进行改性， 其方式为使得不要求一种粘合剂 ( 例如 40) 来将 50 粘附到 30 上。 例 如， 该钩和毛圈组件 50 可以通过热封直接地连接到第二层 30( 例如增强物层 35) 上。在一
个方面， 钩 51 以及毛圈 53 的组件以及背衬材料可以是一种低熔性的氟聚合物以便是可热 封的。这些材料包括例如聚偏二氟乙烯 (PVDF) 以及 HFP、 TFE 和 VDF 的共聚物 ( 即 THV)。 在另一个方面， 增强物层 35 可以涂覆有一种可热封的材料， 这样钩 51 以及毛圈 53 的组件 ( 和 / 或背衬材料 ) 可以被热封到 30 上。在另一个方面， 增强物层 35 可以涂覆有所选择的 材料， 使得钩结构 51 可以被直接包埋在层 35 内。 在又一个方面， 第四层 50 可以用 KYNAR 涂 覆并且然后热封到也用 KYNAR 处理过的 35 上。在又一个实施方案中， 钩 51 以及毛圈 53 部 分的背衬材料可以延伸超过该组件而形成 “翼” 。这些翼可以被热封到增强物层 35 上 ( 该 层也可以用 KYNAR 涂覆 )。
在又一个实施方案中， 光伏器件 70 可以直接粘附到第四层 50 上， 无论它是一个钩 和毛圈组件还是泡沫。这可以在 70 的背片是可热封的第四层 50 的情况下完成。合适的背 片材料包括例如 PVDF、 FEP、 PFA、 ETFE、 聚烯烃和 / 或聚酯。因此， 第三层 40 以及第五层 60 在选择了可热粘结的 / 可热封的材料的适当构造体中可以是任选的。
在又一个实施方案中， 柔性基片 50 可以是一个柔性的弹性体密封剂层。这可以包 括能够关于 PV 伸展并弯曲的材料。这个弹性体的密封剂层可以作为一个单独的层 50 来掺 入并且通过层 40 和 / 或层 60 中的粘合剂而粘结到层 30 以及 70 上。适当的粘合剂包括以 上列出的那些。 该柔性的弹性体密封剂层还可以直接粘附到层 30 和 / 或层 70 上， 如果它具 有足够的粘连品质的话。渗透性弹性体密封剂和渗透性弹性体固化密封剂是特别优选的。 在另一个方面， 基于图 1， 第四层 50 可以是一个 “拉链” 组件， 其中 51 可以是该拉 链的齿并且 53 也可以是该拉链的齿 ( 或反之亦然 )( 将齿连接到一起的滑动件未示出 )。 这种拉链组件可以粘附到如在此所描述的随后的层上。 该拉链组件可以绕着该光伏器件 70 的圆周尺寸被固定。
图 2 提供了本发明的另一个实施方案。器件 / 建筑膜系统 10 包括一个粘附在包 封的增强物构造体 20 上的光伏器件 70 并且可以包括具有一个 “襟翼 (flap)” 100 的一个 粘合剂层或柔性层 90， 该襟翼帮助保护光伏器件 70 免于水、 雪、 冰、 碎屑、 等等。 该襟翼提供 了一种小轮廓 (low profile)， 从而允许雪和冰很容易地越过 PV 的边缘而不损害该器件。 应理解的是层 90 可以是以上描述的任何附接方法， 包括粘合剂、 柔性基片， 如泡沫或钩和 毛圈系统。
构造体 20 可以是一种可热粘结的材料， 包括 PVD 或在此描述的其他合适的氟聚合 物。
襟翼 100 也是一种可热粘结的材料， 使得 100 和 200 可以彼此热粘结。
考虑了在此描述的不同粘结 / 粘合方法的组合并且将其作为本发明的一部分包 含在内。
应理解的是每个 “层” 可以是一个条带、 圆形附件、 方形附件、 长形物等等。该层不 需要在性质上是连续的或单一的， 但是足以向相邻的层提供足够的接触表面以实现该层的 目的。
薄膜厚度在此是以 “密耳” 的方式列出， 其中一密耳等于 0.001 英寸。
在此描述的系统的所有必须层可以在现场安装到该建筑膜 20 上之前完全进行组 装。这一般仅是在该膜在其安置或安装过程中的预期伸长率小于约 3％时才是有可能的。 更常见地是， 建筑膜在安装过程中经历了显著大于 3％的伸长率。因此， 本发明的一个实施
方案是将该构造体的下半部 ( 在钩和毛圈的分隔线之下 ) 预连接到该建筑膜上， 并将该构 造体的上半部 ( 在钩和毛圈的分隔线之上 ) 预连接到该光伏器件上。然后在该结构于现场 完全张紧之后将这个包含光伏器件的半部连接到该膜上。 可以对下半部的钩和毛圈锚定层 适当地确定大小并进行安置以针对可能在安装过程中发生的尺寸变化进行调节， 同时提供 该包含光伏器件的上半部的最终锚定。
替代地， 该系统可以在现场进行安装。例如， 参见图 1， 该建筑膜 20( 任选地与层 21) 可以是一种已有的结构或可以是一种新的构造体。然后在该膜已经如所希望的安置 / 张紧之后可以在现场将第二层 30 热粘结到例如建筑膜 20 上。粘合剂层 40 可以在现场进 行施加或者为了方便可以预先施加在 30 上。 然后可以与或不与光伏器件 70 以及粘结层 60 一起来添加该钩和毛圈构造体 50。再次， 应理解的是光伏器件 70 可以包括粘结层 60 或者 钩和毛圈构造体可以在任一侧或两侧上被施加有粘结层 40 和 60。 因此， 本发明提供了以下 优点 ： 该系统的组件能以一种对该构造计划有用的方式进行包装。
另一个附加的优点是如果由于任何原因该系统是不再希望的， 则可以移除层 30 至 80， 因此仅留下建筑膜 20。
图 3 提供了本发明的光伏器件 / 建筑膜系统 10 的另一个实施方案并且是图 1 的变 体。第一层 20 总体上包括一个氟聚合物层 23、 一个增强物层 25 以及一个氟聚合物层 27， 例如在 SHEERFILL 中。具体地， 氟聚合物层 23 和 27 是实质上烧结的 PTFE， 增强物层 25 是 玻璃纤维。
可粘结层 80 可以是例如 PFA、 PVDF、 ETFE、 THV 或 FEP。
第二层 30 总体上包括一个氟聚合物层 33 以及一个增强物层 35。 在一个实施方案 中， 氟聚合物 33 是实质上烧结的 PTFE 并且增强物层 35 是玻璃纤维。应理解的是层 30 是 单面的， 其中增强物的一侧保持是未被该氟聚合物包封的。
第三层 40 总体上是一种聚氨酯粘合剂 ( 例如 Bemis 热熔体 3218， 5 密尔膜的类 型 )， 氯丁橡胶 ( 例如 Bostik 1096M， 带有 9RX 固化剂 )， 丁基橡胶型粘合剂 ( 例如 Heliobond PVA 600BT) 或一种两部分的环氧物 ( 例如 Scotch-Weld 1400DP)。
第四层 50 是一个钩 51 和毛圈 53( 或反之亦然 ) 的构造体或如以上描述的一个柔 性基片， 并且可以是在 x、 y 以及 z 平面内移动的任何材料。
第五层 60 总体上是一种聚氨酯粘合剂 ( 例如 Bemis 热熔体 3218， 5 密尔膜的类 型 )， 氯丁橡胶 ( 例如 Bostik 1096M， 带有 9RX 固化剂 )， 丁基橡胶型粘合剂或一种两部分的 环氧物 ( 例如 Scotch-Weld 1400DP)。
光伏器件 70 可以是如以上所描述的。
图 4 提供了在此描述的一种 “带框的” 系统的一种示例性描绘， 并且适用于全文所 描述的所有构造体。
如图 4 中所示， 器件 / 建筑膜系统 10 可以通过用第五层 60 将光伏器件 70 粘附到 毛圈 53( 或柔性基片 ) 上来进行组装。该组件可以被形成为任何形状和大小， 但方形或矩 形的形状特别好地适合于构造。然而， 该组件可以是圆形的、 八边形的、 梯形的， 等等。还应 理解的是毛圈 53( 或柔性基片材料， 等等 ) 可以覆盖器件 70 的整个表面或它的仅仅一个部 分， 使得最后多层之间的粘附力保持了彼此之间的整体关系并且不会发生粘附的损失。
例如， 第四层 50 可以是处于条带、 单个区段 ( 圆点、 圆、 矩形等等 ) 的形式并且同样地， 第五层粘合剂 60 将与此种构型相匹配。
第四层 50 可以被组装为一个 “框架” ， 即， 可以对钩组件 51( 或柔性基片 ) 的一个 部分确定尺寸使得仅毛圈层 53 的周边的仅仅一部分将与钩组件 51 相接触 ( 在图 4 中示 出 )。再次， 框架可以是一系列的单独区段 ( 如所示的圆点、 圆、 方形、 条带 ) 并且可以仅包 括该周边的 2 个侧面。
第三层 ( 粘合剂 40) 可以施加在该 “框架” 上并且然后粘附到第三层 30 上， 使粘 合剂 40 接触该增强物层 35。最后， 可以将该构造体通过可粘结层 80 而热封到基片 20 上。
任选地， 器件 / 建筑膜系统 10 可以进一步包括襟翼 100( 未示出 )， 该襟翼可以粘 附到基片 20 上并且被配置为覆盖或叠加在光伏器件 70 的表面上， 由此防止水、 雪、 灰尘、 冰 等等渗入器件 / 建筑膜系统 10 的这些粘结层中。
如以上指出的， 应理解的是可以使用释放层来保护例如在此描述的建筑系统的粘 结或粘合层， 使得组件可以在现场完成或者在现场安装之前进行组装 ( 完全地或部分地 )。
以下从 (1) 至 (50) 顺序地列举的段落提供了本发明的不同方面。在一个实施方 案中， 在第一段落 (1) 中， 本发明提供了一种光伏器件 / 建筑膜系统， 该系统包括 ：
一个第一层， 该第一层包括一种氟聚合物包封的增强物， 在该第一层的一个第二 侧上布置有一个第一可粘结层 ；
一个第二层， 该第二层包括一种氟聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提供了 一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布置在其上的一个第二可粘结层， 这样该第 二层的第二侧与该第一层的第二侧进行粘结 ；
一个第三层， 该第三层包括布置在该第二层的未包封的增强物表面上的一种粘合 剂；
一个第四层， 该第四层包括布置在该第三层上的一个钩和毛圈式可接合的搭扣系 统；
一个第五层， 该第五层包括布置在该第四层上的一种粘合剂 ； 以及
一个布置在该第五层上的光伏器件。
2. 如段落 1 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的氟聚合物是聚四氟 乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
3. 如段落 1 或 2 之一所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的增强物包括 一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
4. 如段落 1 至 3 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层是 PFA、 PVDF、 THV、 ETFE 或 FEP。
5. 如段落 1 至 4 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层是 在第一和第二侧两者上。
6. 如段落 1 至 5 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的氟聚合 物是聚四氟乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟乙 烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
7. 如段落 1 至 6 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的增强物 包括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。8. 如段落 1 至 7 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二可粘结层是 PFA、 THV、 PVDF、 ETFE 或 FEP。
9. 如段落 1 至 8 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的未包封 的增强物层包括一个粘合剂层。
10. 如段落 1 至 9 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第三层粘合剂是 一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶或一种聚氨酯。
11. 如段落 1 至 10 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第五层粘合剂 是一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶或一种聚氨酯。
12. 如段落 1 至 11 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 进一步包括在该第一 可粘结层与该第二可粘结层之间的一个任选的可粘结层。
13. 如段落 1 至 12 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 或该第二可粘结层或两者进行了表面处理。
14. 一种用来提供如段落 1 至 13 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统的方法， 包括以下步骤 ：
提供一个第一层， 该第一层包括一种氟聚合物包封的增强物， 在该第一层的一个 第二侧上布置有一个第一可粘结层 ；
提供一个第二层， 该第二层包括一种氟聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提 供了一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布置在其上的一个第二可粘结层 ；
将该第二层的第二侧与该第一层的第二侧彼此相互放置 ；
提供一个第三层， 该第三层包括一种粘合剂 ；
将该第三层布置到该第二层的未包封的增强物表面上 ；
提供一个第四层， 该第四层包括一个钩和毛圈式可接合的搭扣系统 ；
将该钩和毛圈式可接合的搭扣布置到该第三层上 ；
提供一个第五层， 该第五层包括一种粘合剂 ；
将该第五层布置在该第四层上 ； 并且
将一个光伏器件布置在该第五层上。
15. 一种光伏器件 / 建筑膜系统， 包括 ：
一个第一层， 该第一层包括一种氟聚合物包封的增强物， 在该第一层的一个第二 侧上布置有一个第一可粘结层 ；
一个第二层， 该第二层包括一种氟聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提供了 一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布置在其上的一个第二可粘结层， 这样使得 该第二层的第二侧与该第一层的第二侧进行粘结 ；
一个第三层， 该第三层包括布置在该第二层的未包封的增强物表面上的一种粘合 剂；
一个第四层， 该第四层包括布置在该第三层上的一个柔性基片或拉链组件 ；
一个第五层， 该第五层包括布置在该第四层上的一种粘合剂 ； 以及
一个布置在该第五层上的光伏器件。
16. 如段落 15 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的氟聚合物是聚四氟 乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟乙烯的共聚物(THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
17. 如段落 15 或 16 之一所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的增强物包 括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
18. 如段落 15 至 17 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 是 PFA、 PVDF、 THV、 ETFE 或 FEP。
19. 如段落 15 至 18 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 是在第一和第二侧两者上。
20. 如段落 15 至 19 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的氟聚 合物是聚四氟乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟 乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
21. 如段落 15 至 20 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的增强 物包括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
22. 如段落 15 至 21 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二可粘结层 是 PFA、 THV、 PVDF、 ETFE 或 FEP。
23. 如段落 15 至 22 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的未包 封的增强物层表面进一步包括一个粘合剂层。
24. 如段落 15 至 23 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第三层粘合剂 是一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶或一种聚氨酯。
25. 如段落 15 至 24 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第五层粘合剂 是一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶或一种聚氨酯。
26. 如段落 15 至 25 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 进一步包括在该第一 可粘结层与该第二可粘结层之间的一个任选的可粘结层。
27. 如段落 15 至 26 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 或该第二可粘结层或两者进行了表面处理。
28. 如段落 15 至 27 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该柔性基片提供 了缓冲并且允许在 x、 y 以及 z 平面内的移动。
29. 如段落 15 至 28 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该柔性基片是一 种泡沫材料。
30. 如段落 29 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该泡沫材料是一种聚氨酯泡沫、 丙烯酸类泡沫或聚烯烃泡沫。
31. 一种用来提供如段落 15 至 30 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统的方法， 包括以下步骤 ：
提供一个第一层， 该第一层包括一种氟聚合物包封的增强物， 在该第一层的一个 第二侧上布置有一个第一可粘结层 ；
提供一个第二层， 该第二层包括一种氟聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提 供了一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布置在其上的一个第二可粘结层 ；
将该第二层的第二侧与该第一层的第二侧彼此相互放置 ；
提供一个第三层， 该第三层包括一种粘合剂 ；
将该第三层布置到该第二层的未包封的增强物表面上 ；提供一个第四层， 该第四层包括一个柔性基片或拉链组件 ；
将该柔性基片或拉链组件布置在该第三层上 ；
提供一个第五层， 该第五层包括一种粘合剂 ；
将该第五层布置在该第四层上 ； 并且
将一个光伏器件布置在该第五层上。
32. 一种光伏器件 / 建筑膜系统， 包括 ：
一个第一层， 该第一层包括具有一个第一侧和一个第二侧的一种氟聚合物包封的 增强物， 在该第一层的第二侧上布置有一个第一可粘结层 ；
一个第二层， 该第二层包括一种氟聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提供了 一个未包封的增强物表面， 其中该第二层的第二侧与该第一层的第二侧通过它们之间的可 粘结层进行粘结 ；
一个第三层， 该第三层包括布置在该第二层的未包封的增强物表面上的一种粘合 剂；
一个第四层， 该第四层包括一个钩和毛圈式可接合的搭扣系统， 布置在该第三层 上的一个柔性基片或拉链组件 ；
一个第五层， 该第五层包括布置在该第四层上的一种粘合剂 ； 以及
一个布置在该第五层上的光伏器件。
33. 如段落 32 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的氟聚合物是聚四氟 乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
34. 如段落 32 或 33 之一所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一层的增强物包 括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
35. 如段落 32 至 34 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 是 PFA、 PVDF、 THV、 ETFE 或 FEP。
36. 如段落 32 至 35 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的氟聚 合物是聚四氟乙烯 (PTFE)， 氟化的乙烯丙烯共聚物 (FEP)， 四氟乙烯、 六氟丙烯、 和偏二氟 乙烯的共聚物 (THV) 或一种全氟烷氧基树脂 (PFA)。
37. 如段落 32 至 36 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的增强 物包括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
37. 如段落 32 至 36 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第二层的增强 物包括一种玻璃、 聚芳酰胺、 聚酯、 碳纤维或金属纤维织物、 网眼织物、 或非纺织的材料。
38. 如段落 32 至 37 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第三层 粘合剂是一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶、 或一种聚氨酯。
39. 如段落 32 至 38 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第五层粘合剂 是一种氯丁橡胶、 一种两部分的环氧物、 丁基橡胶、 或一种聚氨酯。
40. 如段落 32 至 39 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该第一可粘结层 进行了表面处理。
41. 如段落 32 至 40 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该可接合的搭扣 系统的毛圈部分或柔性基片覆盖了该光伏器件的表面。
42. 如段落 32 至 41 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该可接合的搭扣 系统的钩部分被配置为绕着该毛圈层的一个周边部分进行附接。43. 如段落 42 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该钩部分被配置为一个框架、 单 独的区段、 或条带。
44. 如段落 43 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该框架、 区段或条带并不完全包 围该毛圈层的整个周边部分。
45. 如段落 32 至 44 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该可接合的搭扣 系统的钩和毛圈部分进行了互换。
46. 如段落 1 至 13、 15 至 30 或 32 至 45 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 进一步包括绕着在该光伏器件布置的一种包封物。
47. 如段落 46 所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 其中该包封物是一种烯属的聚合物 或共聚物。
48. 如段落 1 至 13、 15 至 30 或 32 至 47 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 进一步包括附接到该光伏器件上的一个背片。
49. 如段落 1 至 13、 15 至 30 或 32 至 48 中任一项所述的光伏器件 / 建筑膜系统， 进一步包括粘附到该氟聚合物包封的增强物上的一个材料区段， 其构型为覆盖该系统的一 个面朝上的部分， 这样水、 雪、 冰、 灰尘或碎屑将远离该光伏器件而分布。 50. 一种用来提供光伏器件 / 建筑膜系统的方法， 包括以下步骤 ：
提供一个第一层， 该第一层包含具有一个第一侧和一个第二侧的一种氟聚合物包 封的增强物 ；
将一个第一可粘结层布置到该第一层的第二侧上 ；
提供一个第二层， 该第二层包括一种聚合物包封的增强物， 使得一个第一侧提供 了一个未包封的增强物表面，
使该第二层的第二层与该第一层的第二侧通过其间的可粘结层进行粘合 ；
将一个第三层布置到该第二层的未包封的增强物表面上， 其中第三层包括一个粘 合剂 ；
将一个第四层布置在该第三层上， 其中该第四层包括一个钩和毛圈式可接合的搭 扣系统， 布置在该第三层上的一个柔性基片或拉链组件 ；
将一个第五层布置在该第四层上， 该第五层包括一种粘合剂 ； 并且
将一个光伏器件布置在该第五层上。
将参照以下多个非限制性实例进一步说明本发明。 本领域的普通技术人员将清楚 的是， 可以对所说明的这些实施方案做出多种改变而并不背离本发明的范围。 因此， 本发明 的范围不应该限于在本申请中说明的这些实施方案， 而仅受到由权利要求的语言所说明的 实施方案以及这些实施方案的等效物的限制。 除非另外指明， 所有的百分比均为按重量计。
实例
实例 1
在现场构造一种光伏器件 / 建筑膜系统
确保有待结合的建筑膜 20(SHEERFILL II HT) 的区域是清洁的且干的。
将 一 片 可 粘 结 的 单 面 未 包 封 的 织 物 30(SHEERFILL M26 OS) 切 割 为 略 大 于 Velcro(“维可牢” 搭链 )50 的平面图案。
例如， 将一片 5 密尔的 FEP 膜 (NORTON FEP)80 切割为略大于单面织物 30 的平
面图案。 这三个层按图 1 中示出的顺序以所希望的图案进行放置。单面织物 30 的取向是 使得可粘结层 31 面向该 5 密尔的 FEP 80。
施加热或压力， 持续足以使该 FEP 熔化并流动的一段时间 (700 ℉， 4psi， 3 分钟 )。 在这些组合层的外侧上可以使用加热过的台板。在加热过程中可以使用一个释放膜 ( 如硅 油纸或 Kapton ) 来覆盖该台板的表面。
在形成焊缝之后移除这些台板。
将粘合剂 40 施加在单面织物 30 的未包封的表面以及该钩和毛圈搭扣 50(Velcro) 的底面上。可以使用粘合剂 Scotch Weld 1400 DP( 两部分的环氧物 ) 并且根据生产厂家 的指示来施加。
按图 1 中指出的顺序以及取向使单面 (one sided) 织物 30 与 Velcro 50 进行连 接。
将粘合剂 60 施加到 Velcro 50 的面对光伏器件 70 的一侧上并且施加到光伏器件 70 的底面上。可以使用粘合剂 Bostik 1096 M( 带有 9RX 固化剂 ) 并且根据生产厂家的指 示来施加。
按图 1 中指出的顺序以及取向使 Velcro 50 以及光伏器件 70 进行连接。
实例 2
在制造设施中构造一种光伏器件 / 建筑膜系统
形成该构造体的下半部 ：
有待结合的建筑膜 20(SHEERFILL II HT) 的区域是清洁的、 干的并且是张紧的。
将 一 片 可 粘 结 的 单 面 未 包 封 的 织 物 30(SHEERFILL M26 OS) 切 割 为 略 大 于 Velcro 50 的平面图案。
将一片 3 密尔的 FEP 膜 (NORTON FEP)80 切割为略大于单面织物 30 的平面图案。
将这三个层按图 1 中示出的顺序以所希望的模式放置。单面织物 30 的取向是使 得可粘结层 31 面向该 5 密尔的 FEP 80。
施加热或压力， 持续足以使该 FEP 熔化并流动的一段时间 (700 ℉， 4psi， 3 分钟 )。 在这些组合层的任一侧上可以使用加热过的台板。在加热过程中使用释放膜 ( 例如硅油纸 或 Kapton ) 来覆盖该台板的表面。
在形成焊缝之后移除这些台板。
将粘合剂 40 施加在单面织物 30 的未包封的表面以及该钩和毛圈搭扣 51(Velcro) 的下半部的底面上。使用粘合剂 Bostik 1096 M( 带有 9RX 固化剂 ) 并且根据生产厂家的 指示来施加。
按图 1 中指出的顺序以及取向使单面织物 30 和 Velcro 51 的下半部进行连接。
形成该构造体的上半部 ：
将粘合剂 60 施加到 Velcro 52 的上半部的未纹理化的侧面上并且施加到光伏器 件 70 的底面上。使用粘合剂 Bostik 1096 M( 带有 9RX 固化剂 ) 并且根据生产厂家的指示 来施加。
按图 1 中指出的顺序和取向使 Velcro 52 的上半部与光伏器件 70 进行连接。
在现场组装
根据标准的建筑膜程序来组装并安装预成型的构造体的下半部 ( 建筑膜 20、 FEP 80、 单面织物 30、 粘合剂 40 以及 Velcro 51 的下半部 )。
安装之后， 通过接触 Velcro 的半部并且施加压力以接合该钩和毛圈搭扣来将预 成型的构造体的上半部 ( 光伏器件 70、 粘合剂 60 以及 Velcro 52 的上半部 ) 连接到该构造 体的下半部上。
实例 3
以下内容提供了用于制备例如图 3 和图 4 中所描绘的实施方案的一种分步方法。
将 3001 毛圈 53Velcro 用一种粘合剂 60 附接到一个 Unisolar 柔性模块 70 上 ( 耐 火石丁基胶带 )。拥有 Unisolar 柔性模块 70 的一种选择是用丁基粘合剂 60 在背侧接收它 的这样一种可得性。替代地， 可以将粘合剂 60 施加到该模块的背侧。
将光伏模块 70 放置为丁基粘合剂 60 的一侧朝上， 移除该离型纸， 使毛圈材料 53( 按尺寸切割的 ) 在该丁基粘合剂 60 上滚动通过并且通过以 10 磅的辊向毛圈 53 施加压 力而将其埋入该丁基粘合剂 60 中。
制备了 Velcro 类型 52 的钩材料 51 的一个框架。替代地， 切割钩材料 51 的直的 部分并且绕着其周边形成一个 4 英寸的框架。
通过用 10 磅的辊施加压力 / 滚动而将钩材料 51 埋入毛圈材料 53 中。
将丁基粘合剂 40 的条带 ( 在一侧上具有离型纸 ) 施加到钩材料 51 上并且用 10 磅的辊来滚动。
这前四个步骤在一个工厂中完成， 这样可以将该模块送到一个建筑物位置用于迅 速安装。
在现场， 将单面 PTFE 涂覆的织物 30( 具有未包封的表面 35) 用 5 密尔的 FEP 80 热封到一个 SHEERFILL 基片 20 上。热封是用 3 英寸 x 5 英寸的敲钉器设置 (tacker set) 在 680F 完成的。每次敲定器施加的持续时间是 2.5 分钟。
为了在现场安装， 将钩材料的粘合剂上的释放片移除并且将带有钩 / 毛圈组件的 PV 模块压到层 30 的未包封的面上。
尽管已经参照优选的实施方案对本发明进行了说明， 但是本领域的普通技术人员 将认识到， 可以在形式和细节上作出多种改变而并不背离本发明的精神和范围。贯穿本说 明书引用的所有参考文献， 包括背景中的那些， 都以其全文结合在此。 本领域的普通技术人 员将认识到、 或仅使用不超出常规的实验就能够确定在此确切说明的本发明的具体实施方 案的多个等效方案。这些等效方案旨在包括于以下这些权利要求的范围之内。