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Title:
METHOD FOR PRODUCING A PHOTOVOLTAIC MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/073903
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a photovoltaic module, comprising a solar cell system (6) and encapsulating materials (1, 1') attached on both sides thereof, said encapsulating materials containing a sealable embedding material (5, 5') with respect to the solar cell system (6) as well as a barrier material (7, 7'). According to the invention, on at least one side of the solar cell system (6), the barrier material (7) is provided with a primer layer (4) on the side facing the embedding material (5). The primer is thereby applied from a solution onto the carrier layer (3) for the barrier material (7). The solvents are subsequently evaporated and the adhesive support material (13) is formed.

Inventors:
DANILKO JOACHIM (AT)
DEPINE NICOLE (AT)
ERLER BARBARA (AT)
FEICHTNER MARKUS (AT)
GRADWOHL JOERG (AT)
KRUMLACHER WERNER (AT)
MUCKENHUBER HARALD (AT)
PLESSING ALBERT (AT)
REININGER ANDREAS (AT)
REISINGER FLORIAN (AT)
RUPLITSCH ANDREAS (AT)
SEITLER ELISABETH (AT)
SKRINGER ANDREAS (AT)
SPANRING JULIA (AT)
Application Number:
PCT/AT2008/000437
Publication Date:
June 18, 2009
Filing Date:
December 09, 2008
Export Citation:
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Assignee:
ISOVOLTA (AT)
DANILKO JOACHIM (AT)
DEPINE NICOLE (AT)
ERLER BARBARA (AT)
FEICHTNER MARKUS (AT)
GRADWOHL JOERG (AT)
KRUMLACHER WERNER (AT)
MUCKENHUBER HARALD (AT)
PLESSING ALBERT (AT)
REININGER ANDREAS (AT)
REISINGER FLORIAN (AT)
RUPLITSCH ANDREAS (AT)
SEITLER ELISABETH (AT)
SKRINGER ANDREAS (AT)
SPANRING JULIA (AT)
International Classes:
H01L31/048; H01L31/18
Domestic Patent References:
WO2007009140A12007-01-25
WO2003064529A12003-08-07
WO2004069949A12004-08-19
Foreign References:
EP1054456A22000-11-22
US20060166023A12006-07-27
Attorney, Agent or Firm:
BEER, Manfred et al. (Wien, AT)
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Claims:

nspr c e :

I. Verfahren zum Herstellen eines photovoltaischen Moduls, umfassend ein Solarzellensystem (6) sowie beidseitig an dieses angebrachte Einkapselungsmaterialien (1, 1'), welche ein mit Bezug auf das Solarzellensystem (6) siegelfähiges Einbettungsmaterial (5, 5' ) sowie ein Barrierematerial (7, 7' ) enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Seite des Solarzellensystems (6) das Barrierematerial (7) an der dem Einbettungsmaterial (5) zugewandten Seite mit einer Primerschicht (4) ausgestattet wird, wobei auf die Trägerschicht (3) für das Barrierematerial (7) der Primer aus einer Lösung aufgetragen wird und anschließend die Lösungsmittel unter Bildung des adhäsiven Trägermaterials (13) abgedampft werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Primer ein Zweikomponenten-Kleber eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zweikomponenten-Kleber Polyurethane und Polyole enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Primer zumindest ein Acrylatkleber eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Primer zumindest ein Silikonkleber eingesetzt wird.

6.. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Primer Pigmente zugesetzt werden. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Primer UV-Absorber und/oder

Antioxidantien zugesetzt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Primer Hydrolysestabilisatoren zugesetzt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Primer Haftvermittler, vorzugsweise Organosilan-Verbindungen, zugesetzt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (3) eine Polyesterfolie ist.

II. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das adhäsive Trägermaterial (13) an eine witterungsbeständige Schicht (2) angeordnet wird, sodass das Barrierematerial (7) gebildet wird.

iz. veria re nac nspruc , a urc ge ennzeic ne , ass a s witterungsbeständige Schicht (2) eine Kunststofffolie, vorzugsweise eine Polyvinylfluoridfolie, eingesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der witterungsbeständigen Schicht (2) und dem adhäsiven Trägermaterial (13) eine anorganische Oxidschicht (8) angeordnet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Barrierematerial (7' ) eine transparente Glasschicht und/oder ein transparenter Kunststofffolienverbund eingesetzt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Einbettungsmaterial (5, 5' ) Ethylenvinylacetat (EVA) , Ionomere, thermoplastische Polyurethane (TPU), Polyvinylbutyral (TVB), Polymethylmetaacrylat (PMMA), Polyester sowie Hotmelt-Verbindungen eingesetzt werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die witterungsbeständige Schicht (2) durch Beschichten mit einem fluorhältigen Polymer und/oder Copolymer erzeugt wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerschicht (3) Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthenat (PEN), Ethylentetrafluorethylen- copolymer (ETFE) als Monofolien, Coextrudat oder Folienverbund eingesetzt werden. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerschicht eine Aluminiumfolie eingesetzt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Primerschicht (4) dem Einbettungsmaterial (5, 5') direkt zugewandt ist und Bestandteil der Rückseiteneinkapselung für die photovoltaische Zelle ist.

Description:

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines photovoltaischen Moduls, umfassend ein Solarzellensystem sowie beidseitig an dieses angebrachte Einkapselungsmaterialien, welche ein mit Bezug auf das Solarzellensystem siegelfähiges

Einbettungsmaterial sowie ein Barrierematerial enthalten.

Photovoltaische Module dienen zur elektrischen Energieerzeugung aus Sonnenlicht. Die Energieerzeugung erfolgt dabei durch das Solarzellensystem, welches im Wesentlichen aus Halbleitermaterialien, wie z.B. Silizium in monokristalliner, polykristalliner oder amorpher Form gebildet wird. Diese Solarzellensysteme sind allerdings nur bedingt mechanisch belastbar, sodass diese beidseitig mit Einkapselungsmaterialien umhüllt werden müssen. Als Einkapselungsmaterialien dienen beispielsweise ein oder mehrere Schichten aus Glas und/oder Kunststofffolien und/oder Kunststofffolienverbunden.

Da photovoltaische Module vorrangig im Außenbereich eingesetzt werden, ist es erforderlich, das Solarzellensystem nicht nur gegenüber mechanischer Belastung, sondern auch gegen Witterungseinflüsse, wie das Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasserdampf, zu schützen. Als Barriereschicht gegenüber Wasserdampf sind beispielsweise die von der Anmelderin unter der Bezeichnung ICOSOLAR® vertriebenen Folienverbunde bekannt. Gemäß der EP-A-969 521 wird daher vorgeschlagen, innerhalb des Folienverbundes anorganische Oxidschichten anzubringen, welche das Eindringen von Feuchtigkeit unterbinden sollen. Allerdings hat es sich gezeigt, dass nicht nur die Materialauswahl, sondern auch die Haftung zwischen den einzelnen Lagen des Verbundes maßgeblich ist, da insbesondere bei der Außenanwendung ein unerwünschtes Delaminieren erfolgen kann.

Gemäß der EP-A-969 521 wird daher vorgeschlagen, an der anorganischen Oxidschicht, welche dem Solarzellensystem zugewandt ist, ebenso eine Primerschicht anzubringen, welche als Haftvermittler zur angrenzenden Siegelschicht dient.

Die Verwendung von Haftvermittlern wird unter anderem auch in der EP-A-I 956 657 beschrieben, welche den Aufbau einer transparenten Vorderseiteneinkapselung für Solarzellen bzw. für photovoltaische Module zum Gegenstand hat. Auf Grund des mehrlagigen Aufbaus wird ein Haftvermittler zwischen der

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Außenschicht andererseits vorgeschlagen.

Die aus der EP-A-I 956 657 bzw. der EP-A-969 521 bekannten Haftvermittler haben somit die Funktion, eine Verbindung zwischen unpolaren Oberflächen einerseits und polaren Oberflächen andererseits herzustellen. Trotz der durchaus zufriedenstellenden Festigkeitswerte, welche durch Zugabe von Haftvermittlern erzielt werden, ist die Haftvermittlerschicht dennoch materialmäßig von den übrigen Verbundlagen isoliert. Die Haftvermittlerschicht kann daher, insbesondere wenn mit Lösungsmitteln bei der Herstellung des photovoltaischen Moduls gearbeitet wird, zumindest teilweise angelöst werden, sodass wiederum ein unerwünschtes Delaminieren der einzelnen Verbundlagen auftreten könnte.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass an zumindest einer Seite des Solarzellensystems das Barrierematerial an der dem Einbettungsmaterial zugewandten Seite mit einer Primerschicht ausgestattet wird, wobei auf die Trägerschicht für das Barrierematerial der Primer aus einer Lösung aufgetragen wird, und anschließend die Lösungsmittel unter Bildung eines adhäsiven Trägermaterials abgedampft werden.

Das Abdampfen der Lösungsmittel erfolgt bei erhöhter Temperatur, so dass Vernetzungsreaktionen erfolgen. Durch diese Vernetzungsreaktionen werden chemische Bindungen zwischen dem Trägermaterial einerseits und dem Primer andererseits ausgebildet, so dass ein in sich geschlossenes Material, nämlich das adhäsive Trägermaterial, erzeugt wird. Durch das in sich geschlossene, adhäsive Trägermaterial ist es möglich, einen äußerst stabilen Materialverbund, nämlich das photovoltaische Modul, herzustellen. Dies deshalb, da bei der Herstellung des photovoltaischen Moduls weitere, durch Temperaturerhöhung ausgelöste Vernetzungsreaktionen ablaufen, welche zur adhäsiven Bindung zwischen dem adhäsiven Trägermaterial einerseits und dem Einbettungsmaterial für das Solarzellensystem andererseits führen. Im Zuge dieser Vernetzungsreaktionen werden stabile, chemische Bindungen ausgebildet, so dass das endgefertigte photovoltaische Modul lediglich durch gewaltsames Auftrennen der Schichten zerstört werden kann. Bei den üblichen Prüfmethoden nach IEC 61215, Ed. II, zeigt das endgefertigte Modul allerdings keine Verluste der

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Bewitterungsprüfung bei 85°C, noch bei der gleichzeitig vorliegenden hohen Feuchtigkeit, nämlich 85 % relative Feuchte.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind gemäß Unteransprüche offenbart.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung - siehe dazu Fig. 1 bis 3 - sowie anhand möglicher Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Dabei zeigt Fig. 1 einen beispielhaften Aufbau für den erfindungsgemäß hergestellten photovoltaischen Modul, umfassend das Solarzellensystem 6, welches beidseitig von den Einkapselungsmaterialien 1, 1' umhüllt ist. Das Einkapselung- smaterial 1, 1' besteht aus dem nach außen gewandten Barrierematerial 7, 7' sowie dem mit Bezug auf das Solarzellensystem 6 siegelfähigen Einbettungsmaterial 5, 5' . Zumindest an einer Seite des Solarzellensystems 6 weist das photovoltaische Modul ein -Barrierematerial 7 auf, welches ein witterungsbeständige Schicht 2 sowie ein adhäsives Trägermaterial 13 enthält. Das adhäsive Trägermaterial 13 besteht aus einer Trägerschicht 3 und einer Primerschicht 4, welche dem Einbettungsmaterial 5 zugewandt ist. Die entgegengesetzte Seite des Solarzellensystems 6 weist ebenso ein Barrierematerial T , beispielsweise eine Glasschicht, sowie ein Einbettungsmaterial 5' auf. Fig. 2 zeigt einen analogen Aufbau eines Barrierematerials 7, wie in Fig. 1 gezeigt, mit dem Unterschied, dass zwischen der Trägerschicht 3 und der witterungsbeständigen Schicht 2 zusätzlich eine anorganische Oxidschicht 8 angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf für das Auftragen der Primerschicht 4 auf die Trägerschicht 3. Dabei wird die Trägerschicht 3 mittels Umlenkrollen 9a, 9b über eine Coronastation 10 in eine Auftragsanlage 11 geführt. Anschließend passiert die mit dem Primer 4 beaufschlagte Trägerschicht 3 über Umlenkrollen 9c, 9d einen Trockenkanal 12. Auf diese Weise wird das adhäsive Trägermaterial 13 erhalten.

Wie anhand der Figuren 1 bis 3 gezeigt, stellt die Primerschicht 4 ein erfindungswesentliches Merkmal dar. Vorteilhafterweise werden Primer auf Polyurethan-Basis eingesetzt. Dabei sind Zweikomponenten-Klebesysteme besonders bevorzugt. Diese bestehen aus Polyurethan-Präpolymeren mit Isocyanat-Endgruppen,

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Isocyanat-Endgruppen können entweder aromatischer Natur, wie z.B. Toluendiisocyanat (TDI) oder Diphenylmethandiisocyanat (MDI), oder aliphatischer Natur, wie z.B. Hexamthylendiisocyanat (HDI) oder Isophorondiisoyanat (IPDI), sein.

Die oben genannten Komponenten werden mit einem überschuss an Isocyanat-Gruppen zusammen mit weiteren Komponenten, wie Stabilisatoren, Pigmenten, u.a. sowie organischen Lösungsmitteln gemischt, um die erforderlichen Eigenschaften, wie beispielsweise Klebrigkeit, Trockenheit der Primer-Oberfläche, Festkörpergehalt, sowie Farbeinstellung zu erhalten. Die Primermischung kann entweder bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur aushärten.

Die Oberfläche der Trägerschicht 3 kann zur Erzeugung einer optimalen Anbindung des Primers physikalisch vorbehandelt werden. Das Verfahren der Corona-Behandlung wird bevorzugt angewandt, wobei eine partielle Oxidation erfolgt, die eine erhöhte Polarität der Oberfläche des Materials in der Trägerschicht 3 zur Folge hat.

Die Zusammensetzung der Schichten für ein witterungsbeständiges photovoltaisches Modul, wie in Figuren 1 und 2 dargestellt, wird anhand der Beispiele a) bis i) erläutert:

Beispiel a)

Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien . Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) , sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden, Aluminiumfolien in unterschiedlichen Dicken. Primerschicht 4: Polyurethan, Polyacrylat

Einbettungsmaterial 5, 5': Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinyl- butyral (PVB) , Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA) , Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt. Beispiel b) Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien.

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) , sowie

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Aluminiumfolien in unterschiedlichen Dicken.

Primerschicht 4: Polyurethan, Polyacrylat; Zugabe von Additiven wie UV Absorbern, Antioxidantien, Hydrolyse Additiven. Einbettungsmaterial 5, 5 * : Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt.

Beispiel c) Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien .

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) , sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden, Aluminiumfolien in unterschiedlichen Dicken.

Primerschicht 4: Polyurethan, Polyacrylat; Zugabe von Pigmenten, wie TiO2, CaCO3 oder Ruß. Einbettungsmaterial 5, 5": Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) , Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA) , Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt.

Beispiel d)

Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien.

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) , sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden, Aufbringen einer aus der Dampfphase abgeschiedenen anorganischen Oxidschicht 8, um die Barrierewirkung zu erhöhen. Primerschicht 4: Polyurethan, Polyacrylat

Einbettungsmaterial 5, 5': Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt.

Beispiel e)

Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien. Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid.

r gersc c : o ye y en erep a a , o ye y en- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden. Primerschicht 4: Polyurethan, welches in Form eines Thermoplasten (TPU, thermoplastisches Polyurethan) mit der Polyester Folie co- extrudiert in Form einer druck- und temperaturempfindlichen Folie vorliegt.

Einbettungsmaterial 5, 5': Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt.

Beispiel f)

Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien . Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) sowie; Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden. Primerschicht 4: Polyurethan mit Organosilanen gemischt, um die haftvermittelnden Eigenschaften zu verbessern.

Einbettungsmaterial 5, 5~: Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt. Beispiel g) Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien.

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden. Primerschicht 4: Polyurethan, auf Basis eines Zweikomponenten- Klebers bestehend aus den Komponenten A und B. Die Komponente A besteht aus einem Polyestergemisch, welches aufgrund seiner Zusammensetzung zu keiner Vergilbung bei Bewitterungslangtests (Damp Heat Test, 85 0 C, 85 % Luftfeuchtigkeit) und unter UV- Bestrahlung neigt. Die Komponente B besteht aus einem Isocyanatpolymer, welches aufgrund seines aliphatischen Aufbaus kaum Möglichkeiten zur Vergilbung lässt.

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Polyvinylbutyral ( PVB) , Ionomere , Polymethylmethacrylat ( PMMA) , Polyurethan ( TPU ) , Polyester oder Hot MeIt .

Beispiel h) Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien .

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN), Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden. Primerschicht 4: Polyurethan, zusätzlich durch eine Acrylatschicht geschützt . Einbettungsmaterial 5, 5": Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinyl- butyral (PVB), Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt.

Beispiel i)

Witterungsbeständige Schicht 2: PVF Folie, lösliche Fluorpolymere (PVDF) bzw. Fluor-Copolymere für eine direkte Beschichtung, hydrolysebeständige Polyesterfolien.

Kleberschicht (nicht dargestellt) : Polyurethan, Polyester, Epoxid. Trägerschicht 3: Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen- naphthenat (PEN) , Ethylentetrafluorethylencopolymer (ETFE) sowie Co-Extrudate in Form von Folien oder Folienverbunden. Primerschicht 4: Polyurethan auf Silikonbasis, Ein- oder Zweikomponenten-Kleber .

Einbettungsmaterial 5, 5': Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) , Ionomere, Polymethylmethacrylat (PMMA) , Polyurethan (TPU), Polyester oder Hot MeIt. Allgemeine Arbeitsvorschrift für die Ausführung der Beispiele a) bis i) :

Zur Beschichtung einer Trägerschicht 3 wird eine 35 %-ige Lösung eines Primers, bezogen auf den Festkörpergehalt der Primer- Komponenten, hergestellt. Dabei wird zuerst die Polyester-Polyol- Komponente mit einem organischen Lösemittel auf Ketonbasis vermischt. Nach Homogenisierung der Komponenten wird der Isocyanat-Härter zugegeben und nochmals gut gemischt. Die Primerlösung wird über die Auftragsanlage 11 - siehe Fig. 3 - auf die Trägerschicht 3, beispielsweise eine mit Coronastrahlung vorbehandelte Polyesterfolie, aufgebracht. Die Einstellung des

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Primerschicht 4, welcher im Bereich von 13 ± 3 g/ m2 liegt. Das beschichtete Material wird über Umlenkrollen 9 c und 9 d durch einen Trockner 12 geführt, in welchem das eingesetzte Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen 70 °C und 120 0 C verdampft. Die Abluft und Temperatureinstellungen werden so gewählt, dass eine blasenfreie und möglichst trockene Beschichtung entsteht.

Das erhaltene adhäsive Trägermaterial 13 wird nach der Trocknerstrecke über eine Umlenkrolle 9 e einer Aufbewahrungsrolle zugeführt und aufgewickelt. Abhängig von der Aushärtezeit und damit abhängig vom chemischen Aufbau des Isocyanats ergibt sich die Lagerzeit für das Trägermaterial 13.

Die Beispiele a) - i) zeigen die unterschiedlichen Möglichkeiten auf, welche Komponenten und Additive verwendet werden können.

Beispiel a) zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Zweischichtlaminats mit Primer. Die Primerschicht kann aus. Polyurethan- und/oder Acrylatklebern bestehen.

Durch Zugabe von Additiven - siehe Beispiel b) - wie beispielsweise UV-Absorber; Antioxidantien oder Hydrolyse-Additive, wird der Primer für die Ausbildung der Primerschicht 4 gegenüber Bewitterung und UV-Strahlung geschützt. Aromatische Komponenten, die im Primer enthalten sein können, erhalten durch Additive temporären Schutz vor Vergilbung. Eine Vergilbung wird so lange unterbunden, bis der gesamte Anteil an Additiven verbraucht ist. Als Beispiele für UV-Additive werden Verbindungen auf HALS- (sterisch gehinderte Amine) und Triazin-Basis aufgeführt. Als Hydrolyse-Additive können Verbindungen auf Basis von Phosphoniten verwendet werden. Um die Vergilbung des Primers zur Gänze zu unterbinden, werden Primersysteme mit aliphatischem Isocyanat- Anteil bevorzugt.

Beispiel c) beschreibt die Zugabe von Farbpigmenten wie TiO2, CaCO3 oder Ruß. Mit diesen Pigmenten kann der Primer für die Ausbildung der Primerschicht 4 weiß oder schwarz eingefärbt werden, um den optischen Farbeindruck des Gesamtsystems zu verstärken. Die photokatalytische Wirkung von TiO2 bedingt eine Zugabe von UV- Additiven.

In Beispiel d) wird eine zusätzliche Oxidschicht, beispielsweise SiOx oder AlOx, auf die Trägerschicht 3 aufgebracht. Die anorganische Oxidschicht wird in einer Dicke von 100 nm durch

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Polyester-Oberfläche einen zusätzlichen Schutz gegenüber Wasserdampfeintritt in das photovoltaische Modul.

In Beispiel e) wird die Primerschicht nicht über ein lösemittelhältiges System, sondern über einen thermoplastischen

Polyurethan-Film aufgebracht. Dieser Primerfilm kann mit der

Trägerschicht 3 coextrudiert oder mittels Druck und Temperatur beim Kaschierprozess auf die Trägerfolie 3 aufgebracht werden.

In Beispiel f) werden zu den Polyurethan-Klebern funktionelle Organosilane zugegeben, um die haftvermittelnde Wirkung des Primers zu verstärken. Gleichzeitig wird auch die Barrierewirkung gegenüber Wasserdampf verbessert.

In Beispiel g) wird die Verwendung eines aliphatischen Zwei- Komponenten-Primer-Gemisches vorgeschlagen, welches keine Vergilbung zeigt und welches sich durch Hydrolysestabilität auszeichnet. Die Anbindung zur Trägerschicht 3 und zum Einbettungsmaterial 5 zeigt keine Beeinträchtigung.

In Beispiel h) wird die Polyurethan-Primerschicht 4 zusätzlich mit einer Acrylatschicht geschützt. Beispiel i) beschreibt die Verwendung eines Silikonklebers auf Polyurethan-Basis. Das Silikon zeigt bei Temperaturschwankungen hervorragende Eigenschaften.

Das Aufbringen der Primerschicht 4 auf die Trägerschicht 3 bewirkt eine deutliche Verbesserung der Anbindung des Einbettungsmaterials 5 für das Solarzellensystem 6. Zu Analysezwecken wurden 2 cm breite Streifen des auf Rolle gelagerten Trägermaterials 13 hergestellt, wobei jeweils nach den beispielhaften Ausführungen gemäß a) bis i) verfahren wurde. Zur Analyse selbst wurden die Teststreifen einer Schälgeschwindigkeit von 50 N/mm unterworfen, wobei nachgewiesen werden konnte, dass das Trägermaterial 13 auch nach beschleunigter Alterung, nämlich 500 h und 1000 h bei 85° C sowie 85 % Luftfeuchtigkeit, keinerlei Delamination zeigt.

Auf Grund der Ad- bzw. Kohäsionskräfte ist die Haftung der Primerschicht 4 an das Einbettungsmaterial 5 so hoch, dass selbst nach beschleunigten Alterungstests keine Materialermüdung erkennbar ist. Das in Rolle gelagerte adhäsive Trägermaterial 13 lässt sich nunmehr in Kombination mit weiteren witterungsbeständigen Folien, wie beispielsweise Polyvinylfluorid- Folien oder Polyethylennaphthenat-Folien weiter verarbeiten. Dazu

s e en an sic e ann e asc ier- zw. oex rusionsver a re zur

Verfügung.

Des Weiteren kann an das adhäsive Trägermaterial 13 ebenso durch Coextrusion die Einbettungsmaterialschicht 5 angebracht werden. Dieser Materialaufbau kann nunmehr ein- oder beidseitig am Solarzellensystem 6 vorliegen. Es ist jedoch auch denkbar, bekannte Materialaufbauten, wie beispielsweise die Kombination einer transparenten Glasschicht 7' in Kombination mit einem Einbettungsmaterial 5' einzusetzen. Wird jedoch die Primerschicht 4 an der jeweils besonders beanspruchten Seite des Solarzellensystems 6, vorzugsweise in Form eines Rückseitenlaminates, angebracht, so können äußerst zufriedenstellende Langzeitergebnisse bei Verwendung des photovoltaischen Moduls im Außenbereich erzielt werden.




 
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