專利名稱：合并光電池的透明合成結(jié)構(gòu)的制作方法
合并光電池的透明合成結(jié)構(gòu)本發(fā)明涉及光電池與可注塑聚合物的薄片，特別是例如聚碳酸酯的透明聚合物的薄片的集成。聚碳酸酯的注塑在大約305°C的溫度下進(jìn)行。此外，光電池由例如與金屬或塑料制成的的基板集成的薄的硅有源面構(gòu)成。光電池是撓性的或剛性的。當(dāng)將它放置在聚碳酸酯的注塑模中時(shí)，在例如從305°C 冷卻到環(huán)境溫度的過(guò)程中經(jīng)常觀察到整體的扭曲。該扭曲歸因于光電池的基板和有源面一方與另一方注塑材料之間的差異熱膨脹， 以及歸因于注塑材料的收縮效應(yīng)。本發(fā)明人給自己設(shè)置了這樣的任務(wù)，即獲得前面提及的類型的產(chǎn)品，同時(shí)保證由聚碳酸酯或等效的注塑模給出的該產(chǎn)品的扁平的或半球形的幾何形狀在冷卻后的保持、在冷卻時(shí)和在生活環(huán)境中光電池的完整性、和良好的耐用性。因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于一種包含粘貼到注塑聚合物的光電池的合成結(jié)構(gòu)，其中光電池具有粘貼到基板的有源面，其特征在于，所述光電池是連續(xù)的并且其背離注塑聚合物的面粘貼到封裝聚合物，該封裝聚合物的線性熱膨脹系數(shù)與注塑聚合物的線性熱膨脹系數(shù)相差不大于65%，并且該封裝聚合物具有使得自已能夠耐受注塑聚合物的注塑并促進(jìn)向注塑聚合物的粘貼的最小融點(diǎn)；或者其特征在于，所述光電池是鏤空的。當(dāng)光電池具有沒(méi)有洞或沒(méi)有間斷的完整表面時(shí)，就稱它是連續(xù)的。比較而言，鏤空的光電池在此是指包含洞的不連續(xù)表面，例如柵格，或指一系列未連接的數(shù)個(gè)小電池。因比通過(guò)在注塑之后冷卻注塑聚合物的過(guò)程中限制光電池與注塑聚合物之間的差異膨脹，保證了期望用于整體的最終幾何形狀的保持，不管是扁平的幾何形狀還是包含特定的半球形的幾何形狀。這是因?yàn)椋⑺芫酆衔锏氖湛s伴隨有下列類似的收縮-封裝聚合物的收縮，所述封裝聚合物緩沖或吸收光電池的可能的差異收縮，或-當(dāng)光電池是鏤空的時(shí)光電池的收縮。在該后一種情況下，可以不使用封裝聚合物，并且將電池簡(jiǎn)單地與注塑聚合物結(jié)合，但封裝聚合物對(duì)于鏤空的電池的這樣的使用-如對(duì)于連續(xù)電池那樣-并不偏離本發(fā)明的范圍。在一個(gè)特別的實(shí)施方案中，光電池的朝向注塑聚合物的面也粘貼到如上所述通過(guò)其熱膨脹和最小融點(diǎn)的特征來(lái)定義的封裝聚合物。因而，該封裝聚合物可以構(gòu)成用于光電池的具有差異熱膨脹的完整緩沖護(hù)套。因而，粘貼到電池的兩個(gè)面的封裝聚合物可以是相同的或不同的，只要它們滿足上面定義的標(biāo)準(zhǔn)。該特別的實(shí)施方案在連續(xù)的光電池，尤其是剛性的光電池的情況下是提倡的，對(duì)于這樣的情況，只將背離注塑聚合物的面粘貼到封裝聚合物在某些情況下可能不足以緩沖電池的差異收縮和避免涉及期望用于所獲得的整體的最終形狀的背離。光電池的基板可以
-不同于封裝聚合物，或者相反-構(gòu)成該封裝聚合的至少一部分，因此電池的有源面直接沉積在封裝聚合物上。這樣的基板的一個(gè)例子是具有在13-125 μ m之間，優(yōu)選地20-30 μ m之間厚度的聚酰亞胺薄片。所述注塑(可注塑的)聚合物是透明的，或不透明的，并且可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或相似物組成。然而，該注塑聚合物優(yōu)選是聚碳酸酯或等效物并且具有2-10mm 之間的厚度，特別地至多等于7mm的厚度。光電池的基板可以是金屬的或等效物的，并且可選地是鏤空的并且具有 25-500 μ m之間，優(yōu)選地75-250 μ m之間的厚度，或者是具有13-125 μ m之間厚度的聚合物， 例如聚酰亞胺。其例子是由以下材料制成的電池基板-撓性鋼，具有25-200μ m,優(yōu)選地100-150 μ m的厚度，或-剛性鋼，具有100-500μ m，優(yōu)選地175-225 μ m的厚度。光電池的有源面可以由與例如撓性金屬的或聚合物的基板組合的具有20-200 μ m 之間厚度的無(wú)定形硅的薄片構(gòu)成，或由與例如剛性金屬基板組合的具有100-300μπι之間厚度的晶體硅的薄片構(gòu)成，或者由與撓性或剛性的聚合物基板、金屬基板等等組合的 CIGS (CuInGaSe)或CdTe類型的薄層構(gòu)成。優(yōu)選地，封裝聚合物由粘貼到光電池的一面或兩面、具有13ym-2mm之間的厚度， 優(yōu)選地至多等于500 μ m厚度的聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯或等效物的薄片構(gòu)成。特別優(yōu)選地，該薄片的厚度至少等于250 μ m，除非當(dāng)它構(gòu)成光電池的基板時(shí)，該基板的厚度有利地至多等于125 μ m,且尤其在20-30 μ m之間。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的其他優(yōu)選的特征-封裝聚合物伸出光電池的側(cè)面至少3%；因此在具有士0. 5mm公差的125x125mm 或156x156mm的由晶體硅形成的電池的情況下，該伸出可能為至少4. 5mm ；-注塑聚合物或封裝聚合物是帶顏色的，只要它相對(duì)于太陽(yáng)被安置在光電池后面； 該措施使得能夠過(guò)濾車輛或建筑物里面的太陽(yáng)輻射而不影響被電池接收的太陽(yáng)輻射，并且或多或少使電池避開車輛或建筑物占有者的視線；-所述結(jié)構(gòu)在其表面的至少一部分上是透明的。此外，本發(fā)明的目標(biāo)在于一種用于制造如上面所描述的結(jié)構(gòu)的方法，其中，在所述注塑聚合物的注塑過(guò)程中將所述光電池放置在所述注塑該聚合物的注塑模中。此外，該注塑過(guò)程使得能夠獲得復(fù)雜的形狀，尤其是半球形的形狀，具有在合成結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)可變的厚度，透明部分或不透明部分等等。此外，本發(fā)明的措施(光電池的背離注塑聚合物的面粘貼到封裝聚合物，或鏤空的光電池)保證了所期望的這些或多或少?gòu)?fù)雜的形狀在冷卻后的保持、在冷卻時(shí)和在生活環(huán)境中光電池的完整性，和良好的耐用性。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)在于包含如上面所描述的結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單或復(fù)合的、以及單層或?qū)訅旱牟Ａ?。?fù)合玻璃是指由以空氣帶或干燥氣體帶(在干燥劑存在下)的插入而彼此間隔開的數(shù)個(gè)透明襯底構(gòu)成的玻璃。這些透明襯底中的每個(gè)可以是單層的或?qū)訅旱?。如果玻璃僅包含一個(gè)這樣的透明襯底，那么就說(shuō)玻璃是簡(jiǎn)單的。
簡(jiǎn)單的玻璃當(dāng)其是層壓的時(shí)包含通過(guò)中間的粘合劑(例如聚乙烯醇縮丁醛或聚氨基甲酸酯)與例如透明玻璃或塑料薄片相連的所述注塑聚合物。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是上面所描述的玻璃在陸地運(yùn)輸工具(尤其是作為機(jī)動(dòng)車輛頂蓋)、空中運(yùn)輸工具或水中運(yùn)輸工具，在建筑工業(yè)或在街道設(shè)施(公共汽車候車亭、電話亭、顯示面板等等)中的應(yīng)用。現(xiàn)在，通過(guò)參考所附的

圖1至圖6的下面的例子，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行舉例說(shuō)明，所述附圖示意地表示本發(fā)明的合成結(jié)構(gòu)的六個(gè)實(shí)施方案。未評(píng)論該結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)成部件的相對(duì)尺寸，但是如果需要，在下文中會(huì)進(jìn)行闡述。圖1的光電池包含具有125 μ m厚度的殷鋼類型的撓性鋼的鏤空基板3，或替換地， 具有200 μ m厚度的剛性鋼的鏤空基板3。電池的有源面2由具有20-200 μ m厚度的無(wú)定形硅的薄片組成，或替換地，由具有 100-300 μ m厚度的晶體硅的薄片組成，或也由通過(guò)CIGS或CdTe等光電薄層形成的沉積體組成。聚酰亞胺的緩沖護(hù)套4包裹整個(gè)光電池。在電池每個(gè)面上的聚酰亞胺的厚度為 25 μ m。替換地，可以在電池的每個(gè)面上使用250-500 μ m的聚碳酸酯。緩沖護(hù)套伸出電池的周緣4. 5mm。與圖1的表示相反，具有4mm厚度的聚碳酸酯薄片1通過(guò)注塑而在圖上的右側(cè)面或左側(cè)面上結(jié)合到所述整體。在層壓結(jié)構(gòu)被用于定位在所表示的太陽(yáng)右邊的情況下，如果將聚碳酸酯1結(jié)合到圖上的電池的右邊，那么該聚碳酸酯可以是帶顏色的。在相反的情況下，這樣的特征可能限制到達(dá)電池的有源面2的太陽(yáng)輻射。在圖2中，將圖1的緩沖護(hù)套4用結(jié)合到有源面2的簡(jiǎn)單聚合支持物4代替。聚合支持物4的性質(zhì)和厚度與結(jié)合到電池的兩面的每一面上的圖1的緩沖護(hù)套4的部分相同?；?是由上面提到的撓性鋼制成的類型。光電池的有源面2是由上面提到的無(wú)定形硅或CIGS，CdTe薄層等等制成的類型。聚碳酸酯薄片1通過(guò)聚合支持物4結(jié)合在電池的右側(cè)面上。它可以是帶顏色的。圖3的合成結(jié)構(gòu)通過(guò)倒換圖2的構(gòu)件1與4的位置來(lái)獲得。聚合支持物4可以是帶顏色的。在圖4至圖6中，電池的基板3是與圖2的聚合支持物4相同的聚酰亞胺或聚碳酸酯的緩沖薄片4。在圖4中，該基板3與具有相同性質(zhì)的另一薄層組合，該基板與該薄層形成與圖1 的相似的緩沖護(hù)套4。聚碳酸酯薄片1通過(guò)注塑結(jié)合在電池的右側(cè)面或左側(cè)面上。在定位于圖4中的右邊的情況下，它可以是帶顏色的。在圖5和圖6上，電池的有源面2通過(guò)聚酰亞胺或聚碳酸酯基板3、4而結(jié)合到聚碳酸酯薄片1。聚碳酸酯薄片1或者聚酰亞胺或聚碳酸酯基板3、4可以分別在圖5和圖6 中是帶顏色的。
權(quán)利要求
1.一種包含粘貼到注塑聚合物(1)的光電池的合成結(jié)構(gòu)，其中光電池具有粘貼到基板(3)的有源面O)，其特征在于，所述光電池是連續(xù)的并且其背離注塑聚合物(1)的面粘貼到封裝聚合物G)，該封裝聚合物(4)具有與注塑聚合物(1)的線性熱膨脹系數(shù)相差不大于65%的線性熱膨脹系數(shù)和具有使得自己能夠耐受注塑聚合物(1)的注塑并促進(jìn)向注塑聚合物(1)的粘貼的最小融點(diǎn)；或者其特征在于，所述光電池是鏤空的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電池的朝向注塑聚合物(1)的面也被粘貼到封裝聚合物(4)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板(3)不同于封裝聚合物G)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板(3)構(gòu)成封裝聚合物(4)的至少一部分。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述注塑聚合物(1)是聚碳酸酯或等效物，并且具有2-10mm之間的厚度，優(yōu)選地具有至多等于7mm的厚度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電池的基板(3)是由金屬或等效物制成的，并且可選地是鏤空的，并且具有25-500 μ m之間，優(yōu)選地75-250 μ m之間的厚度，或是由具有13_125μπι之間厚度的聚合物制成的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電池的有源面(2)由具有20-200μπι 之間厚度的無(wú)定形硅的薄片構(gòu)成，或由具有100-300 μ m之間厚度的晶體硅的薄片構(gòu)成，或者由CIGS(CuhfeiSe)或CcTTe類型的薄層構(gòu)成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝聚合物由粘貼到光電池的一面或兩面上、具有13 μ m-2mm之間厚度，優(yōu)選地至多等于500 μ m厚度的聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚氨基甲酸酯或等效物的薄片構(gòu)成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封裝聚合物(4)伸出光電池的側(cè)面至少3%。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述注塑聚合物(1)或封裝聚合物(4)是帶顏色的，只要所述注塑聚合物(1)或封裝聚合物(4)相對(duì)于太陽(yáng)被安置在光電池后
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)在其表面的至少一部分上是透明的。
12.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求之一的結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，在所述注塑聚合物的注塑過(guò)程中，將所述光電池放置在注塑聚合物的模中。
13.一種包含根據(jù)權(quán)利要求1至11之一的結(jié)構(gòu)的、簡(jiǎn)單或復(fù)合的、以及單層或?qū)訅旱牟^ ο
14.根據(jù)權(quán)利要求13的玻璃在陸地、空中或水中運(yùn)輸工具中，在建筑工業(yè)中、或在街道設(shè)施或戶外設(shè)施中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及-包含粘貼到注塑聚合物(1)的光電池的合成結(jié)構(gòu)，其中光電池具有粘貼到基板(3)上的有源面(2)，其特征在于，所述光電池是連續(xù)的并且其背離注塑聚合物(1)的面粘貼到封裝聚合物(4)，該封裝聚合物具有與注塑聚合物(1)的線性熱膨脹系數(shù)相差不大于65％的線性熱膨脹系數(shù)和具有使得自己能夠耐受注塑聚合物(1)的注塑并促進(jìn)向注塑聚合物(1)的粘貼的最小融點(diǎn)；或者其特征在于，所述光電池是鏤空的；-包含這樣一種結(jié)構(gòu)的單層的、層壓的、簡(jiǎn)單的或復(fù)合的玻璃。
文檔編號(hào)H01L31/048GK102388463SQ201080016038
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者A·韋拉-德巴耶爾, B·莫泰勒 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠