模塊及其制造方法
【專利摘要】一種模塊、例如光伏模塊，還包括作為面向光入射的前蓋部的玻璃板(11)、構件(光伏元件)(15)和設置作為嵌入材料的塑料層(14)，其中，所述玻璃板(11)在朝向塑料層(14)的側面上經表面處理，從而通過表面處理所產生的層的折射率處于蓋部(11)的玻璃的折射率和層(14)的塑料材料的折射率之間。
【專利說明】模塊及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模塊，所述模塊包括至少一層經過表面處理的玻璃和至少一層塑料。
【背景技術】
[0002]在其中存在有塑料作為薄膜材料的模塊可以以層壓法來制造。
[0003]此外，所考慮到的是，在本發(fā)明的范圍內，真空模塊或玻璃-玻璃模塊如其在光伏模塊中、在有機發(fā)光二極管(OLED)中、遮蔽元件、照明器件時和在復合玻璃件中那樣地使用。本發(fā)明特別是涉及一種光伏模塊(=太陽能模塊)。
[0004]光伏模塊通常包括至少一個光伏元件(=太陽能電池)，所述光伏元件被封裝在蓋板之間。至少面向入射光的蓋板是透光的。也已知的是在光伏元件和面向光入射的蓋板之間設有塑料層、例如以薄膜形式的塑料層，以便封裝訴述光伏元件。
[0005]典型的太陽能模塊的結構可以如下地描述:
[0006].玻璃板(通常所謂的單片安全玻璃，簡稱ESG)作為前側蓋部在朝向太陽的一側； [0007]?透明的塑料層(乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)，聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，或有機硅或有機硅樹脂)，在該塑料層中嵌入有太陽能電池；
[0008]?單晶或者是多晶太陽能電池(光伏元件)，這些太陽能電池通過焊接帶相互電路連接；
[0009].具有耐氣候性的塑料復合薄膜的背面涂裝部或背面蓋部，所述塑料復合薄膜例如由聚氟乙烯(Tedlar)或聚酯制成的；
[0010].包括空載二極管或旁通二極管和連接端子的連接盒；
[0011].鋁型材框架，用于在運輸、操作和裝配時保護玻璃板，并用于復合體的緊固和增強。
[0012]在開頭提及類型的已知模塊中、特別是在光伏模塊中成問題的是，投射到模塊上的光(太陽光)到達嵌入的光伏電池時伴隨著顯著損失，從而使光伏模塊的效率低于光伏電池本身的效率。
[0013]此外，離子污染、如例如鈉離子可能從鈉-鈣玻璃通過嵌入薄膜擴散至光伏電池，由此也可能妨礙模塊的電特性。

【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明的任務在于，給出一種開頭提到的模塊，所述模塊簡單地構建，并且通過界面匹配(“配合(Matching)”)而具有改善的機械特性、物理化學特性和/或光學特性。按照本發(fā)明的模塊當其為光伏模塊時特別是應具有高效率。
[0015]按照本發(fā)明，該任務通過一種具有權利要求1中所述特征的模塊加以解決。
[0016]按照本發(fā)明的模塊的優(yōu)選的和有利的構造形式是從屬權利的技術方案。[0017]按照本發(fā)明的模塊即使在其為光伏模塊時也特別是具有在玻璃和塑料、特別是模鑄樹脂或層壓薄膜之間的改善的附著狀態(tài)。當涉及常規(guī)的功能化復合玻璃或者涉及真空元件時，也是相同情況。
[0018]此外，在按照本發(fā)明的模塊中有利的是，在一種優(yōu)選的實施方式中出現鈉離子從玻璃減少地轉移到塑料、特別是塑料薄膜中。這點是有利的，因為阻止鈉離子損害(光伏元件的)半導體構件。
[0019]最后，按照本發(fā)明的模塊具有提高光的透射率的優(yōu)點，因為相對折射率是匹配好的。
[0020]如果按照本發(fā)明的模塊涉及光伏模塊，則確保射入的光絕大部分達到(至少一個)光伏元件，并且光能夠以高效率轉換成電流。
[0021]這些措施特別是:
[0022].使用由玻璃、特別是含鐵少的鈉-鈣玻璃制成的蓋部，所述玻璃的背離光伏元件的、即朝向光入射的外表面是經過減小光反射處理的；
[0023].使用由透光材料、例如玻璃、特別是鈉-鈣玻璃制的蓋部，所述玻璃的光學特性通過表面處理這樣加以匹配，使得通過表面處理所形成的層而具有處于玻璃的折射率和塑料的折射率之間的折射率。
[0024]當考慮到表面處理的附加的方法步驟、特別是利用水玻璃的處理步驟時，按照本發(fā)明的模塊、特別是也按照本發(fā)明的光伏模塊可以通過真空包封或者通過常規(guī)的層壓方法加以制造。
[0025]在按照本發(fā)明的用于處理玻璃(帶有改變所述玻璃的光學特性并將之淬火的目的)的方法中，例如可實施以下方法步驟:
[0026]1.預清潔/活化
[0027]使玻璃的表面(重新)潔凈，以便去除油、脂及固體顆粒例如在板邊緣上的切削油。針對利用鉀-水玻璃溶液成功地處理有利的是:用該溶液將玻璃加以潤濕，亦即形成連續(xù)的膜，而不是形成滴/流層(Schlieren)，亦即將鉀-水玻璃溶液均勻地施加到要處理的玻璃表面上。
[0028]有利的是，使在預清潔/活化和本來的處理之間的時間段保持盡可能短，以便不再使玻璃表面例如被灰塵污染。
[0029]2.用處理劑進行噴灑
[0030]例如將鈣-鈉平玻璃用含水的鉀-水玻璃溶液加以噴灑，所述溶液通過一個豎直的噴灑橫梁按照溶膠-凝膠方法施加到例如基本上豎直定向的平玻璃上。溶膠-凝膠方法在當前情況下被理解為如下的方法，在該方法中，施加到玻璃上的溶膠然后通過去除(蒸發(fā))溶劑(水)而轉變成一種凝膠。
[0031]在此主要的不是將由鉀-水玻璃制成的要涂覆的溶液進行霧化，而是在玻璃表面上達到溶膠的封閉的面(膜)，這特別是通過在上一點中提到的預處理來達到。
[0032]3.反應時間(干燥)
[0033]讓所施加的溶膠干燥成凝膠，這也可以在沒有空氣調節(jié)室或特定的凈化室條件下進行。在此，鉀-水玻璃與玻璃、特別是鈉-鈣玻璃發(fā)生反應。
[0034]按照氣候情況和板溫度，干燥時間在5分鐘至25分鐘之間。[0035]干燥時間可通過平玻璃的(略微)提高的的溫度和/或加熱板和/或通過與干燥空氣的(輕微)對流予以加快。
[0036]有利的是，使溶膠完全干燥成凝膠，因為否則存在如下的危險:層的大的構件被去除并且在(平)玻璃的表面上能看到斑點。
[0037]如果在日光中能夠看出藍紫色微光(Schimmern),則證明表面處理良好。
[0038]4.再清潔
[0039]目的在于:利用大量被調溫的滲透水(傳導能力小于30μ S/cm)，將未結合的鉀從層溶解出。
[0040]5.經處理的玻璃的熱淬火使層濃縮(verdichten)并且加強與玻璃基底的結合
[0041]在本發(fā)明范圍內所考慮到的另一個可能性是在按照本發(fā)明的處理之后改變玻璃的特性，該可能性在于向鉀-水玻璃摻入添加劑。這樣的添加劑可以是提高反射能力的色素例如白的色素(如氧化鋅)、引起熒光的物質或者如下的物質，該物質可以使得在處理之后得到的、存在于玻璃表面中的層能導電。
[0042]下面描述本發(fā)明的各實施例。 [0043]例I
[0044]在該實施例中，為厚度為2.1mm尺寸為550 X 360mm的白玻璃配設具有減小的反射
的表面。
[0045]處理過程如下:
[0046]將玻璃在清洗機中用大約40°C的熱水加以清洗。緊接于此地，用丁烷氣火焰處理玻璃表面。然后用含水的鉀-水玻璃溶液噴灑玻璃表面。此后等待直至鉀-水玻璃與玻璃在其表面區(qū)域內反應好，這大約需10至15分鐘。
[0047]噴灑所用的溶液具有下列成份:96-97重量％的水和3_4重量％的固體物質份額(SiO2, K2O,…)，其中，液體的鉀含量小于I重量％，并且在處理材料中存在3-4重量％的固體物質份額。
[0048]緊接于此地，重新用40°C的熱水沖洗玻璃。
[0049]緊接于此地，使該玻璃經受熱淬火，其中，利用一種無接觸的方發(fā)進行加工。
[0050]結果達到圖1中的曲線圖所示的透光性(透射率)。
[0051]例2
[0052]利用例I中給出的工作方式和在使用在那里所提到的試劑的情況下，對三塊玻璃板在一個側面上用鉀-水玻璃加以處理并且加以淬火。在該試驗中，求得在圖2的曲線圖中描述的透射值(各曲線是所述三塊玻璃板的平均值)。
[0053]例3
[0054]利用例I中所提及的工作方式和試劑對玻璃板進行處理。在一個板中，面的三分之一保持不予處理；面的三分之一在一側加以處理；面的三分之一在兩側加以處理，其中，處理按照例I中所提及的工作方式并且利用其中所提及的試劑而進行。在該試驗中達到按照圖3的透射值。
[0055]玻璃的表面的在本發(fā)明的一種可能的實施方式中所規(guī)定的處理例如可以包括以下方法步驟:
[0056].清潔由玻璃制成的物體、優(yōu)選平玻璃板、特別是由鈉-鈣玻璃制成的平玻璃板。[0057].在物體上將鉀-水玻璃的含水溶液通過如下方式涂覆成一個無間斷的層，即，對由玻璃制成的物體用鉀-水玻璃的含水溶液加以噴灑。
[0058].讓涂覆在由玻璃制成的物體上的層干燥，其中，鉀-水玻璃與由玻璃制成的物體的表面發(fā)生反應。
[0059].將未結合的鉀用水從所涂覆的層清洗掉，以及
[0060]?將由玻璃制成的物體加熱以用于進行熱處理，并且重新將其驟冷(abschrecken)到室溫以用于進行熱淬火。
[0061]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:將所述物體優(yōu)選無接觸地加熱到在600至650°C范圍內的溫度以用于進行熱處理，并且然后重新驟冷到室溫。
[0062]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:使用如下的溶液，所述溶液在水中含有3至4重量％、優(yōu)選3.4重量％的鉀-水玻璃固體物質。
[0063]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:使用如下的溶液，所述溶液含有小于2重量％、特別是小于I重量％的鉀。
[0064]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種色素、特別是一種礦物色素。 [0065]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種發(fā)出突光的物質。
[0066]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種使之有傳導性的物質。
[0067]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:所述物體在清潔之后并且在涂覆層之前用一種明火加以處理。
[0068]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:在清洗時和/或在洗去鉀時用大約30至50°C、特別是用40°C溫水加以清洗。
[0069]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:為了洗去未結合的鉀，使用再生的水、特別是傳導能力小于50 μ S/cm的再生水、優(yōu)選小于30 μ S/cm的再生水。
[0070]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:所述物體在用鉀-水玻璃溶液噴灑之前被預熱到在20至40°C之間的溫度、優(yōu)選預熱到約30°C。
[0071]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:在對平玻璃進行處理時，該平玻璃基本上豎立地加以處理。
[0072]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:含有鉀-水玻璃的溶液由豎直相疊地設置的噴嘴噴灑到平玻璃上。
[0073]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:所述由玻璃制成的物體在一側被處理。
[0074]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:所述由玻璃制成的物體在兩側被處理。
[0075]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:所述由玻璃制成的物體的利用鉀-水玻璃所實施的處理和后續(xù)的加熱造成在玻璃物體表面上構成具納米多孔的膜層。
[0076]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:將由玻璃制成的物體在此加熱到在600°C至650°C數量級內的溫度。[0077]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:在加熱作為平玻璃存在的由玻璃制成的物體之后突然冷卻，以便將平玻璃淬火。
[0078]在對由玻璃制成的物體進行表面處理時可以規(guī)定:將未結合在物體上的鉀從納米多孔的表面上清洗掉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0079]在本發(fā)明的范圍內，考慮到模塊的下面列舉的變形方案:
【具體實施方式】
[0080]在圖4和圖5中示意地以分解圖示出的模塊I包括兩個平面平行地設置的面狀的或板形的構件2、2’，在這兩個構件中至少第一構件2構造成平玻璃板并且在這兩個構件之間引入有一個薄膜4(圖4)或者引入有一個嵌入在兩個薄膜5、5’ (圖5)之間的板形或薄膜形的構件6。構件2、2’以及引入在其間的薄膜4或者引入在其間的、包括兩個薄膜5、5’和位于這兩個薄膜之間的構件6的疊合體(Stapel)通過層壓相互連接，其中，在組裝模塊之前，使薄膜側的表面3經受表面處理(特別是如上面描述的那樣)，或者如果兩個構件2、2’構造成平玻璃板，則必要時在兩個薄膜側的表面3、3’上也進行表面處理。
[0081]備選地，在組裝成模塊I之前，使薄膜側的表面3經受表面處理(特別是如上面所描述的那樣)，或者如果兩個構件2、2’構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面3、3’也經受表面處理(特別如上面所描述的那樣)，從而在壓層過程中使薄膜材料不直接與玻璃連接，而是與通過表面處理形成在表面3上的層或者在各表面3、3’上形成的層相連接。
[0082]備選地，在組狀成模塊I之前，使薄膜側的表面3經受表面處理(特別如上面所描述的那樣)，或者如果兩個構件2、2’構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面3、3’也經受表面處理(特別如上面所描述的那樣)，由此達到下列特性中的至少一個特性:
[0083].在板平玻璃板或板和薄膜材料之間的增強的附著；
[0084].鈉離子從玻璃到薄膜材料中的減少的轉移；以及
[0085].在可見光譜范圍內的光穿過所述至少一個平玻璃板通過匹配相對折射率而提高的透射率。
[0086]在另一種備選方案中，在組裝成模塊I之前，使薄膜側的表面3經受表面處理；或者如果兩個構件2、2’構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面3、3’也經受利用水玻璃的表面處理，其中，所述表面處理包括下述方法步驟:
[0087]?清潔表面3、3’、特別是平玻璃板的表面、特別是由鈉-鈣玻璃制成的平玻璃板的表面；
[0088].在構件2、2’上將鉀-水玻璃的含水溶液通過如下方式涂覆成一個無間斷的層，即，用鉀-水玻璃的含水溶液噴灑構件2、2’ ；
[0089].讓涂覆在構件2、2’上的層干燥，其中，鉀-水玻璃與物體的表面發(fā)生反應；
[0090].用水將未結合的鉀從層中清洗掉；
[0091].將構件2、2’加熱以用于進行熱處理，并且將其重新驟冷到室溫以用于熱淬火。
[0092] 在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:利用水玻璃對表面進行在組裝之前所進行的處理。
[0093]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:利用鉀-水玻璃對表面進行在組裝之前所進行的處理。
[0094]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前，按下述方法步驟對表面進行利用鉀-水玻璃進行的處理:
[0095].清潔構件2或2’、優(yōu)選平玻璃板、特別是由鈉-鈣玻璃制成的平玻璃板；
[0096]?在構件2或2’上將鉀-水玻璃水溶液通過如下方式涂覆成一個無間斷的層，即，構件2或2’用鉀-水玻璃的含水溶液加以噴灑；
[0097].讓涂覆在構件2或2’上的層干燥，其中，鉀-水玻璃與物體的表面發(fā)生反應；
[0098].將未結合的鉀用水從所涂覆的層清洗掉；
[0099].將構件2或2’加熱以用于進行熱處理，并且將其驟冷到室溫以用于熱淬火。
[0100]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:通過表面處理在表面3和/或3’上所形成的層的折射率處于平玻璃板2的折射率和薄膜4的或者薄膜5和/或5’的折射率之間。
[0101]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前在對表面3和/或3’進行處理時使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種色素、特別是無機色素。
[0102]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前在對表面3和/或3’進行處理時使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種熒光性的物質。
[0103]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前在對表面3和/或3’進行處理時使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種使之有傳導性的物質。
[0104]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前在對后蓋部的表面3’(圖4和5中指向上方)進行處理時使用如下的溶液，所述溶液摻入有一種色素，該色素給后蓋板提聞反射能力。
[0105]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:前蓋板的光入射側的表面7(在圖4和5中指向下方)配備有在可見光的波長范圍內減小的反射特性。
[0106]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:前蓋板的光入射側的表面7和/或朝向層壓薄膜的表面3配備有對紅外光線提高的反射能力。
[0107]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:所述薄膜4由有機硅基的塑料制成或者必要時兩個薄膜5、5’由有機硅基塑料制成。
[0108]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:所述模塊是通過裝入作為構件6的光伏元件而構建為光伏模塊；并且在所述模塊中，用作前蓋板的、朝向太陽的板形構件2由平玻璃板制成；而用作為后蓋板的、背離太陽的構件2’由不同于玻璃的材料制成、特別是由金屬材料或塑料制成。
[0109]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:所述模塊是通過裝入作為部分6的光伏元件而構建為光伏模塊；而在該模塊上，不僅用作前蓋板的、朝向太陽的板形構件2，而且用作為后蓋板的、背離太陽的構件2’都由平玻璃板制成。
[0110]在本發(fā)明的一種實施方式中可以規(guī)定:在組裝之前，表面3和/或3’配備有具有發(fā)光功能、光伏功能或電致變色功能的、或者具有包括上述功能中的多個功能的組合的一個或更多個層。
[0111]在圖4和5中所示的模塊也可以如下面描述的那樣來構建:[0112]如圖5中所那樣地構建的光伏模塊,在該光伏模塊中，6是一個光伏兀件,并且
5、5’是產生復合的、由塑料制成的、也可能由有機硅基的塑料制成的層。構件2是一個經表面處理的平玻璃板，該平玻璃板在其側面3上通過表面處理配備有具有匹配的折射率、對Na+的阻擋作用和附著改善的層。構件2的在光入射側的表面7可以配備有對于可見光譜范圍內的光減小的反射特性。此外，光入射側的表面7可以配備有對從IlOOnm起的紅外輻射提高的反射能力，以便在光入射時減少對模塊的加熱(在高溫下減小效率)。2’是一個由不同于玻璃的材料、例如Al (輕且鏡面反射)或塑料制成的板。
[0113]前面描述的模塊I作為光伏模塊也可以如下描述的那樣來構建:
[0114]光伏模塊具有前面描述的結構，其中，構件2’構造成平玻璃板，所述平玻璃板通過對表面3’的處理而配備有提高的反射。為此使用一種無機色素。
[0115]在具有按照圖4所示的結構的光伏模塊中，表面3’配備有一個光伏層。產生復合的層4由塑料、也可能由有機硅基的塑料制成。構件2是一個經表面處理的平玻璃板，該平玻璃板通過表面處理而在其側面3上配設有具有匹配的折射率、對Na+的阻擋作用和附著改善的層。構件2的、光入射側的表面7可以配備有對于可見光譜范圍內的光減小的反射特性。此外，光入射側的表面7可以配備有對紅外輻射提高的反射能力，以便在光入射時減小對光伏模塊的加熱(在高溫下效率降低)。
[0116]OLED (有機發(fā)光二極管)模塊可以具有按照圖4的結構，在該結構中，表面3 ’面狀地覆有有機發(fā)光二極管(OLED)。產生復合的、由塑料制成的層4可能由有機硅基的塑料制成。一個經表面處理的平玻璃板2通過表面處理而在其側面3上配設有具有匹配的折射率和附著改善的層。
[0117]也考慮到具有按照圖5的結構的OLED模塊，在該結構中，構件6面狀地覆有有機發(fā)光二極管(organic light-emitting diode, 0LED)。薄膜5、5，是產生復合的、由塑料制成的、可能由有機硅基的塑料制成的層。構件2是一個經表面處理的平玻璃板，該平玻璃板在其側面3上通過表面處理而配設有具有匹配的折射率和附著改善的層。
[0118]按照本發(fā)明的模塊的結構在一種作為光伏模塊的實施方式中示例性地在圖6中示出，其中，在構件之間的距離未按實際給出并且僅處于繪制原因予以示出。光伏模塊具有一個光伏元件15，在該光伏元件上(在光入射側)涂覆有硅-氮化物層16，在該硅-氮化物層上敷設有一個薄膜14。在薄膜14上在外側設置有一個經過熱淬火的、由鈉-鈣玻璃制成的、特別是以單片安全玻璃(“ESG”)形式的平玻璃板11作為前側蓋部。玻璃板11的外表面構成為降低反射的。在光伏元件16的后觸點17的外部安裝有一個薄膜18，該薄膜用于光反射。在光伏模塊的背面上，按所示的例子中作為后側蓋部(背側涂裝部)設有一個例如由鈉-鈣玻璃制成的玻璃板19，該玻璃板可以帶有一個提高玻璃板19的反射能力的層
20。蓋部19可以由玻璃、由塑料或者由金屬例如鋁制成。該層20可以通過下述方式得到，即，將鈉-鈣玻璃板用鉀-水玻璃加以處理，對該鉀-水玻璃添加白色無機色素(例如氧化鋅)。
[0119]有利的是在由鈉-鈣玻璃制成的玻璃板和塑料層之間(光學)特性的匹配(配合)，其方式為，通過對板的表面處理而形成涂覆層，所述涂覆層的折射率處于玻璃的折射率和塑料層的折射率之間。
[0120]薄膜14和必要時薄膜18用作為嵌入材料并且是有機硅基的塑料、如例如熱塑性加工的有機娃彈性體，如以商標名稱Tectosil (www.wacker.com)可購得的彈性體、有機娃基的塑料或有機硅。代替作為嵌入材料的薄膜，也可使用液態(tài)的有機硅作為嵌入材料。相比于EVA或PVB，有機硅基的嵌入材料或包覆材料產生比鈉-鈣玻璃更低的折射率，所述鈉-鈣玻璃在光伏元件中已被證實為是有效的。在將作為蓋部11的鈉-鈣玻璃和由有機硅基彈性體(例如Tectosil)制成的薄膜14進行接合時，有利的是:一方面使差異匹配于光學特性(折射率)，并且達到對于特別是正鈉離子和其它輕離子從玻璃(蓋板11)移出到薄膜(Tectosil，有機硅)中的阻擋，因為離子、如鈉離子對界面上的光學特性產生負面影響(光反射增大)。此外，可能妨礙光伏模塊的玻璃/薄膜(密封物)界面的長時穩(wěn)定性(電和機械穩(wěn)定性)。
[0121]這點通過使用經相應處理的如下玻璃、例如鈉-鈣玻璃來達到，所述玻璃如下地被處理:
[0122]在本發(fā)明范圍內可以用作為朝向光的前側蓋部11的平玻璃可如下得到:
[0123]首先，將玻璃、優(yōu)選是由鈉-鈣玻璃制成的板玻璃例如一個室中用水玻璃噴霧加以噴灑。特別是使用鉀-水玻璃的含水溶液。在噴灑之前，可以先將該玻璃預熱到30°C,以便沒有水從空氣凝結在玻璃上。
[0124]在預處理之前，將玻璃加以熱清洗并且以再生的水沖洗。
[0125]有利地，在淬火之前并且在鉀-水玻璃混合物噴灑之前，將玻璃表面這樣調整，使得玻璃表面變得親水。這點對于水玻璃在玻璃表面上涂覆的均勻性具有有利的意義(玻璃表面被鉀-水玻璃溶液良好潤濕)。在鉀-水玻璃溶液涂覆之后并在涂覆干燥之后(亦即反應之后)，可以用室溫條件下的水(或用醋酸)將未結合的鉀清洗掉，以便避免由于氧化鉀與空氣中的二氧化鐵的反應而使表面硬結。
[0126]噴霧劑首先包含鉀-水玻璃在水中強烈稀釋的溶液。優(yōu)選使玻璃運動穿過從噴嘴排出的噴霧。
[0127]噴霧劑凝結在平玻璃板上并且在那里產生自身封閉的面，所述自身封閉的面由鉀-水玻璃在水中的溶液構成。鉀-水玻璃溶液在玻璃上在同一個玻璃的一個側面或兩個側面上形成相同的膜。
[0128]作為下一步，讓包含鉀-水玻璃的膜干燥，其中，鉀-水玻璃與玻璃發(fā)生反應。在后續(xù)的清洗過程中，將未結合在玻璃上的鉀清洗掉。
[0129]緊接于此地，如對于熱淬火常見的那樣，將玻璃加熱并加以驟冷，其中，事先已結合的層燒結，并產生從玻璃核心到由鉀-水玻璃制成的外層的連續(xù)過渡。
[0130]如所描述的那樣，利用鉀-水玻璃加以處理的鈉-鈣玻璃的另一個主要優(yōu)點在于:所述玻璃更好地附著在作為嵌入材料使用的有機硅上(例如Tectosil薄膜)，從而在作為蓋部的玻璃和作為嵌入材料的有機硅之間產生緊密的連接。此外，在嵌入材料和設置作為前側蓋部的玻璃板11之間的這種緊密連接由于減小的反射而改善光向光伏電池15的入射。
[0131]通過表面處理在玻璃表面上形成的層的厚度處于200nm以下，從而存在無針對可見光的散射中心的光滑表面。
[0132]這樣得到(薄的)在其光學特性方面經處理的并且經熱淬火的、亦即調質的玻璃，所述玻璃可以用于按照本發(fā)明的以光伏模塊形式的模塊。[0133]針對外表面(圖4和5中的7、7’ )的表面處理和內表面(圖4和5中的3、3’ )的表面處理，基本上都可以采用在再上面所描述的方法。
[0134]考慮到的是，通過對方法參數的選擇和對處理劑的調整將所述方法匹配于所希望的結果(特別是改變反射特性和改變折射率)。
[0135]下面描述本發(fā)明的一個實施例:
[0136]例:
[0137]在該例中，將厚度為2.1mm、尺寸為550X360mm的無色玻璃用鉀-水玻璃的含水溶液加以處理。
[0138]處理過程如下:
[0139]將玻璃在清洗機中用大約40°C的熱水加以清洗。緊接于此地，用火焰處理玻璃表面。然后用一種含水的鉀-水玻璃溶液處理玻璃表面。在處理之后等待直到處理劑與玻璃在其表面區(qū)域內反應好，這大約需要10至15分鐘。
[0140]用于處理的溶液具有如下成份:96-97重量％的水和3-4重量％的固體物質份額(Si02、K202...)，其中，液體中的鉀含量小于I重量％，并且在處理材料中存在3.4重量％的固體物質份額。
[0141]緊接于此地，重新用40°C的熱水沖洗玻璃。
[0142]緊接于此地，使玻璃 經受熱淬火，其中，按照常見的方法進行加工。
[0143]此后使用經處理的玻璃利用如下的結構制造光伏模塊:
[0144].由前述的經處理的玻璃制成的前玻璃，其中，經處理的玻璃表面指向模塊內側(嵌入材料)；
[0145].Tectosil 嵌入薄膜；
[0146]?光伏電池；
[0147].Tectosil 嵌入薄膜；
[0148].2mm厚的、經熱處理的后玻璃。
[0149]作為參考模塊，制作一個如前所述的等值的模塊，然而利用未經處理的前玻璃。
[0150]通過測量兩個模塊結構在用光源進行照射時的電功率可以確定在具有經處理的前玻璃的模塊中有I%的額外量。
[0151]總而言之，可以如下地描述本發(fā)明的一個實施例:
[0152]—種模塊、例如光伏模塊，還包括作為面向光入射的前蓋部的玻璃板11、構件(光伏元件)15和設置作為嵌入材料的塑料層14，其中，所述玻璃板11在朝向塑料層14的側面上經表面處理，從而通過表面處理所產生的層的折射率處于蓋部11的玻璃的折射率和層14的塑料材料的折射率之間。
【權利要求】
1.模塊(1)，包括兩個構件(2、2’)，所述構件中的至少一個構件是透光的，并且在這兩個構件之間設有由塑料制成的層，其特征在于:至少一個透光的構件(2、2’)的朝向所述由塑料制成的層的面(3、3’ )構成為:改善光向所述由塑料制成的層中的轉移。
2.按權利要求1所述的模塊，其特征在于:所述構件(2、2’)中的至少一個構件是平玻璃板。
3.按權利要求1或2所述的模塊，其特征在于:所述由塑料制成的層是由模鑄樹脂制成的層。
4.按權利要求1或2所述的模塊，其特征在于:所述由塑料制成的層包含至少一個由塑料制成的薄膜(4、5、5’)。
5.按權利要求4所述的模塊，其特征在于:在兩個由塑料制成的薄膜(5，5，)之間設有另一個構件(6)。
6.按權利要求1至5中任一項所述的模塊，其特征在于:所述至少一個透光的構件(2、2’ )的朝向所述由塑料制成的層的面(3、3’ )具有提高光透射的層。
7.按權利要求6所述的模塊，其特征在于:在所述提高光透射的層中的折射率處于構件(2、2’ )的折射率和所述由塑料制成的層(4、5、5’ )的折射率之間。
8.按權利要求1至7中任一項所述的模塊，其特征在于:前蓋板的光入射側的表面(7)構成為在可見光的波長范圍內減小反射。
9.按權利要求1至8中任一項所述的模塊，其特征在于:前蓋板的光入射側的表面(7)和/或朝向所述由塑料制成的層的表面(3)配備有對紅外光的提高的反射能力。
10.按權利要求1至9中任一項所述的模塊，其特征在于:所述由塑料制成的層由有機硅基的塑料制成。
11.按權利要求1至10中任一項所述的模塊，其特征在于:所述由塑料制成的層包括一個或兩個用有機硅基的塑料制成的薄膜(5、5’)。
12.按權利要求1至11中任一項所述的模塊，其特征在于:所述表面(3’)具有一個層或更多個層，所述層具有發(fā)光功能、光伏功能或電致變色功能或者包括上述功能中的多個功能的組合。
13.按權利要求12所述的模塊，其特征在于:所述構件(6)是光伏元件，用作為前蓋板的朝向太陽的構件(2)是平玻璃板，而用作為后蓋板的、背離太陽的構件(2’ )由不同于玻璃的材料制成、特別是由金屬材料或塑料制成。
14.按權利要求12所述的模塊，其特征在于:所述構件(6)是光伏元件，并且不僅用作為前蓋板的、朝向太陽的板形構件(2)而且用作為后蓋板的、背離太陽的構件(2’ )由平玻璃板制成。
15.光伏模塊，包含至少一個光伏元件(15)以及前蓋部(11)和后蓋部(19),其中,朝向光入射的前蓋部是玻璃板(11)，并且在玻璃板(11)和光伏元件(15)之間設置有由塑料制成的嵌入材料(14)，并且其中，所述光伏元件(15)設置在嵌入材料(14)和后蓋部(19)之間，其特征在于:至少所述在光入射側設置的玻璃板(11)是(平)玻璃板，該玻璃板通過處理而具有減小的反射能力。
16.按權利要求15所述的光伏模塊,其特征在于:在所述光入射側的玻璃板(11)和光伏元件(15)之間作為嵌入材料設置有由有機硅基的塑料制成的薄膜(14)。
17.按權利要求15或16所述的光伏模塊，其特征在于:所述經處理的玻璃板(11)是由鈉-鈣玻璃制成的、特別是經淬火的平玻璃板。
18.按權利要求15至17中任一項所述的光伏模塊,其特征在于:在所述光伏兀件(15)的與光入射側對置的后側面上設置有薄膜(18)和/或具有比光入射側的玻璃板的反射能力更大的反射能力的玻璃板(19)。
19.按權利要求15至18中任一項所述的光伏模塊,其特征在于:在提高光透射的層(13)中的折射率處于板(11)的玻璃的折射率和薄膜(14)的塑料材料的折射率之間。
20.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時在兩個薄膜側的表面(3、3’ )上進行表面處理。
21.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入 在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經歷表面處理；以及，在層壓過程中，薄膜材料與玻璃經由通過表面處理而在表面(3)上形成的層或者經由在表面(3、3’ )上形成的各層相連接。
22.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經歷表面處理，其中，達到在一個或多個平玻璃板和薄膜材料之間增強的附著。
23.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經歷表面處理，其中，達到鈉離子從玻璃減少地轉移到薄膜材料中。
24.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5’ )和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經歷表面處理，其中，通過相對折射率的匹配來達到在可見光譜范圍內的光通過所述至少一個平玻璃板提高地透射到薄膜中。
25.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經受利用水玻璃、特別是用鉀-水玻璃的表面處理。
26.用于制造按權利要求1至19中任一項所述的模塊的方法，在所述方法中，在兩個面狀的或板形的構件(2、2’)之間設置有薄膜(4)，所述兩個構件中的至少第一構件(2)構造成平玻璃板，或者在兩個薄膜(5、5，)之間設置有板形或薄膜形的構件(6)，其中，所述構件(2、2’ )以及嵌入在其間的薄膜(4)或者包括兩個薄膜(5、5，)和構件(6)的疊合體通過層壓或真空封裝相互連接，其特征在于:在組裝模塊之前，使薄膜側的表面(3)經受表面處理，或者如果兩個構件(2、2’ )構造成平玻璃板，則必要時使兩個薄膜側的表面(3、3’ )也經受表面處理，其中，所述表面處理包括下列的方法步驟: ?清潔由玻璃制成的物體、優(yōu)選平玻璃板、特別是由鈉-鈣玻璃制成的平玻璃板； ?在物體上將鉀-水玻璃的含水溶液通過如下方式涂覆成一個無間斷的層，即，對物體用鉀-水玻璃的含水溶液加以噴灑； ?讓涂覆在由玻璃制成的物體上的層干燥，其中，鉀-水玻璃與物體的表面發(fā)生反應； ?將未結合的鉀用水從所涂覆的層清洗掉；以及 ?將物體加熱以用于進行熱處理，并且重將物體驟冷到室溫以用于進行熱淬火。
27.按權利要求20至 26中任一項所述的方法，其特征在于:在組裝模塊之前所進行的表面處理利用鉀-水玻璃進行。
28.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:在組裝模塊之前對表面(3)進行處理時使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種色素、特別是無機色素。
29.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:在組裝模塊之前對表面(3)進行處理時如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種熒光性的物質。
30.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:在組裝模塊之前對表面(3)進行處理時如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種使之有傳導性的物質。
31.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:針對在組裝模塊之前對表面(3’ )的處理使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種色素、特別是無機色素。
32.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:針對在組裝模塊之前對表面(3’ )的處理使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種熒光性的物質。
33.按權利要求20至27中任一項所述的方法，其特征在于:針對在組裝模塊之前對表面(3’ )的處理使用如下的溶液，所述溶液摻入有至少一種使之有傳導性的物質。
34.按權利要求20至33中任一項所述的方法，其特征在于:在所述方法中針對在組裝模塊之前對后蓋部的表面(3’ )的處理使用如下溶液，在所述溶液中摻入有色素，所述色素給后蓋板提聞反射能力。
35.按權利要求20至34中任一項所述的方法，其特征在于:所述前蓋板的光入射側的表面(7)配備有在可見光的波長范圍內減小的反射特性。
36.按權利要求20至35中任一項所述的方法，其特征在于:所述前蓋板的光入射側的表面(7)和/或朝向層壓薄膜的表面(3)配備有對紅外光提高的反射能力。
37.按權利要求20至36中任一項所述的方法，其特征在于:所述薄膜(4)由有機硅基的塑料制成，或 者必要時兩個薄膜(5，5’ )都由有機硅基的塑料制成。
【文檔編號】B32B33/00GK104023980SQ201280053222
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權日:2011年9月22日
【發(fā)明者】V·佩特羅瓦-科奇, A·馬德爾, M·揚德爾, R·博蘭德 申請人:李賽克奧地利有限公司