太陽(yáng)能組件及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及包含第一層、布置在第一層上的太陽(yáng)能電池和布置在太陽(yáng)能電池上的第二層的太陽(yáng)能組件。第一和/或第二層包含纖維復(fù)合材料，其包含借助熱和借助電磁輻射交聯(lián)的優(yōu)選脂族聚氨酯聚合物（“雙-固化”體系）。該纖維復(fù)合材料的纖維的材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明。本發(fā)明還涉及這種類(lèi)型的太陽(yáng)能組件的用途及其制造方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能組件及其制造方法
[0001]本發(fā)明涉及包含第一層、布置在第一層上的太陽(yáng)能電池和布置在太陽(yáng)能電池上的第二層的太陽(yáng)能組件。本發(fā)明還涉及這種類(lèi)型的太陽(yáng)能組件的用途及其制造方法。
[0002]太陽(yáng)能組件通常包含由玻璃板、透明塑料層、單晶或多晶太陽(yáng)能電池和背面封裝材料制成的框架復(fù)合材料。
[0003]玻璃板充當(dāng)前蓋，用于抵御機(jī)械和風(fēng)化效應(yīng)。其必須具有極高的透明度以使可見(jiàn)光譜區(qū)中的吸收損失最小化并因此使效率損失最小化。常見(jiàn)方法使用對(duì)溫度變化具有高耐受性的單塊安全玻璃(ESG)的玻璃板。
[0004]將太陽(yáng)能電池嵌入透明塑料層中。主要使用EVA (乙基乙烯基乙酸酯)箔或硅橡膠。它們用于粘接整個(gè)復(fù)合組件。硅制太陽(yáng)能電池通過(guò)焊帶互相電連接。該復(fù)合材料的背面由耐候塑料復(fù)合箔(例如聚氯乙烯或聚酯)構(gòu)成。
[0005]太陽(yáng)能元件的制造主要從玻璃板開(kāi)始。將EVA箔施加到適當(dāng)清潔的玻璃上。將連接的太陽(yáng)能電池置于帶有EVA箔的板上。然后整個(gè)結(jié)構(gòu)用另一 EVA箔和背面箔覆蓋。在大約150°C下的層壓程序過(guò)程中，EVA箔熔化，流入焊接的太陽(yáng)能電池的間隙中并熱交聯(lián)。至此乳狀的EVA箔形成透明的三維交聯(lián)塑料層，其不再可熔化，且太陽(yáng)能電池現(xiàn)在已嵌在其中并牢固粘合到玻璃板和背面箔上。通過(guò)在真空中層壓，避免造成反射損失的氣泡形成。由復(fù)合箔構(gòu)成的組件背面保護(hù)太陽(yáng)能電池和包埋材料以防潮和防氧。水分和氧氣會(huì)造成金屬觸點(diǎn)的腐蝕和EVA包埋材料的化學(xué)降解。
[0006]太陽(yáng)能元件也可用于輕型構(gòu)造飛機(jī)領(lǐng)域。太陽(yáng)能層壓件是此處的一個(gè)實(shí)例并且是由透明阻隔箔和兩層硬化環(huán)氧化物預(yù)浸料坯制成的復(fù)合材料。在環(huán)氧化物預(yù)浸料坯之間存在封裝的結(jié)晶太陽(yáng)能電池。這種類(lèi)型的太陽(yáng)能層壓件的制造以提供阻隔箔開(kāi)始。將環(huán)氧化物預(yù)浸料坯的第一層放在所述箔上。然后放置焊接成串的太陽(yáng)能電池并電連接。在施加環(huán)氧化物預(yù)浸料坯的另一層和另一阻隔箔后，該堆疊體在溫度和減壓(除去包含的空氣)下硬化并永久粘合。
[0007]復(fù)合元件的構(gòu)造原則上還涉及纖維復(fù)合元件類(lèi)型，其中樹(shù)脂是UV固化的脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯。就此而言，EP 1081 179 A2公開(kāi)了箔型可光固化的樹(shù)脂配混物，其包含可光固化的樹(shù)脂配混物(i)，其作為基本組分，包含選自不飽和聚酯樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、乙烯基氨基甲酸酯樹(shù)脂和丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂的至少一種不飽和樹(shù)脂(A)、通過(guò)用波長(zhǎng)420納米或更高的光照射不會(huì)活化的光聚合引發(fā)劑(B)，和包含熱塑性樹(shù)脂粉末作為活性組分的增稠劑(C);和對(duì)波長(zhǎng)420納米或更低的光具有10%或更低的透射性的透明光吸收膜(ii);其中所述透明光吸收膜覆蓋所述可光固化的樹(shù)脂配混物。
[0008]WO 2000/23493 Al涉及基于優(yōu)選由異氰酸酯和包含羥基的(甲基)丙烯酸酯(具有至少0.5毫摩爾/克的反應(yīng)性雙鍵含量-可通過(guò)DSC法測(cè)定)制成的聚氨酯材料的工業(yè)模制品、消費(fèi)品和物品的制造方法，其中在第一工藝階段中制造所有起始組分的混合物并通過(guò)塑料技術(shù)中本身已知的方法，特別是通過(guò)澆鑄、壓制、輥軋或擠出，轉(zhuǎn)化成所需形式，同時(shí)或隨后施以非自由基引發(fā)的加聚反應(yīng)(氨基甲酸酯反應(yīng))以由此制造柔性、任選彈性預(yù)成形體(并可以不除去任何材料而變形)形式的聚氨酯材料。在第二工藝階段中，通過(guò)游離雙鍵的自由基聚合對(duì)該預(yù)成形體施以進(jìn)一步(優(yōu)選機(jī)械)成型和基本無(wú)排放的固化。此公開(kāi)還涉及通過(guò)所述方法制成的產(chǎn)品以及這些的許多不同的可能用途，任選直接在使用點(diǎn)，用于制造高強(qiáng)度模制品和復(fù)合元件，特別用于醫(yī)學(xué)(例如外科、整形外科、牙科)、技術(shù)(例如土木工程、建筑工業(yè)、機(jī)動(dòng)車(chē)制造、隔絕技術(shù)、測(cè)量技術(shù)和照明技術(shù))、家用、化妝品和美術(shù)領(lǐng)域。
[0009]WO 01/55240 Al涉及自由基后交聯(lián)聚合物的制造方法。在此處的第一階段中，一種或多種化合物(a)——它們是環(huán)氧化脂肪酸酯和/或環(huán)氧化甘油三酯與丙烯酸和/或甲基丙烯酸的反應(yīng)產(chǎn)物——通過(guò)與脂族和/或芳族異氰酸酯反應(yīng)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的聚氨酯(a*)，且所得聚氨酯(a*)隨后在第二階段中在至少一種自由基引發(fā)劑(b)存在下自由基后交聯(lián)。所得聚合物據(jù)說(shuō)是用于復(fù)合材料的優(yōu)異的基質(zhì)材料。
[0010]US 2004/0235977 Al公開(kāi)了用于修復(fù)復(fù)合材料的可UV固化的制劑，其包含丙烯酸低聚物、丙烯酸聚合物和光引發(fā)劑。該制劑可包含玻璃纖維。光引發(fā)劑可以是雙酰基氧化膦和α-羥基酮的組合。該制劑可以快速硬化，例如在大約20分鐘內(nèi)硬化。硬化制劑的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以高于150°C。
[0011]如上所述，用于制造太陽(yáng)能組件的層壓程序在減壓和在提高的溫度下使用環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸料坯。該復(fù)合預(yù)浸料坯的硬化需要許多小時(shí)并且是決定制造時(shí)間的工藝步驟。因此本發(fā)明的目的是開(kāi)發(fā)能夠明顯更快制造輕型構(gòu)造太陽(yáng)能層壓件的材料和方法。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)包含第一層、布置在第一層上的太陽(yáng)能電池和布置在太陽(yáng)能電池上的第二層的太陽(yáng)能組件實(shí)現(xiàn)所述目的，其中第一和/或第二層包含含有借助熱和借助電磁輻射交聯(lián)的聚氨酯聚合物的纖維復(fù)合材料且其中所述纖維復(fù)合材料的纖維的材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明。
[0013]第一和/或第 二層的纖維復(fù)合材料包含不僅借助熱，還借助電磁輻射交聯(lián)，即硬化的聚氨酯聚合物。電磁輻射優(yōu)選涉及波長(zhǎng)100納米至420納米的紫外線(xiàn)。就此而言也可以將該聚氨酯聚合物表征為所謂的“雙-固化”體系?！半p-固化”體系的優(yōu)點(diǎn)在于，與普通的環(huán)氧樹(shù)脂體系相比，獲得硬化樹(shù)脂所需的加工時(shí)間更短。該纖維復(fù)合材料的纖維可以呈紡織物、堆疊體、針織物或無(wú)紡織物形式。還可以存在個(gè)別的形式。但是，優(yōu)選的是纖維紡織物。各纖維的合適的直徑的實(shí)例是> I微米至< 100微米。例如，玻璃纖維可用作該纖維復(fù)合材料的纖維的材料。
[0014]此外，該纖維復(fù)合材料的纖維的材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明?？梢?jiàn)光區(qū)域中的透明性是指對(duì)波長(zhǎng)> 380納米至< 780納米的光的平均透射度> 80%。在所述波長(zhǎng)區(qū)域中的平均透射度優(yōu)選> 88%。就此而言，例如，玻璃纖維原則上在所述前提下合適，而碳纖維不合適。
[0015]該纖維復(fù)合材料的纖維的材料優(yōu)選還在紫外線(xiàn)區(qū)域中透明。這意味著對(duì)波長(zhǎng)>200納米至〈380納米的光的平均透射度> 80%。在所述波長(zhǎng)區(qū)域中的平均透射度優(yōu)選>88%。
[0016]可以用帶有光度計(jì)球的合適的光譜儀按照標(biāo)準(zhǔn)ASTM E 01348/IS0 13468/ASTM D1003 (燈類(lèi)型和觀察者D65 10° )測(cè)量透射度。
[0017]可用的太陽(yáng)能電池是市售單晶或多晶硅電池、薄層電池(例如非晶硅)、半導(dǎo)體電池(例如CdTe、Cl S、GaAs)、有機(jī)太陽(yáng)能電池或染料敏化的太陽(yáng)能電池(DSSC)等。[0018]在太陽(yáng)能組件的簡(jiǎn)單形式中，第一和第二層與太陽(yáng)能電池直接接觸。但是，該布置同樣可以在太陽(yáng)能電池與第一和/或第二層之間具有其它層，如保護(hù)層或阻隔層。這種類(lèi)型的其它層的實(shí)例是玻璃層或其它透明材料。還可以有其它層，例如保護(hù)層或阻隔層附著在第一和/或第二層的背向太陽(yáng)能電池的面上。形象地說(shuō)，該(硬化的)預(yù)浸料坯隨后替代了另外的包封材料。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在此是該復(fù)合材料的更好的機(jī)械性質(zhì)。相比于在彈性體(EVA)體系的情況，對(duì)玻璃或?qū)μ?yáng)能電池的熱膨脹差異更小。此外，該纖維結(jié)構(gòu)使電池在疊加過(guò)程中穩(wěn)定。這防止滑動(dòng)。
[0019]如果只有第一層或只有第二層包含纖維復(fù)合材料，這兩層中的另一層也可以是保護(hù)層或阻隔層。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明包括的另一情況中，在第一和第二層之間布置多個(gè)太陽(yáng)能電池。
[0021]下面描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。它們可以以任何所需方式互相組合，除非文中清楚地暗示相反的意思。
[0022]在該太陽(yáng)能組件的一個(gè)實(shí)施方案中，該聚氨酯聚合物是脂族聚氨酯聚合物。該脂族聚合物，優(yōu)選完全不含芳族單體，確保良好的透明性和耐光性。
[0023]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，由包含線(xiàn)性脂族聚酯多元醇、具有< 10 mgKOH/g的OH值(DIN 53240)的第一種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的混合物的反應(yīng)獲得該聚氨酯聚合物。優(yōu)選的線(xiàn)性聚酯多元醇是聚碳酸酯多元醇。
[0024]合適的線(xiàn)性脂族聚碳酸酯多元醇的實(shí)例是具有羥基的那些聚碳酸酯，優(yōu)選聚碳酸酯二醇，其數(shù)均分子量Mn為400至8000 g/mol，特別優(yōu)選600至3000 g/mol。這些可通過(guò)二氧化碳或碳酸衍生物，如碳酸二苯酯、碳酸二甲酯或光氣與多元醇，優(yōu)選二醇的反應(yīng)獲得。
[0025]這些二醇的實(shí)例是乙二醇、1，2_和1，3_丙二醇、1，3_和1，4_ 丁二醇、1，6_己二醇、1，8-辛二醇、新戊二醇、1，4-雙羥甲基環(huán)己烷、2-甲基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇、聚丁二醇、雙酚A和內(nèi)酯改性的上述類(lèi)型的二醇。
[0026]該二醇組分優(yōu)選包含40至100重量％的己二醇，優(yōu)選的是1，6-己二醇和/或己二醇衍生物。這些己二醇衍生物基于己二醇并在OH端基旁具有酯基團(tuán)或醚基團(tuán)。這些衍生物可通過(guò)己二醇與過(guò)量己內(nèi)酯的反應(yīng)或通過(guò)己二醇與本身醚化產(chǎn)生二-或三己二醇而獲得。
[0027]取代純聚碳酸酯二醇或除純聚碳酸酯二醇外，還可以使用聚醚聚碳酸酯二醇。具有羥基的聚碳酸酯優(yōu)選具有線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。
[0028]合適的含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的實(shí)例是由具有(甲基)丙烯酰基的醇和由二-或多異氰酸酯制成的化合物。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的制造方法原則上是已知的并例如描述在DE-A-1 644 798、DE-A-2 115 373或DE-A-2 737 406中。對(duì)于具有游離異氰酸酯基團(tuán)的本發(fā)明的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，二-或多異氰酸酯的NCO基團(tuán)與具有(甲基)丙烯?；拇嫉腛H基團(tuán)和任選具有酯基團(tuán)的二醇的OH基團(tuán)的摩爾比通常為1:0.2至1:0.8，優(yōu)選1:0.3至1:0.6。還可以使用不含游離NCO基團(tuán)的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與具有游離異氰酸酯基團(tuán)的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的混合物，只要所述混合物符合其單元中的NCO基團(tuán)與OH基團(tuán)的上述比率。[0029]具有(甲基)丙烯酰基的醇是指丙烯酸或甲基丙烯酸與多元醇的具有游離羥基的酯。這些特別涉及丙烯酸和甲基丙烯酸與二元醇的酯，例如2-羥乙基-、2-或3-羥丙基-或2-、3_或4-羥丁基-(甲基)丙烯酸酯或這種類(lèi)型的化合物的任何所需混合物。還可以使用具有(甲基)丙烯酰基的一元醇或基本由這種類(lèi)型的醇構(gòu)成的反應(yīng)產(chǎn)物，其通過(guò)用(甲基)丙烯酸酯化η元醇獲得，其中還可用的醇是不同醇的混合物，其中η是大于2至4，優(yōu)選3的整數(shù)或就統(tǒng)計(jì)平均值而言的非整數(shù)，且其中每摩爾所提到的醇使用的(甲基)丙烯酸的摩爾數(shù)為(η-0.6)至(η-2.2)，優(yōu)選(η_0.8)至(η_1.2)，特別優(yōu)選(η_1)。
[0030]所述化合物或產(chǎn)物混合物包括例如甘油、三羥甲基丙烷和/或季戊四醇、這種類(lèi)型的醇的低分子量烷氧基化產(chǎn)物，例如乙氧基化或丙氧基化三羥甲基丙烷，例如環(huán)氧乙烷在OH值為550 mg KOH/g的三羥甲基丙烷上的加合物，或至少這種類(lèi)型的三元醇與二元醇，例如乙二醇或丙二醇的任何所需混合物與(甲基)丙烯酸以所述摩爾比的反應(yīng)產(chǎn)物。這些化合物的分子量通常為116至1000 g/mol，優(yōu)選116至750 g/mol，特別優(yōu)選116至158 g/mol ο
[0031]還可以使用這些含有(甲基)丙烯?；囊辉寂cε -己內(nèi)酯的反應(yīng)產(chǎn)物。在此優(yōu)選的是(甲基)丙烯酸羥基烷基酯，如2-羥乙基-、2-或3-羥丙基-或2_、3-或4-羥丁基_(甲基)丙烯酸酯與ε -己內(nèi)酯的反應(yīng)產(chǎn)物。這些化合物的分子量通常為230至3000g/mol,優(yōu)選 230 至 1206 g/mol,特別優(yōu)選 344 至 572 g/mol。
[0032]優(yōu)選的二 -或多異氰酸酯是丁二異氰酸酯、己二異氰酸酯(HDI )、異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)、三甲基己二異氰酸酯(2，2，4-和/或2，4，4-三甲基己二異氰酸酯、二(異氰酸根合環(huán)己基)甲烷、異氰酸根合甲基-1，8-辛烷二異氰酸酯或具有氨基甲酸酯結(jié)構(gòu)、異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)、脲基甲酸酯結(jié)構(gòu)、縮二脲結(jié)構(gòu)、脲二酮結(jié)構(gòu)或亞氨基噁二嗪二酮結(jié)構(gòu)的這些的衍生物及其混合物。
[0033]優(yōu)選的是具有氨基甲酸酯基團(tuán)并具有基于二異氰酸酯和基于具有酯基團(tuán)的二醇的異氰脲酸酯結(jié)構(gòu)單元的多異氰酸酯，這些的制備例如描述在EP-A-336 205中。
[0034]可以借助合適的催化劑，如辛酸錫、二月桂酸二丁基錫或叔胺以本身已知的方式加速含異氰酸酯的成分與含醇的成分的加成反應(yīng)以產(chǎn)生氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
[0035]可以穩(wěn)定所得具有游離NCO基團(tuán)的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯以防止過(guò)早聚合，通常通過(guò)添加合適的抑制劑和抗氧化劑，如酚和氫醌和任選醌，如2，5-二叔丁基醌。在制造過(guò)程之中或之后所述抑制劑的添加量在每種情況中為0.001至0.3重量％。
[0036]類(lèi)似上述的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可以獲得具有≤10 mg KOH/g的OH值的合適的第一種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的實(shí)例，其中選擇反應(yīng)物的摩爾比以使最終產(chǎn)物中可與異氰酸酯反應(yīng)的基團(tuán)數(shù)最少化。這通過(guò)規(guī)定的OH值表示，其不僅包括OH基團(tuán)，還包括氨基等，并優(yōu)選為≤5 mg K0H/g，更優(yōu)選≤I mg KOH/g。例如在P.K.T.0ldring (Ed.), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations For Coatings, Inks& Paints, Vol.2, 1991, SITA Technology, London,第31-235頁(yè)中描述了這種類(lèi)型的粘合劑。
[0037]該線(xiàn)性脂族聚碳酸酯多元醇優(yōu)選是具有< 4%的羥基含量并具有> 450至<1000的當(dāng)量，更優(yōu)選具有> 450至< 550的當(dāng)量的聚碳酸酯聚酯多元醇。
[0038]第一種脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯更優(yōu)選包含脲基甲酸酯結(jié)構(gòu)。例如在EP 1645582或EP 2031003中描述了這種類(lèi)型的脲基甲酸酯-氨基甲酸酯丙烯酸酯的制造。優(yōu)選的是用單體二異氰酸酯制成的產(chǎn)物，非常特別優(yōu)選的是使用己二異氰酸酯(HDI)的那些。帶有羥基的合適的(甲基)丙烯酸酯包含上文已經(jīng)提到的那些。(甲基)丙烯酸羥基烷基酯和所述(甲基)丙烯酸羥基烷基酯與ε-己內(nèi)酯的反應(yīng)產(chǎn)物特別合適。
[0039]含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯還優(yōu)選包含占氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的其它成分量的> I重量％至< 65重量％的量的具有酯基團(tuán)并具有> 176 g/mol至< 2000 g/mol的平均分子量的二醇作為成分。具有酯基團(tuán)的二醇在此可以是具有(甲基)丙烯?；拇嫉某煞?、多異氰酸酯的成分或可以是另一成分。
[0040]優(yōu)選的原材料是1,6-己二異氰酸酯和具有176至2000 g/mol，優(yōu)選350至950 g/mol，特別優(yōu)選500至800 g/mol的平均分子量的聚酯二醇。這些包括本身已知的由二醇和二羧酸構(gòu)成的聚酯二醇。適用于制造該聚酯二醇的二醇的實(shí)例是二羥甲基環(huán)己烷、乙二醇、 1,2-和1，3-丙二醇、1，2_、1,3-和1,4-丁二醇和新戊二醇。優(yōu)選的是這與1，6-己二醇的混合物，特別優(yōu)選的是1，6-己二醇作為唯一的二醇組分。合適的二羧酸的實(shí)例是芳族二羧酸，如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸和對(duì)苯二甲酸，脂環(huán)族二羧酸，如六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸，以及它們的酐，和優(yōu)選使用的脂族二羧酸，例如琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸以及它們的酐。還可以使原材料的所述實(shí)例的任何所需混合物反應(yīng)，或使用反應(yīng)產(chǎn)物的任何所需混合物。但是，特別優(yōu)選使用由所述分子量范圍內(nèi)的ε-己內(nèi)酯制成的聚酯二醇，其已經(jīng)由ε -己內(nèi)酯和作為引物分子的上文舉例提到的類(lèi)型的二醇以本身已知的方式制成。在此優(yōu)選使用1，6_己二醇作為引物分子。
[0041]基于1，6-己二醇并具有極窄低聚物分布的ε -己內(nèi)酯二醇非常特別優(yōu)選作為組分，這可以使用三氟化硼醚合物或有機(jī)錫化合物作為聚合催化劑實(shí)現(xiàn)。這些非常特別優(yōu)選的酯二醇由多于50重量％的在460至802 g/mol的分子量范圍內(nèi)的分子構(gòu)成。
[0042]用于制造PU聚合物的液體混合物有利地包含光引發(fā)劑。任何市售光引發(fā)劑原則上合適，特別是α-羥基苯基酮。
[0043]用于制造聚合物的液體混合物的無(wú)NCO的組分任選包含粘合改進(jìn)劑。這些粘合改進(jìn)劑具有酸基，優(yōu)選的是具有羧基部分或具有磷酸部分的產(chǎn)物，特別優(yōu)選的是具有(甲基)丙烯?；汪然?甲基)丙烯酰基和磷酸基的產(chǎn)物。
[0044]也可以在氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的制造過(guò)程中作為另一成分加入具有酯基
團(tuán)的二醇。
[0045]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，聚氨酯聚合物的折光指數(shù)nD2°為纖維的材料的折光指數(shù)nD2°的> 95%至< 105%。所述折光指數(shù)優(yōu)選為纖維的材料的折光指數(shù)nD2°的>98%至≥102%，更優(yōu)選≤99%至≥101%，最優(yōu)選≤99.5%至≤100.5%。折光指數(shù)的這種適當(dāng)?shù)倪x擇可以降低或消除光入射在太陽(yáng)能組件上時(shí)聚合物與纖維之間的界面處的損失，由此可以改進(jìn)總體效率。
[0046]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，該纖維在第一和/或第二層的纖維復(fù)合材料中的存在比例為> 5體積％至< 70體積％。所述含量?jī)?yōu)選為> 20體積％至< 50體積％。
[0047]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，該纖維復(fù)合材料的纖維呈紡織物的形式。纖維的紡織物的每單位面積重量可以例如為≥15 g/m2至< 500 g/m2。
[0048]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，第一和第二層封住太陽(yáng)能電池。由此保護(hù)太陽(yáng)能電池免受機(jī)械和環(huán)境影響。
[0049]在該太陽(yáng)能組件的另一實(shí)施方案中，這還包含一個(gè)或多個(gè)阻隔層以減輕水和/或氧的滲透。合適的阻隔層尤其是聚氟乙烯箔和聚酯箔以及玻璃層。這些阻隔層可以保護(hù)太陽(yáng)能電池，特別是它們的觸點(diǎn)免受腐蝕。
[0050]本發(fā)明還涉及本發(fā)明的太陽(yáng)能組件用于制造飛機(jī)機(jī)翼、飛機(jī)螺旋槳和/或風(fēng)輪機(jī)葉片系統(tǒng)的用途。
[0051]本發(fā)明還提供本發(fā)明的太陽(yáng)能組件的制造方法，包括下列步驟:
(i)提供太陽(yáng)能電池；
(ii)提供第一預(yù)浸料坯和第二預(yù)浸料坯，其中第一和/或第二預(yù)浸料坯包含纖維，其材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明，且此外所述那個(gè)/那些預(yù)浸料坯包含在加熱和暴露在電磁輻射下后能夠形成交聯(lián)聚氨酯聚合物的反應(yīng)混合物；
(iii)加熱包含步驟(ii)中提到的反應(yīng)混合物的那個(gè)/那些預(yù)浸料坯；
(iv)將太陽(yáng)能電池布置在第一預(yù)浸料坯與第二預(yù)浸料坯之間；和
(v)使來(lái)自步驟(iii)的那個(gè)/那些預(yù)浸料坯暴露在電磁輻射下，以由該反應(yīng)混合物獲得交聯(lián)聚氨酯聚合物。
[0052]在方法中所用的各組分材料的細(xì)節(jié)已經(jīng)在太陽(yáng)能組件的相關(guān)部分中說(shuō)明。
[0053]本發(fā)明的方法可以例如使用兩個(gè)具有“雙-固化”聚氨酯體系(優(yōu)選相同體系)的預(yù)浸料坯進(jìn)行。
[0054]根據(jù)步驟(iii)，加熱預(yù)浸料坯。其背景在于意圖提高反應(yīng)混合物的粘度以獲得具有良好可加工性的半成品部件。該加熱可以例如在≥50°C至< 100°C的溫度進(jìn)行。加熱持續(xù)時(shí)間可以例如為≥5分鐘至≤2小時(shí)。可以任選添加用于NC0/0H反應(yīng)的催化劑以實(shí)現(xiàn)加熱時(shí)間的進(jìn)一步降低。
[0055]在步驟(iv)中，進(jìn)行太陽(yáng)能電池的層壓，其中使太陽(yáng)能電池與之前提供并處理的預(yù)浸料坯直接接觸，或也可以在太陽(yáng)能電池的一面上或兩面上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)中間層。
[0056]步驟(V)中用于聚合物最終交聯(lián)的電磁輻射暴露有利地借助例如在254至420納米的UV輻射進(jìn)行。
[0057]所得產(chǎn)物是太陽(yáng)能組件層壓件，其所需的制造時(shí)間明顯短于迄今使用的環(huán)氧樹(shù)脂基預(yù)浸料坯。
[0058]在步驟(V)中的最終交聯(lián)之前，如果需要，也可以施加真空以除去該層壓件中成問(wèn)題的空氣包夾。為此同樣可以施加超大氣壓。這可以例如借助壓力袋實(shí)現(xiàn)。壓力袋優(yōu)選設(shè)計(jì)成透明的以便使紫外線(xiàn)輻射透過(guò)。然后在施加超大氣壓的同時(shí)進(jìn)行預(yù)浸料坯的硬化。
[0059]在該方法的一個(gè)實(shí)施方案中，該聚氨酯聚合物是脂族聚氨酯聚合物。
[0060]在該方法的另一實(shí)施方案中，該反應(yīng)混合物包含線(xiàn)性脂族聚碳酸酯聚酯、第一種脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯和含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種氨基甲酸酯丙烯酸酯。為了避免信息(包括涉及優(yōu)選組分的信息)重復(fù)，參考太陽(yáng)能組件實(shí)施方案的內(nèi)容。
[0061]在該方法的另一實(shí)施方案中，纖維呈紡織物的形式。在此，為了避免重復(fù)，參考太陽(yáng)能組件實(shí)施方案的內(nèi)容。
[0062]下列實(shí)施例提供本發(fā)明的更詳細(xì)描述，但不限于此。
[0063]詞匯表:Desmophen? C 1100:具有 3.3 ± 0.3%羥基含量(DIN 53240/2)和大約 500 當(dāng)量的無(wú)溶劑的線(xiàn)性脂族聚碳酸酯聚酯多元醇
Desmolux? VP LS 2265:無(wú)反應(yīng)性稀釋劑、具有≤0.3% OH基團(tuán)含量、包含聚醚結(jié)構(gòu)的不飽和脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯
Desmolux? XP 2740:無(wú)反應(yīng)性稀釋劑、具有≤0.3% OH基團(tuán)含量、包含脲基甲酸酯結(jié)構(gòu)的不飽和脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯
Desmolux? XP 2683/1: 無(wú)反應(yīng)性稀釋劑、具有≤0.3% OH基團(tuán)含量、包含聚酯結(jié)構(gòu)的不飽和脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯
Desmolux? VP LS 2396:無(wú)反應(yīng)性稀釋劑、具有大約7.5% NCO基團(tuán)含量(DIN EN ISO
11909)的含有異氰酸酯基團(tuán)的氨基甲酸酯丙烯酸酯 Irgacure? 2959:光引發(fā)劑
Ebecryl? 168:增粘劑(甲基_/丙烯基化的酸衍生物)。
[0064]根據(jù)下表中規(guī)定的重量比例加工組分以提供“雙-固化”體系:
【權(quán)利要求】
1.包含第一層、布置在第一層上的太陽(yáng)能電池和布置在太陽(yáng)能電池上的第二層的太陽(yáng)能組件， 其特征在于 第一和/或第二層包含含有借助熱和借助電磁輻射交聯(lián)的聚氨酯聚合物的纖維復(fù)合材料且其中所述纖維復(fù)合材料的纖維的材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中所述聚氨酯聚合物是脂族聚氨酯聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中由包含線(xiàn)性脂族聚酯多元醇、具有<10 mgKOH/g的OH值的第一種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的混合物的反應(yīng)獲得所述聚氨酯聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的太陽(yáng)能組件，其中所述線(xiàn)性脂族聚碳酸酯多元醇是具有<4%的羥基含量和> 450至< 550的當(dāng)量的聚碳酸酯聚酯多元醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的太陽(yáng)能組件，其中第一種脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯包含脲基甲酸酯結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的太陽(yáng)能組件，其中含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種脂族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯包含占氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的其它成分量的> I重量％至< 65重量％的量的具有酯基團(tuán)并具有≥176 g/mol至< 2000 g/mol的平均分子量的二醇作為成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中所述聚氨酯聚合物的折光指數(shù)nD2°為纖維的材料的折光指數(shù)nD2°的≥95%至≤105%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中所述纖維在第一和/或第二層的纖維復(fù)合材料中的存在比例為> 5體積％至< 70體積％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中所述纖維復(fù)合材料的纖維呈紡織物的形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其中第一和第二層封住太陽(yáng)能電池。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能組件，其還包含一個(gè)或多個(gè)阻隔層以減輕水和/或氧的滲透。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的太陽(yáng)能組件用于制造飛機(jī)機(jī)翼、飛機(jī)螺旋槳和/或風(fēng)輪機(jī)葉片系統(tǒng)的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11的一項(xiàng)或多項(xiàng)的太陽(yáng)能組件的制造方法，包括下列步驟: (i)提供太陽(yáng)能電池； (ii)提供第一預(yù)浸料坯和第二預(yù)浸料坯，其中第一和/或第二預(yù)浸料坯包含纖維，其材料至少在可見(jiàn)光區(qū)域中透明，且此外所述那個(gè)/那些預(yù)浸料坯包含在加熱和暴露在電磁輻射下后能夠形成交聯(lián)聚氨酯聚合物的反應(yīng)混合物； (iii)加熱包含步驟(ii)中提到的反應(yīng)混合物的那個(gè)/那些預(yù)浸料坯； (iv)將太陽(yáng)能電池布置在第一預(yù)浸料坯與第二預(yù)浸料坯之間；和 (v)使來(lái)自步驟(iii)的那個(gè)/那些預(yù)浸料坯暴露在電磁輻射下，以由所述反應(yīng)混合物獲得交聯(lián)聚氨酯聚合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述聚氨酯聚合物是脂族聚氨酯聚合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述反應(yīng)混合物包含線(xiàn)性脂族聚碳酸酯聚酯、第一種脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯和含有異氰酸酯基團(tuán)的第二種氨基甲酸酯丙烯酸酯。
【文檔編號(hào)】C08G18/81GK103748127SQ201280041370
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月26日
【發(fā)明者】H.埃賓格, F.哈尼希, S.福格爾, N.尤瓦, W.菲舍爾, H.庫(kù)切夫斯基, E-U.賴(lài)斯納 申請(qǐng)人:拜耳知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司