ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИАМИДА В КАЧЕСТВЕ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ
USING POLYAMIDE AS SEALANT FOR PHOTOVOLTAIC MODULES

Настоящее изобретение относится к применению полиамида в качестве герметизирующего материала для фотоэлектрических модулей.
Фотоэлектрические модули применяют для производства электроэнергии. При этом одна из частей конструкции фотоэлектрических модулей содержит фотоэлементы, которые при воздействии на них солнечного света генерируют электрические заряды, каковые можно отвести в виде электрического тока. Такие фотоэлементы являются в зависимости от типа в различной степени чувствительными к механическому воздействию или к воздействию погодных условий. Герметизирующие материалы применяют для защиты вышеуказанных фотоэлементов от подобных воздействий. Подобные материалы могут содержать один или несколько слоев стекла и/или синтетических композитов.
В настоящее время композиты фторполимеров и сложного полиэфира (PET) применяют как стандартные для герметизирующих материалов. Слой фторполимера на внешней стороне обеспечивает устойчивость к воздействию погодных условий, внутренняя пленка PET обуславливает механическую устойчивость и электроизоляционные свойства, а другой слой фторполимера на внутренней стороне обеспечивает соединение с материалом, включенным в состав фотоэлементов.
При применении таких материалов было обнаружено, что адгезия к материалу для заполнения, например, этилвинилацетату (EVA), является низкой. Кроме того, необходимы относительно толстые композиты для получения желаемых электроизоляционных свойств. Это можно отнести, с одной стороны, к низкой электроизоляционной способности слоев фторполимера, а, с другой стороны, к свойствам адгезивных слоев, применяемых между такими пленками в качестве стандартных. Мельчайшие неровности или включения в адгезивных слоях приводят к тому, что точечным образом текут сильные токи. В качестве предупредительной меры этот процесс необходимо скомпенсировать большей толщиной пленки PET во внутреннем слое.
Настоящее изобретение направлено на то, чтобы устранить данную необходимость.
В данном изобретении описано применение полиамида в качестве герметизирующего материала при производстве фотоэлектрических модулей.
Применение полиамида успешно реализуют, используя его в виде пленки или композитной пленки, содержащей полиамид (PA). Кроме того, рассматривается успешное применение пластмассового композита, причем вышеуказанный композит включает материал-носитель, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилентерефталата (PET), полиэтиленнафтената (PEN) или сополимера этилена с тетрафторэтиленом (ETFE), и прилегающие с обеих сторон к материалу-носителю слои полиамида-12.
Применение полиамида обуславливает возможность достижения очень хорошей адгезии к материалу для заполнения, который, как описано выше, может представлять собой, например, EVA. В частности, используя одиночную полиамидную пленку такой же толщины, как и толщина композита, включающего слои фторполимера и PET, можно значительно улучшить электроизоляционные свойства. Сильные токи не могут течь точечным образом через дефекты или включения в таких адгезивных слоях.
Более того, можно разрабатывать полиамидные пленки, устойчивые к воздействию погодных условий и УФ-излучения, так, чтобы можно было достичь относящихся к этим свойствам значений величин, сравнимых с теми, которых достигают при применении фторполимеров. Также, используя пигментирование, можно подбирать различные цветовые комбинации. Кроме того, можно сохранить две производственные стадии, а именно, изготовление композита РЕТ/слой фторполимера и изготовление композита слой фторполимера/РЕТ/слой фторполимера.
Для фотоэлектрических модулей, в частности, при монтаже на крышах и встроенных в здания, можно применять специальные стандарты, относящиеся к огнеупорности. Подробные объяснения по этому вопросу можно найти в стандартах UL94 и UL790 лабораторий по технике безопасности в США Underwriter Laboratories. Более того, чтобы было возможно использовать преимущества полиамида при таких условиях по данному изобретению, необходимо изготавливать композит со слоем фторполимера в качестве внешнего, огнеупорного слоя. Специальные практические применения могут также неизбежно повлечь за собой дополнительное использование еще одной пленки между слоем фторполимера и пленкой РА, например, изготовленной из полиэтилентерефталата.
Дальнейшие варианты осуществления применения по данному изобретению раскрыты в формуле изобретения патента.
Данное изобретение объяснено подробно далее в данном документе со ссылкой на возможные варианты осуществления, см. Фиг.1-5, а также со ссылкой на возможный типичный вариант осуществления.
На Фиг.1 показано типичное строение фотоэлектрического модуля, который заключен в оболочку из материала 1, используемого по данному изобретению. Герметизирующий материал 1 включает в себя устойчивую к воздействию погодных условий пленку, которая в то же время выполняет функцию усилителя адгезии для материала для заполнения 2. Материал для заполнения 2 обеспечивает нежесткое соединение с фотоэлементами 3 и с материалом для заполнения 2'. Материал для заполнения 2', кроме того, создает нежесткое соединение с герметизирующим материалом 4.
На Фиг.2 изображено типичное строение фотоэлектрического модуля, который заключен в оболочку из материала 1, используемого по данному изобретению. В отличие от Фиг.1 в этой типичной конструкции герметизирующий материал 1 используют с обеих сторон фотоэлементов 3.
На Фиг.3 показано типичное строение фотоэлектрического модуля, который заключен в оболочку из материала 1, используемого по данному изобретению. Чтобы дополнительно удовлетворить более высоким требованиям в отношении огнеупорности, таким, которые предусмотрены, например, соответствующими стандартами UL94 и UL790, в качестве дополнительного слоя для герметизирующего материала 1 на сторону, обращенную от фотоэлементов 3, наносят слой фторполимера 5. В этой типичной конструкции слой фторполимера 5 и герметизирующий материал 4 составляют, таким образом, соответственно внешний слой фотоэлектрического модуля.
На Фиг.4 изображено применение по данному изобретению пластмассового композита 1, 1', содержащего слои 12 полиамида 12, которые помещают на обе стороны материала-носителя 13. Материал-носитель представляет собой полиэтилентерефталат или полиэтиленнафтенат, либо сополимер этилена с тетрафторэтиленом.
На Фиг.5 показано возможное ламинирующее устройство для изготовления нежесткого композита 6, изображенного на Фиг.3, из материалов 1 и 5. Герметизирующий материал 1, который выбирают согласно типичному варианту осуществления, покрывают адгезивом с помощью устройства для нанесения покрытия 7 и после прохождения через сушильный аппарат 10 адгезивно соединяют со слоем 5 фторполимера. Силу контакта между двумя пленками регулируют, изменяя давление между валками 11. В этом случае перед каждой производственной стадией материал 1 можно предварительно обрабатывать, используя физические среды 9.
Нежесткое соединение между герметизирующим материалом 1 и слоем 5 фторполимера также можно получить, используя совместную экструзию. В этом случае между материалами 1 и 5 можно также помещать слой усилителя адгезии и, таким образом, изготовлять трехслойный соэкструдат. Сам по себе герметизирующий материал 1 может представлять собой монослой или так же являться соэкструдатом, состоящим из нескольких слоев.
Перед использованием герметизирующего материала 1 по данному изобретению или также перед адгезивным соединением со слоем 5 фторполимера материал 1 можно предварительно обрабатывать, используя химические или физические среды. Такую предварительную обработку можно осуществлять с одной или также с обеих сторон герметизирующего материала 1.
Приведенный ниже типичный вариант осуществления воспроизводит возможные варианты выбора компонентов соответствующих слоев:
Герметизирующий материал 1 в виде пленки: полиамиды (РА) типа полиамид 6, полиамид 66, полиамид 7, полиамид 9, полиамид 10, полиамид 11, полиамид 12, полиамид 69, полиамид 6 10, полиамид 6 12, РА-6-3-Т, PA 6I, полифталамид (РРА) и другие возможные ароматические, частично ароматические и сополимерные полиамиды, включающие в себя эти типы.
Материал для заполнения 2, 2': этилвинилацетат (EVA), поливинилбутираль (PVB), иономеры, полиметилметакрилат (РММА), полиуретан, сложный полиэфир, термоплавкие или силиконовые эластомеры.
Герметизирующий материал 4: стекло
Слой 5 фторполимера в виде пленки: поливинилфторид (PVF), поливинилиденфторид (PVDF), этиленхлортрифторэтилен (ECTFE), полихлортрифторэтилен (PCTFE), этилентетрафторэтилен (ETFE), политетрафторэтилен (PTFE), тетрафторэтилен-гексафторпропилен-винилиденфторид (THV), сополимеризат тетрафторэтилен-перфторалкокси-простой виниловый эфир (PFA), перфтор-этилен-пропилен (FEP).
Слой 5 фторполимера в виде покрытия: фторполимер из группы селективно растворимых фторполимеров.
Фотоэлектрические модули, изготовленные из вышеупомянутых компонентов, чрезвычайно устойчивы при использовании вне помещений, что можно отнести, в числе прочего, к хорошей адгезии полиамида к материалу для заполнения.