Procedimiento para la fabricación de un módulo solar a través de laminación de un cuerpo de capas que está constituido por un primer soporte (T1),

sobre el que se aplica al menos una unidad de células solares (2) y un segundo soporte (T2) formado por al menos una lámina (F) intercalada, a base de polivinilacetal que contiene plastificante, caracterizado por calentamiento del cuerpo de capas en al menos un túnel caliente a una temperatura de 50 a 150ºC y prensado siguiente entre al menos una pareja de rodillos

Campo técnico

La invención se refiere a la fabricación de módulos solares de capa fina en el procedimiento compuesto de 5 laminación utilizando una lámina a base de polivinilbutiral (PVB).

Estado de la técnica

Los módulos solares de capa fina están constituidos, en general, por una capa de semiconductores fotosensibles (designada en adelante como unidad de células solares), que está aplicada sobre una placa la mayoría de las veces transparente, por ejemplo a través de evaporación, separación de fases de gases, pulverización catódica o separación en húmedo y que se proveen para la protección contra influencias externas con una cubierta, dado el caso, igualmente transparente. Las unidades de células solares se laminan con frecuencia entre una hoja de vidrio y una placa de cubierta, por ejemplo de vidrio, con la ayuda de un adhesivo opcional transparente. El adhesivo debe rodear totalmente las unidades de células solares, debe ser estable a luz UV y debe estar totalmente libre de burbujas después del proceso de laminación. Como adhesivo transparente se emplean con frecuencia resinas fundidas endurecibles o sistemas reticulables, a base de etileno vinil acetato (EVA), tal como se publica, por ejemplo, en los documentos DE 41 22 721 C1 o DE 41 28 766 A1. Estos sistemas adhesivos se pueden ajustar en el estado no endurecido de forma viscosa tan baja que cubren las unidades de células solares sin burbujas. Después de la adición de un endurecedor o agente reticulante se obtiene una capa adhesiva de alta resistencia mecánica. En tales módulos solares es un inconveniente su fabricación costosa; especialmente en elementos de fachada de superficie grande, la incrustación de las unidades de células solares en la resina fundida líquida y su endurecimiento controlado es un proceso difícil de controlar. Además, algunas resinas fundidas tienden después de algunos años a la formación de burbujas o bien a delaminación.

Una alternativa a los sistemas adhesivos que se endurecen es el empleo de láminas a base de polivinilbutiral (PVB). Aquí se cubren las unidades de células solares con una o varias láminas de PVB y éstas se conectan a presión elevada y a temperatura elevada con los materiales de cubierta deseados para formar un laminado. Se conocen procedimientos para la fabricación de módulos solares con la ayuda de láminas de PVB, por ejemplo, a través de los documentos DE 40 26 165 C2, DE 42 278 60 A1, DE 29 237 70 C2, DE 38 986 C2, DE 197 32 217, DE 40 26 165, US 6.160.215, WO 02/103809, US 6.660.556, US 2005/0115667 o US 4.321.418. En estas publicaciones, la lámina de PVB sirve para la incrustación de unidades de células solares cristalinas; no se describen sistemas de una capa para módulos solares de capa fina o bien los procedimientos de fabricación adecuados para ello.

La utilización de láminas de PVB en módulos solares como acristalamientos compuestos se publica, por ejemplo, en los documentos DE 20 302 045 U1, EP 1617487 A1, y DE 35 389 86 C2. Estas publicaciones se refieren igualmente al encapsulamiento de células solares entre dos láminas de PVB. En módulos solares de capa fina, las células solares están aplicadas directamente sobre un soporte como una hoja de vidrio o un soporte flexible de polímero o de metales. De acuerdo con la estructura en el soporte, no es posible un encapsulamiento de las células solares. Además, se pueden fabricar módulos solares de capa fina en tamaño discrecional y en grandes cantidades. Los procedimientos conocidos para la fabricación de módulos solares, que presentan células solares incrustadas entre láminas de PVB, no se pueden automatizar en una medida suficiente

40 para la fabricación de un compuesto con módulos solares de capa fina a escala industrial.

Además, los documentos DS 35 38 986 C2 y DE 42 27 860 publican la fabricación de módulos solares a través de un proceso de laminación a temperatura elevada y a presión elevada. No se describe la utilización de una pareja de rodillos para esta finalidad.

Se conoce a partir del documento US 2002/0038663 fabricar módulos de células solares por medio de un proceso

45 de laminación, utilizando células solares con formas redondeadas para la prevención de la penetración de las láminas adhesivas.

Problema

El problema de la presente invención es preparar un procedimiento para la fabricación de módulos solares de capa fina utilizando láminas intermedias termoplásticas, que posibilita una producción continua y/o automatizable.

50 Sorprendentemente se ha encontrado que un proceso de laminación con una pareja de rodillos es adecuado para la laminación también de células solares inestables mecánicamente.

Representación de la invención Por lo tanto, un objeto de la presente invención es un procedimiento para la fabricación de un módulo solar a través de laminación de un cuerpo de capas que está constituido por un primer soporte, sobre el que se aplica al menos una unidad de células solares y un segundo soporte formado por al menos una lámina intercalada, a base de polivinilacetal que contiene plastificante, a través de calentamiento del cuerpo de capas en al menos un túnel caliente y prensado siguiente a una temperatura de 50 a 150ºC, en particular de 60 a 150ºC entre al menos una pareja de rodillos.

Con preferencia, en las prensas se aplican presiones lineales de 0,5 N/mm a 100 N/mm, en particular de 10 N/mm a 50 N/mm. Por presión lineal se entiende la presión de prensado de una pareja de rodillos con relación a la anchura de la lámina. Para la prevención de destrucciones en las placas de cubierta se puede reducir en el canto delantero y en el canto trasero del cuerpo de capas (al comienzo y al final del laminado) la presión lineal hasta el peso propio de los rodillos superiores de prensado o a través de la elevación de los rodillos superiores de prensado hasta cero.

Adicionalmente, en puntos de interferencia en el cuerpo de capas, como por ejemplo contactos eléctricos o bandas de conductores puede ser necesario reducir la velocidad de transporte del cuerpo de capas a través de la prensa de rodillos, para conseguir una duración de actuación elevada de la presión lineal. De esta manera se consigue una ventilación y un encolado mejorados del punto de interferencia con el polivinilacetal.

La figura 1 muestra la estructura esquemática de una instalación adecuada con dos parejas de rodillos.

El procedimiento de acuerdo con la invención se realiza utilizando una o varias, con preferencia dos prensas, que están constituidas, respectivamente, por una pareja de rodillos de prensa. En este caso, el cuerpo de capas es prensado entre al menos una pareja de rodillos con la misma o diferente presión lineal y con la misma o diferente temperatura.

Se conocen instalaciones de este tipo para la fabricación de acristalamientos compuestos y disponen normalmente de al menos un túnel de calor para la elevación u homogeneización de la temperatura antes o bien después de la primera prensa en instalaciones con dos prensas. También es concebible el procesamiento en instalaciones que disponen de al menos un túnel de calor alojado a continuación de la última prensa para la elevación u homogeneización de la temperatura, o en instalaciones que están equipadas con más de dos prensas con túneles de calor antepuestos, respectivamente.

Las temperaturas mencionadas se refieren al menos a un cuerpo de capas delante de la última pareja de rodillos a recorrer. Opcionalmente es posible crear delante de la última pareja de rodillos otras parejas de rodillos con o sin zona de calor antepuesta, de manera que el cuerpo de capas puede presentar aquí las temperaturas mencionadas o también temperaturas más bajas que 50ºC o 60ºC.

En el procedimiento de acuerdo con la invención, los cuerpos de capas son calentados antes del prensado en túneles de calor, por ejemplo con radiación IR, radiación de microondas o por convección a temperaturas de50ºC ó 60ºC hasta 150ºC, respectivamente, con preferencia 70ºC u 80ºC a 100ºC, respectivamente. La temperatura de los compuestos se puede medir, por ejemplo, sin contacto a través de un pirómetro de radiación.

La lámina a base de polivinilacetal que contiene plastificante contiene con preferencia polivinilbutiral (PVB) no reticulado, que se obtiene a través de acetalización de alcohol de polivinilo con butilaldehído.

De la misma manera es posible el empleo de polivinilacetales reticulados, en particular... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar a través de laminación de un cuerpo de capas que está constituido por un primer soporte (T1), sobre el que se aplica al menos una unidad de células solares (2) y un segundo soporte (T2) formado por al menos una lámina (F) intercalada, a base de polivinilacetal que contiene plastificante, caracterizado por calentamiento del cuerpo de capas en al menos un túnel caliente a una temperatura de 50 a 150ºC y prensado siguiente entre al menos una pareja de rodillos.

2. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el prensado entre las parejas de rodillos se realiza a una presión lineal de 0,5 N/mm a 100 N/mm.

3. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2,

10 caracterizado porque el cuerpo de capas es prensado entre al menos dos parejas de rodillos con la misma o diferente presión lineal y con la misma o diferente temperatura.

4. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la lámina, a base de polivinilacetal que contiene plastificante presenta un valor de rugosidad Rz unilateral o bilateral entre 35 µm y 180 µm.

15 5. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la lámina a base de polivinilacetal que contiene plastificante presenta una estructura de rugosidad regular.

6. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque la lámina (F) a base de polivinilacetal que contiene plastificante presenta una estructura de 20 rugosidad irregular.

7. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el primero (T1) y/o el segundo soporte (T2) están constituidos de vidrio, plástico o sus compuestos, de un acristalamiento compuesto y/o de un acristalamiento aislante, con la salvedad de que al menos uno de los soportes (T1, T2) es transparente.

8. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo prensado se expone a una presión elevada o reducida y a una temperatura reducida.

9. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo prensado se expone a una presión reducida de 0,01 a 200 mbares y a una temperatura de 100 a 200ºC.

10. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo prensado se expone a una presión elevada de 7 a 15 bares y a una temperatura de 130 a 145ºC.