Elemento de construcción de capa fina resistente a la intemperie.

Elemento de construcción de capa fina con un enmarque, caracterizado porque está presente un espacio hueco(7) entre los lados estrechos del elemento de construcción de capa fina (1) y el enmarque(6) y un agente de secado(8) está dispuesto en el espacio hueco (7),

de manera que el enmarque (6) es un perfil de marco en forma de U, queestá aplicado lateralmente sobre los bordes del elemento de construcción de capa fina (1) y está fijado con unadhesivo laminado.

Elemento de construcción de capa fina resistente a la intemperie La presente invención se refiere a una estructura marginal para elementos de construcción de capa fina sensibles a la humedad, como por ejemplo módulos solares, pantallas planas o elementos de construcción basados en silicio, sellados por medio de vidrio o bien láminas impermeables a la humedad.

Para la ilustración de un campo de aplicación de la invención se explica a continuación en primer lugar a modo de ejemplo la estructura de módulos solares de capa fina de CIS. Estos módulos solares están constituidos esencialmente por tres componentes principales: un electrodo trasero de molibdeno de 0, 5 a 1 µm de espesor, una capa absorbente de calcopirita conductora-p de 1 a 3 µm de espesor y un electrodo frontal de ZnO conductor-n de 1 a 2 µm de espesor. Después de la separación de estas tres capas en toda a superficie sobre un sustrato (por ejemplo de cristal de ventana) , tiene lugar una subdivisión en tiras, para realizar una conexión en serie de tiras de células adyacentes. Después de la dotación de protege el paquete de capas de semiconductores conectadas completamente con una hoja de cristal frontal, que se lamina por medio de una lámina de plástico. A través del borde, es decir, en los lados estrechos del módulo solar de capa fina de CIS puede penetrar humedad, que reduce el rendimiento del módulo solar.

La configuración de un encapsulado resistente a la intemperie es, por lo tanto, extraordinariamente importante para la aplicación práctica de células solares, puesto que una reducción del rendimiento de las células solares en virtud de las influencias del medio ambiente conduce a menoscabos en la potencia máxima alcanzable o a una reducción de la duración de vida útil.

Se conoce a partir del documento EP 0 630 524 A1 (93 805 173.6) , que las células solares de capa fina de silicio amorfo con estructuras traseras de contacto de óxido de cinc dotado con aluminio sin capa de laca como cubierta de lado trasero poseen ya una resistencia muy buena a la humedad / calor, de manera que se propone prescindir totalmente de la laminación de una lámina de plástico trasera u hoja de cristal trasera así como de un sellado en el borde.

El documento US 4.633.032 A publica una célula solar con un sustrato de vidrio. Un agente de secado está dispuesto en el lado trasero y protege el espacio interior contra al humedad.

El documento US 5.022.930 A publica un módulo solar de capa fina con una cubierta para la protección contra influencias del medio ambiente. El espacio interior entre la cubierta y el electrodo frontal contiene un agente de secado para la reducción de la humedad.

Sin embargo, precisamente la penetración de humedad en el borde de un módulo solar de capa fina de CIS, pero también en otros módulos solares de capa fina y, muy en general, en elementos de construcción de capa finas representa un problema, cuya solución tiene, además, el máximo interés.

Por lo tanto, la invención se basa en el problema de conseguir en elementos de construcción de capa fina una elevación adicional de la resistencia a la intemperie y especialmente impedir la penetración de humedad.

Este problema se soluciona de acuerdo con la invención en los elementos de construcción de capa fina descritos en las reivindicaciones 1 y 5 de la patente. Las configuraciones ventajosas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.

La estructura marginal de acuerdo con la invención se puede utilizar universalmente para un encapsulado resistente a la intemperie de elementos de construcción de capa fina, por ejemplo pantallas planas. La estructura marginal de acuerdo con la invención es especialmente adecuada para módulos solares de capa fina, en particular módulos solares de capa fina de CIS.

Una ventaja especial consiste en que a través de la configuración de acuerdo con la invención de la estructura marginal se impide eficazmente la turbiedad del laminado (el llamado “fogging”) , cuando se utiliza por ejemplo EVA como adhesivo laminado. Este efecto, que es provocado por el ataque de la humedad en el adhesivo laminado y que repercute de manera desfavorable sobre el rendimiento, especialmente en módulos solares, no se ha podido impedir hasta ahora.

Otra ventaja de la estructura marginal de acuerdo con la invención consiste en que en el caso de empleo de módulos solares de capa fina, también se impide eficazmente la corrosión de las bandas de soldadura que conducen corriente en los módulos solares laminados.

Una idea central consiste en este caso en que en la presente invención se liga cuantitativamente la humedad antes de la difusión dentro del compuesto laminado a través de un agente de secado, que está dispuesto en el borde del elemento de construcción de capa fina.

A continuación se describe con exactitud la invención con la ayuda de ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas. En ellas:

La figura 1 muestra una forma de realización del encapsulado resistente a la intemperie de un módulo solar; y

Las figuras 2a y 2b muestran forma de realización de la estructura marginal de acuerdo con la invención.

La figura 1 muestra una forma de realización (que no forma parte de la invención) de la estructura marginal para el encapsulado resistente a la intemperie de un elemento de construcción de capa fina 1. El elemento de construcción de capa fina mostrado en la figura 1 es un módulo solar y está constituido por un sustrato de vidrio 2, sobre el que está configurado un paquete de semiconductores 2 foto activo. Sobre el lado de entrada de la luz , la estructura está configurada con un vidrio frontal transparente 4m que se encola sobre un adhesivo laminado 5, por ejemplo EVA. La estructura marginal está configurada en este ejemplo de realización utilizando una lámina adecuada, por ejemplo una lámina de Al-Tedlar, de manera que en el borde del módulo solar está formado un espacio hueco 7 en el que está dispuesto un agente de secado 8. A tal fin, el módulo solar 1 está encolado sobre una primera lámina utilizando un adhesivo laminado 5. Las dimensiones de la primera lámina 6a son algo mayores que las dimensiones del módulo solar 1, de manera que la primera lámina 6a sobresale por todos los lados. Una segunda lámina 6b en forma de tiras está encolada de la misma manera utilizando un adhesivo laminado 5 sobre las zonas sobresalientes de la primera lámina 6a. Un canto longitudinal de la segunda lámina 6b en forma de tiras termina enrasada con el canto de la primera lámina 6a; el otro canto longitudinal está encolado sobre una sección marginal superior del módulo solar 1, de nuevo utilizando un adhesivo laminado 5.

Como se deduce a partir de la figura 1, de esta manera resulta un espacio hueco de forma triangular entre los lados estrechos del módulo solar 1, la primera lámina 6a y la segunda lámina 6b. Este espacio hueco está relleno con un agente de secado 8. este agente de secado puede ser, por ejemplo, un gel de silicato o un tamiz molecular. El compuesto formado por la primera lámina y la segunda lámina 6a y 6b, respectivamente, forma un enmarque 6, que envuelve el módulo solar de capa fina 1 y el agente de secado 8 por todos los lados.

Si se expone el elemento de construcción de capa fina a la humedad, entonces el agente de secado absorberá o bien ligará esta humedad, de manera que la humedad no puede penetrar en el borde del elemento de construcción de capa fina. De esta manera se puede proteger el elemento de construcción de capa fina contra la acción elevada de la humedad.

Un módulo solar de capa fina con la estructura marginal cumple los requerimientos de diferentes procedimientos de ensayo, que han sido desarrollados para verificar las influencia de la intemperie. Un procedimiento, que debe verificar la resistencia a la intemperie de módulos solares, es el llamado “Ensayo de Vapor y Calor”. De acuerdo con la Norma IEC 1215 conocida, los módulos son expuestos en este caso, entre otras cosas, durante 1000 horas a una temperatura de 85ºC a 85 % de humedad relativa. Este ensayo climático se considera superado cuando la pérdida de rendimiento del módulo solar ensayado no excede del 5 %. Los módulos solares de capa fina con la estructura marginal superar sin problemas el “Ensayo de vapor y Calor”.

Las formas de realización de la invención se representan en las figuras 2a y 2b, En lugar de constituir el enmarque a partir de una lámina, se utiliza un marco con perfil en forma de U, cuya abierta en forma de U coincide aproximadamente con el espesor del elemento de construcción de capa fina. El perfil del marco en forma de U es... [Seguir leyendo]

1. Elemento de construcción de capa fina con un enmarque, caracterizado porque está presente un espacio hueco

(7) entre los lados estrechos del elemento de construcción de capa fina (1) y el enmarque (6) y un agente de secado

(8) está dispuesto en el espacio hueco (7) , de manera que el enmarque (6) es un perfil de marco en forma de U, que

está aplicado lateralmente sobre los bordes del elemento de construcción de capa fina (1) y está fijado con un adhesivo laminado.

2. Elemento de construcción de capa fina de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el perfil de marco en forma de U está configurado de forma rectangular o semirredonda.

3. Elemento de construcción de capa fina de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el agente de 10 secado (8) está constituido de gel de silicato o de tamiz molecular.

4. Elemento de construcción de capa fina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el agente de secado (8) está presente en forma de colada continua o en forma de barra.

5. Elemento de construcción de capa fina con un enmarque, caracterizado porque el enmarque (6) rodea los lados estrechos del elemento de construcción de capa fina (1) y el enmarque (6) es un perfil de marco en forma de U, que 15 está fabricado de un material de plástico, en el que está incrustado un agente de secado.

6. Elemento de construcción de capa fina de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el material de plástico es caucho de butilo.

7. Utilización del elemento de construcción de capa fina de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en un módulo solar de capa fina o en pantallas planas.