Utilización de una película a base de polietileno en un módulo fotovoltaico.

Utilización en un módulo fotovoltaico de una película de una composición como backsheet o como encapsulante,

comprendiendo esta composición, con respecto a la masa total de la composición:

* de 1 a 99% de poliolefina A que tiene un porcentaje másico de etileno superior o igual a 80%, seleccionadode entre los homopolímeros de etileno y los copolímeros de etileno, y de otra alfaolefina;

* de 99 a 1% de una poliolefina B, diferente de A, que tiene una función X reactiva seleccionada de entre losanhídridos de ácido carboxílico y los epóxidos;

* una poliolefina C, diferente de A y B, que tiene una función Y capaz de reaccionar sobre la función X y queconsiste en un copolímero estadístico de etileno o de metacrilato de glicidilo.

Utilización de una película a base de polietileno en un módulo fotovoltaico.

Campo de la invención La invención tiene por objeto una película de una composición que comprende una mezcla de un polietileno seleccionado de entre los homopolímeros de etileno y los copolímeros de etileno con otra alfa-olefina y de una segunda poliolefina. La invención se refiere asimismo a su utilización en los módulos fotovoltaicos.

La invención se refiere asimismo al módulo fotovoltaico que comprende la película de esta composición.

Otro objeto de la invención es un procedimiento de fabricación de este módulo así como la utilización del módulo para la fabricación de electricidad.

El calentamiento climático, relacionado con los gases de efectos invernadero liberados por las energías fósiles, ha llevado al desarrollo de soluciones energéticas alternativas que no emiten gases de este tipo durante su funcionamiento, como por ejemplo los módulos fotovoltaicos. Un módulo fotovoltaico comprende una "pila fotovoltaica", siendo esta pila capaz de transformar la energía luminosa en electricidad.

Existen numerosos tipos de estructuras de paneles fotovoltaicos. En la figura 1, se ha representado una pila fotovoltaica clásica; esta pila fotovoltaica (10) comprende unas células (12) , conteniendo una célula un sensor fotovoltaico (14) , generalmente a base de silicio tratado con el fin de obtener unas propiedades fotoeléctricas, en contacto con unos colectores de electrones (16) colocados por encima (colectores superiores) y por debajo (colectores inferiores) del sensor fotovoltaico. Los colectores (16) superiores de una célula están unidos a los colectores (16) inferiores de otra célula (12) mediante unas barras conductoras (18) , constituidas generalmente por una aleación de metales. Todas estas células (12) están conectadas entre sí, en serie y/o en paralelo, para formar la pila fotovoltaica (10) . Cuando la pila fotovoltaica (10) está situada bajo una fuente luminosa, libera una corriente eléctrica continua, que puede ser recuperada en los bornes (19) de la pila (10) .

En referencia a la figura 2, el módulo fotovoltaico (20) comprende la pila fotovoltaica (10) de la figura 1 envuelta en un "encapsulante", estando éste compuesto por una parte superior (22) y por una parte inferior (23) . Una capa protectora superior (24) y una capa protectora en la parte posterior del módulo (conocida en inglés bajo el término de backsheet) (26) están dispuestas a uno y otro lado de la pila encapsulada.

El encapsulante (22) y (23) debe encajar perfectamente con la forma del espacio existente entre la pila fotovoltaica

(10) y las capas protectoras (24) y (36) con el fin de evitar la presencia de aire, lo cual limitaría el rendimiento del módulo fotovoltaico. El encapsulante (22) y (23) debe impedir asimismo el contacto de las células (12) con el agua u el oxígeno del aire, con el fin de limitar su corrosión. La parte superior (22) del encapsulante está comprendida entre la pila (10) y la capa protectora superior (24) . La parte inferior (23) del encapsulante está comprendida entre la pila

(10) y el backsheet (26) .

La protección contra los choques y la humedad de la pila fotovoltaica (10) está asegurada por la capa protectora superior (24) , generalmente de vidrio.

El backsheet (26) , por ejemplo una película multicapa a base de polímero fluorado y de tereftalato de polietileno, contribuye a la protección contra la humedad del módulo fotovoltaico (20) y al aislamiento eléctrico de las células (12) para evitar cualquier contacto con el entorno exterior.

Más recientemente, unos módulos fotovoltaicos de capas delgadas han sido desarrollados como se describe por ejemplo en la solicitud WO 99/04971. Se ha representado en la figura 3 una representación posible de este tipo de módulo. Esta variante de panel fotovoltaico (21) está compuesta por una capa delgada de un material semiconductor que constituye el sensor fotovoltaico (12) sobre la placa protectora (24) . En este caso, no hay ningún encapsulante entre el sensor y la capa protectora superior; el encapsulante está entonces constituido únicamente por una parte inferior (23) . Un backsheet (26) completa la estructura del panel fotovoltaico.

Estado de la técnica Para formar un módulo fotovoltaico, las diferentes capas (pila fotovoltaica, capa protectora superior, encapsulante, backsheet) deben adherirse a sus diferentes interfaces: en el caso inverso, unos gases o el agua se infiltran en el interior del módulo, lo cual disminuye el rendimiento del módulo y causa su envejecimiento prematuro.

Una solución posible es utilizar una capa de adhesivo o de ligante entre las diferentes capas. Se puede citar por ejemplo la solicitud WO 2004091901, que describe una estructura de backsheet para módulos fotovoltaicos, en la que un adhesivo a base de poliéster o de poliuretano está comprendido entre una capa de copolímero etileno - vinil acetato (EVA) y una capa de un polímero barrera, con el fin de permitir la adherencia de estas dos capas.

Otra solución es utilizar un encapsulante, del cual se describirán algunos ejemplos en la continuación del estado de la técnica de la presente descripción, debiendo este encapsulante presentar una adherencia con la capa protectora superior, el backsheet y la pila fotovoltaica.

En presencia de radiaciones solares, se crea un calentamiento en el interior del módulo fotovoltaico y se pueden alcanzar unas temperaturas de 70ºC (o más) . Las propiedades termomecánicas y en particular la resistencia a la deformación, del adhesivo, del ligante o del encapsulante deben ser por lo tanto conservadas a estas temperaturas para que éste no se deforme. La resistencia a la deformación es más particularmente importante en el caso del encapsulante: en efecto, en este caso de deformación, la pila puede entrar en contacto con el aire y/o las capas protectoras superior y/o inferior, lo cual conlleva una disminución del rendimiento del módulo fotovoltaico, incluso una degradación de la pila y del módulo fotovoltaico.

El encapsulante debe presentar un poder adhesivo después de la fabricación del panel fotovoltaico para evitar la deslaminación de las diferentes capas, tener una buena resistencia a la deformación a las temperaturas de utilización del panel fotovoltaico, presentar una buena resistencia eléctrica para evitar cualquier cortocircuito y tener una buena resistencia a la luz. Además, para no disminuir el rendimiento del módulo fotovoltaico, es necesario que la parte superior del encapsulante permita la transmisión de las ondas luminosas de la radiación solar hacia las células, es decir que sea transparente. Sin embargo, la parte inferior del encapsulante puede no ser transparente.

En lo referente a los encapsulantes en los módulos fotovoltaicos, la utilización de copolímero de etilen-vinil acetato (EVA) , descrita por ejemplo en la solicitud JP 19870174967, constituye la solución más extendida hoy en día. El EVA tiene una buena transparencia. Sin embargo, se degrada bajo la influencia de la radiación solar y de la temperatura; se observa entonces una liberación de ácido acético que corroe las células fotovoltaicas. Por otra parte, se observa asimismo un envejecimiento del encapsulante a lo largo del tiempo, que se materializa en particular por un amarillamiento importante, lo cual conduce a una disminución del rendimiento del módulo fotovoltaico.

Además, la resistencia a la deformación del EVA no es suficiente en las condiciones de utilización de los módulos fotovoltaicos. Por lo tanto, es necesario que este copolímero sea reticulado, frecuentemente por unos peróxidos; por lo tanto ya no es termoplástico.

Además, su adherencia con las capas protectoras no es satisfactoria y, por lo tanto, se deben añadir unos agentes de ayuda a la adherencia, denominados comúnmente "agentes de acoplamiento". Estos agentes son unos productos seleccionados generalmente de entre los silanos o los titanatos orgánicos.

La presencia importante de estos agentes de acoplamiento puede ser molesta para el procedimiento de fabricación de los módulos fotovoltaicos. En efecto, las diferentes capas del módulo están ensambladas generalmente por laminado y el ensamblaje de las diferentes capas que forman el módulo fotovoltaico se lleva a cabo generalmente por extracción al vacío. Esta extracción al vacío está asegurada por medio de una membrana de silicona que se pega contra el módulo fotovoltaico. Ahora bien, durante la puesta al vacío, los agentes de acoplamiento, que son volátiles, son aspirados y se depositan sobre la membrana. Ahora bien, la silicona se degrada en contacto con los agentes de acoplamiento; es... [Seguir leyendo]

1. Utilización en un módulo fotovoltaico de una película de una composición como backsheet o como encapsulante,

comprendiendo esta composición, con respecto a la masa total de la composición: 5

• de 1 a 99% de poliolefina A que tiene un porcentaje másico de etileno superior o igual a 80%, seleccionado de entre los homopolímeros de etileno y los copolímeros de etileno, y de otra alfaolefina;

• de 99 a 1% de una poliolefina B, diferente de A, que tiene una función X reactiva seleccionada de entre los 10 anhídridos de ácido carboxílico y los epóxidos;

• una poliolefina C, diferente de A y B, que tiene una función Y capaz de reaccionar sobre la función X y que consiste en un copolímero estadístico de etileno o de metacrilato de glicidilo.

2. Utilización según la reivindicación 1, caracterizada porque la otra alfaolefina del polietileno A se selecciona de entre el propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno o 1-deceno.

3. Utilización según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque comprende de 10 a 75% en masa de poliolefina A

con respecto al peso total de la composición. 20

4. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el polietileno A comprende un porcentaje másico superior o igual a 90% de etileno.

5. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la relación molar (función 25 X) / (función Y) está comprendida en el intervalo que va de 0, 3 a 4, 5.

6. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la poliolefina A y/o la poliolefina B y/o la poliolefina C comprende etileno.

7. Utilización según la reivindicación 6, caracterizada porque la poliolefina B que tiene la función X es un copolímero etileno- (met) acrilato de alquilo-anhídrido maleico.

8. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque comprende además por lo menos uno de los aditivos seleccionados de entre los agentes de acoplamiento, los agentes de reticulación, los absorbentes UV, 35 las cargas minerales, los plastificantes, las materias colorantes, los blanqueantes ópticos y los agentes ignífugos.

9. Módulo fotovoltaico que comprende una película utilizada según una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento de fabricación de un módulo según la reivindicación 9, que comprende: 40

• una etapa de fabricación de una película utilizada según una de las reivindicaciones 1 a 8;

• una etapa de ensamblaje de los diferentes constituyentes del módulo con dicha película fabricada como

encapsulante y/o backsheet; 45

• una etapa de cocción eventual bajo presión del módulo.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque: 50 • la etapa de fabricación de la película se lleva a cabo por extrusión a una temperatura que va de 115 a 140ºC;

• la etapa de cocción se realiza a una temperatura que va de 140 a 200ºC.

12. Utilización del módulo según la reivindicación 9 para la producción de electricidad.