Спосіб виготовлення фотоелектричного модуля

Спосіб виготовлення фотоелектричного модуля, який включає набір в формі шаруватої структури системи скомутованих між собою фотоелектри 3 В основу корисної моделі поставлене завдання створення способу виготовлення фотоелектричного модуля, в якому за рахунок нового бар’єрного шару і ізоляційного шару забезпечується висока герметичність модуля, міцність з'єднання тильного захисного покриття, спрощення конструкції з низькою вагою і підвищеним терміном служби, зниження витрат матеріалів і оптимізація технологічного циклу, що призводить до спрощення технології, збільшення продуктивності процесу і значному зниженню вартості модуля. Для вирішення поставленого завдання у способі виготовлення фотоелектричного модуля, який включає набір в формі шаруватої структури системи скомутованих між собою фотоелектричних перетворювачів, нанесення на неї з обох боків герметизувальних матеріалів, згідно з корисною моделлю на кожний скомутований фотоелектричний перетворювач наносять бар’єрний шар з аморфної полімерної плівки ПЕТФ темно-фіолетового кольору, потім на систему фотоелектричних перетворювачів наносять трьохшарову прозору плівку з послідовно розміщених шару прозорого аморфного ПЕТФ, шару поліетилену і шару етиленвінілацетату (ЕВА) з органоглиною. За даним способом виготовлення на Фіг.1 зображено фотоелектричний модуль, який складається з системи 1 фотоелектричних перетворювачів 1" і контактів 1', бар’єрного шару 2, ізолювального шару 3, як трьохшарова плівка, що складається з прозорого, аморфного ПЕТФ 3', шару поліетилену 3" і шару органоглини 3"'гл з етиленвінілацетатом 3IV (ЕВА). Органоглина застосована для поліпшення бар'єрних властивостей за рахунок створення звивистих ходів 5, які сповільнюють переміщення молекул газу через матрицю полімеру і не заважають проходженню світла. Потім такий модульний пакет подають для ламінування в термовакуумну установку, в якій його при вакуумі доводять до температури пластифікації ізолювального шару і витримують при температурі 72°С у плині 4хв., після чого витягають з установки і різко охолоджують. У результаті вакуумування з модульного пакета видаляється повітря та інші летучі компоненти, завдяки чому з'являється можливість одержати щільну шарувату структуру, що не містить включень газових пузирчиків. Спосіб виготовлення фотоелектричного модуля передбачає проведення передпочаткових технологічних операцій. Готування фотополімерної композиції. Процес проводять у реакторі, змішуючи вихідні речовини ЕВА з органоглиною у кількості 5% від маси при 30°С у плині 30хв. У функції ізолювальних шарів бажано застосовувати етиленвініацетатні (ЕВА) плівки, які мають низьку плинність під час термообробки і завдяки цьому можуть утворювати сітчасту структуру, перешкоджаючи в результаті прояву повзучості полімерів. Як органоглину в розплавленому стані ЕВА вводять багатошаровий силікат, такий як монтморилоніт, що органофільно модифікований за рахунок обміну міжшарового катіона Na+ на алкіл амонієвий катіон. 47602 4 Отриману композицію фільтрують через металокерамічний фільтр з розміром пор 10 мкм, дезаерують 5-6 годин. Цей розчин можна зберігати при 15-25°С протягом 6 місяців. Плівку ПЕТФ знежирюють ацетоном і метилетилкетоном для одержання максимальної міцності склеювання поверхні ПЕТФ. Обробку проводили до 90 хвилин при 20°С у розчині, мас. ч.: біхромат натрію - 5, вода - 8, сіркова кислота (93%, щільність 1.84) - 100. На верхній контакт фотоелектричного перетворювача і тильну його сторону наносять плівку (бар’єрний шар) з одношарової аморфної полімерної плівки ПЕТФ, що було окрашено у темнофіолетовий колір для кращого поглинання сонячного випромінення. Після нанесення темнофіолетової плівки фотоелектричні перетворювачі складають у групу (систему) з 9 фотоперетворювачів, що зображено на Фіг.2, які є фотоелектричним модулем і розміщають між двома шарами трьохшарової шаруватої прозорої плівки, яка складається з ПЕТФ, поліетилену і шаром ЕВА з наповнювачем з органоглини (ізолювальний шар). Було вироблено лабораторний зразок фотоелектричного модуля, що складався з 1 гнучкого гібридного тонкоплівкового гетерогенного фотоелектричного перетворювача, який складався з плівки орієнтованого кристалічного ПЕТФ, як підкладка з наноструктурою контактного шару, на одній стороні якого виконано металевий контакт з міді, поверх міді - активний шар фталоціаніну міді з активним шаром фулеренів (С60) - прозорий верхній електрод, як верхній електрод - прозора плівка з оксидуцинку, легованого алюмінієм з концентрацією 0,95*10-20 - 1*10-20см-3. Також було зроблено схожий фотоелектричний модуль без додавання органоглини. Обидва модулі були опробовані за наступними критеріями: несумісність з матеріалами контакту фотоелектричного перетворювача, герметичність, світлопроникність. Оцінка по несумісності з матеріалами контакту фотоелектричного перетворювача виявила, що темно-фіолетовий ПЕТФ має низькі показники сорбції обох фотоелектричних модулів. Сорбція в розмірності (в %) і (у мг/см2) для води і водяних розчинів не перевищує відповідно 0,49 і 0,60; для пари води - 0,33 і 0,34. Близькі значення показників свідчать про поверхневу сорбцію, тобто адсорбцію. Для практичних цілей сорбцією матеріалами контакту фотоелектричного перетворювача матеріалом плівки (ПЕТФ) можна зневажити. Одним з показників оцінки хімічної несумісності матеріалу контакту фотоелектричного перетворювача із ізолювальним і бар’єрним шаром є коефіцієнт проникності рідких і твердих летучих речовин і хімікатів через матеріал плівок при відсутності в ній механічних отворів і видимих пор або, інакше кажучи, коефіцієнт герметичності. Коефіцієнт проникності використовують для розрахунку конструктивних параметрів плівки, що забезпечують заданий строк придатності фотоелектричних перетворювачів при відомих умовах зберігання і експлуатації. 5 сті 47602 В табл. 1 показані деякі коефіцієнти проникноречовин через плівки ізолювального і 6 бар’єрного шарів і розрахункова зберігаємість їхньої маси у пакеті з ємністю 50мл. Таблиця 1 Коефіцієнти проникності рідких і летючих речовин через ізолювальний і бар’єрний шари і розрахункова зберігаємість їхньої маси у пакеті з ємністю 50мл Речовина Вода Пара води Коефіцієнт проникно- Коефіцієнт проникності при 20°С без до- сті при наявності ордавання органоглини, ганолини (5%) при г*мм/см2*добу 20°С, г*мм/см2*добу -5 1,95*10 1,55*10-9 -5 1,10*10 0,75*10-9 За критерієм світлопрозорості обидва фотоелектричні модулі співпадають за значеннями. Натуральний ПЕТФ прозорий як безбарвне скло марки НС (табл. 2), вважається помірковано світлозахисним стосовно ультрафіолетового і фіолетового спектра, тому було застосовано для перешкоджання деградації і старіння Очікувана зміна маси речовини (в %, без додавання органоглини) через 3 місяці 0,218 0,123 1 рік 0,870 0,491 2 роки 1,740 0,990 напівпровідникових речовин фотоелектричного перетворювача. Плівка з ПЕТФ, пофарбованого темно-фіолетовим органічним барвником, має помітну світлопроникність, у тому числі в активній зелено-жовтогарячій частині спектра, тому її було застосовано для більшої світлопрозорості. Таблиця 2 Світлопрозорість матеріалу ПЕТФ 315 31,2 7,9 101,0 Світлопрозорість матеріалу ПЕТФ абсолютна (контроль - повітря), % Спектр, нм 364 400 440 490 540 590 670 Безколірний ПЕТФ (натуральний) 70,0 82,8 83,7 85,4 85,6 74,0 72,8 Темно-фіолетовий ПЕТФ 22,0 7,7 3,7 11,0 20,0 31,8 50,2 Світлопрозорість матеріалу ПЕТФ натурального відносна, % (контроль - плівка з безкольорового скла НС дротового) 100 105,2 107,7 108,1 107,8 113,5 113 Зразки фотоелектричних модулів були досліджені за критерієм термопровідності. Результати досліджених структур були представлені на Фіг.3, де зображено графік швидкості виділення тепла щодо часу, що обмірювані із застосуванням конічного калориметра: а) неопрацьована матриця ЕВА; с) матриця ЕВА з 5% по масі органоглини. Результати показують, що швидкість виділення тепла менша у неопрацьованій матриці ніж при наявності органоглини, з чого можливо зробити висновок, що органоглина термостабільна і затримує виділення тепла назовні. Таким чином, трьохшарова плівка, що складається з прозорого, аморфного ПЕТФ, шару поліетилену і шару етиленвінілацетату (ЕВА) з органоглиною і ПЕТФ темно-фіолетового кольору дозволяють одночасно оптимізувати показники світлопроникності у видимій області спектра, дося 750 73,8 86,9 116 гти непрозорості в ультрафіолетовій області спектра, забезпечити захист від проникнення водяної пари, покращити деформаційні характеристики фотоелектричного модуля за даним способом виготовлення фотоелектричного модуля. За даною корисною моделлю, фотоелектричні модулі, що виготовлені за даним способом призначені для перетворення енергії сонячного випромінювання на електроенергію. Можливість їхнього застосування різноманітні, починаючи від малогабаритних енергетичних установок для стояків екстреного виклику поліції, аварійних служб і так далі або для автомобілів із кузовом пристосованим для житла, енергетичних установок, умонтованих у дахи і фасади будинків, і закінчуючи великими енергетичнимиі сонячними електростанціями. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 47602 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601