|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2287207
МОДУЛЬ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Имя изобретателя: Персиц Ирина Самуиловна (RU); Персиц Владимир Григорьевич (RU)
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Пента-91" (ОАО "Пента-91") (RU)
Адрес для переписки: 109044, Москва, ул. 1-я Дубровская, 1, корп.1, ООО "Пента-91"
Дата начала действия патента: 2005.06.03
Изобретение относится к устройствам автономных источников электропитания, использующих энергию солнца. Сущность: в фотоэлектрическом модуле, состоящем по крайней мере из одного фотоэлемента, размещенного между слоями полимерного заполнителя, нижний слой которого прилегает к подложке, в качестве заполнителя использована пленка из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана и ди- или полифункционального изоцианата. Верхний слой полимерного заполнителя может выполнять функцию защитного покрытия. Технический результат изобретения: повышение свето-, термо- и морозостойкости фотоэлектрического модуля с увеличением стабильности его выходных электрических параметров при длительной эксплуатации в более широком интервале температур.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к устройствам автономных источников электропитания, использующих энергию солнца, в частности к фотоэлектрическим модулям.
Известны конструкции фотоэлектрических модулей, в которых в качестве материала - заполнителя, соединяющего поверхность фотопреобразователей с лицевым и тыльным защитными покрытиями, применяются эластомеры холодного отверждения на основе низкомолекулярных силоксановых каучуков (пат. США №417507, 1979 г., МПК F 24 J 31/02). Существенным недостатком применения таких материалов является длительность процесса формирования модуля и низкая адгезия холодного вулканизата к элементам конструкции.
Более технологичными являются конструкции с применением термопластичных полимеров, например пленок из высокопластифицированного поливинилбутираля (пат. США №3957337, 1976 г., МПК F 04 В 17/00). Однако под действием света пленка поливинилбутираля существенно желтеет, причем этот процесс катализируется ионами металлов, мигрирующими с элементов контактной системы фотопреобразователей.
Наиболее широко распространенными в настоящее время являются конструкции фотоэлектрических модулей, в которых в качестве заполнителя используют пленку на основе сополимера этилена с винилацетатом при содержании винилацетата 28-33 мас.% (патенты США №№6667434, 2004 г., МПК H 01 L 31/18; 6660556, 2003 г, МПК H 01 L 31/18).
Известен патент США на изобретение №4499658, 1983 г., МКИ H 01 L 31/18, в котором в качестве заполнителя применяют пленку, изготовленную на основе сополимера этилена с винилацетатом, содержащую перекисный инициатор поперечной сшивки, кремнийорганический праймер для улучшения адгезии, а и стабилизирующую систему, включающую УФ-абсорбер, свето- и термостабилизатор (антиоксидант). Этот материал способен к образованию поперечно-сшитой структуры в процессе формирования фотоэлектрического модуля с обеспечением теплостойкости конструкции до 90°С.
Существенным недостатком заполнителей такого типа, обусловленным его составом, является повышенное газовыделение в процессе формирования модуля за счет активного разложения сшивающего агента перекисного типа. Это, в свою очередь, требует усложнения как конструкции самого устройства в части применения дополнительных дренажных материалов (например, нетканых материалов на основе стеклянных волокон), так и усложнения технологического режима производства ("Encapsulants for solar cells", www.etimex.de). Кроме того, присутствие свободно-радикальных продуктов распада перекиси провоцирует непродуктивный расход стабилизаторов (в частности, термостабилизатора), а и образование УФ-возбудимых хромофорных групп, приводящих к потемнению полимерного слоя в процессе эксплуатации модуля (Encapsulation of PV modules using ethylene vinyl acetate copolymer as a pottant: A critical review, A.W.Czanderna, F.J.Pem, Solar Energy Materials and Solar Cells, 43, 1996, 101-181).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является модуль фотоэлектрический, защищенный патентом РФ №2069920, 1996 г., МПК Н 01 L 31/04, в котором в качестве материала-заполнителя используют пленку на основе сополимера этилена с винилацетатом с заранее сформированной трехмерной структурой и содержанием гель-фракции 10-50 мас.% (до 65 мас.% при испытаниях по методике NREL, в которой используется тетрагидрофуран в качестве растворителя). Применение указанного изобретения позволяет снизить газовыделение в процессе формирования модуля и повысить его стойкость к расслаиванию в процессе эксплуатации.
Существенный недостаток конструкции модуля-прототипа, и как и других аналогов, - нестабильность оптических характеристик материала-заполнителя, что приводит к снижению выходной мощности модуля в процессе длительной эксплуатации, а и ограниченный диапазон рабочих температур (минус 40°С - плюс 90°С).
Задача предлагаемого изобретения- повышение свето-, термо- и морозостойкости фотоэлектрического модуля с увеличением стабильности его выходных электрических параметров при длительной эксплуатации в более широком интервале температур.
Вышеуказанный результат достигается тем, что предложена конструкция фотоэлектрического модуля, в которой в качестве материала-заполнителя использована пленка, изготовленная из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана с ди- или полифункциональным изоцианатом. Силиконовый эластомер обладает высокой оптической прозрачностью в рабочем для фотопреобразователей диапазоне солнечного спектра (спектральный коэффициент светопропускания в видимой области не менее 90%) и не требует дополнительной поперечной сшивки и стабилизации. Образование "трехмерной" структуры сополимера происходит за счет микросегрегации жестких блоков, выполняющих функции "узлов" трехмерной структуры при охлаждении расплава.
Сочетание оптических, адгезионных и механических характеристик термопластичного силиконового эластомера с высокой абразивостойкостью и низкими значениями поверхностной энергии позволяет в ряде случаев применять этот блоксополимер не только как заполнитель в фотоэлектрическом модуле, но и в качестве защитного материала (без дополнительного наружного покрытия).
Сущность предлагаемого изобретения поясняется на фиг.1 и 2. Фотоэлектрический модуль состоит из одного или более фотоэлементов 1, размещенных между верхним и нижним слоями заполнителя из термопластичного силиконового эластомера, полученного на основе альфа, омега-аминосилоксана и диизоцианата 2. Нижний слой эластомера заполняет пространство между тыльной поверхностью фотоэлементов и подложкой 3. Верхний слой силиконового эластомера прилегает к лицевому защитному покрытию 4 фиг.1, либо сам выполняет его функцию (фиг.2).
 |  |
ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Пример 1. Фотоэлектрический модуль содержит скоммутированные фотоэлементы, подложку (тыльное защитное покрытие) из фторсодержащего полимера, лицевое защитное покрытие из стекла или оптически прозрачного полимера и слои пленки из силиконового эластомера на основе альфа, омега-аминосилоксана с длиной силоксановой цепи 50 звеньев и 1,3-диизоцианатометилциклогексана. Температурный диапазон эксплуатации модуля, выполненного по п.1, минус 60 - плюс 110°С.
Пример 2. Фотоэлектрический модуль состоит из скомммутированных фотоэлементов, тыльного покрытия (подложки) из полиэтилентерефталата и слоев силиконовой эластомерной пленки на основе блоксополимера альфа, омега-аминосилоксана с длиной силоксановой цепи 40 звеньев и 4,4-метилен-бис-циклогексилдиизоцианата, верхний из которых является одновременно и лицевым защитным покрытием. Работоспособность модуля в этом случае обеспечивается в температурных пределах от минус 60 до плюс 120°С.
Таким образом, температурный диапазон длительной эксплуатации без снижения оптических параметров заполнителя в предлагаемой конструкции фотоэлектрического модуля расширяется на 40-50°С по сравнению с известными конструкциями (минус 40 плюс 90°С).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
- Модуль фотоэлектрический, содержащий не менее одного фотоэлемента, размещенного между слоями полимерного заполнителя, нижний слой которого прилегает к подложке, отличающийся тем, что в качестве заполнителя использована пленка, изготовленная из термопластичного силиконового эластомера - продукта блочной сополимеризации альфа, омега-аминосилоксана и ди- или полифункционального изоцианата, верхний слой которой выполняет функцию защитного покрытия.
- Модуль фотоэлектрический по п.1, отличающийся тем, что на верхний слой заполнителя нанесено дополнительное защитное покрытие.
Версия для печати
Дата публикации 16.12.2006гг
Created/Updated: 25.05.2018