CN1041582C - 具有表面保护层的太阳电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明所提出的太阳电池模块包括：(a)一个光电件，(b)一个透明树脂填料层，(c)一个透明表面层，(d)一个加强件。透明树脂填料层和透明表面层依次配置在光电件的受光面上，而加强件配置在光电件的背面上。透明表面层是一个由诸如乙烯-四氟乙烯共聚物之类的具有高的氟含量的氟树脂可形成的高透明膜，其中含有散布的紫外线吸收剂，用来保护太阳电池模块，不受紫外线的不良影响。

Description

具有表面保护层的太阳电池模块
本发明涉及一种经改进的可靠的太阳电池模块。这种模块具有良好的耐气候和抗光损性能，能连续保持所要求的光电转换效率，即使在高温度、高温度的恶劣环境条件下长期反复使用，也不会降低性能。具体地说，本发明涉及一种改进型太阳电池模块，包括一个由一层填料树脂封住的光电件和一个覆盖在填料树脂层上的表面保护层，这个表面保护层由一种含紫外光吸收剂(以下称为UV吸收剂)的专用氟树脂构成，表面保护层与填料树脂层可靠粘接，牢固地封住了光电件。这种太阳电池模块尤其在光传输和耐气候上性能优越。此外，这种太阳电池模块具有很好的抗光损性，耐湿、耐热、耐磨，能连续保持所要求的光电转换效率，即使在高温度、高湿度的恶劣环境条件下长期反复使用，也不会降低性能。
近些年来，已经预测到由于大气层中的CO2增加所产生的所谓温室效应现象地球逐渐变热。因此，对能提供电能而不会使CO2累增的干净的发电装置的要求增加了。
为了满足这种要求，已经提出了各种太阳电池，这些太阳电池既能提供电能，又不会引起上述问题。可以预料，太阳电池将是一种很有前途的电源。
这种太阳电池有单晶硅太阳电池，多晶硅太阳电池，非晶硅太阳电池(包括微晶硅太阳电池)，铜铟硒化物太阳电池，以及化合物半导体太阳电池。在这些太阳电池中，研究得较多的是所谓薄膜型的晶体硅太阳电池、化合物半导体太阳电池和非晶硅太阳电池，因为这些薄膜型的太阳电池的半导体光敏层做成大面积和所需形状比较容易，因此可以以比较低的成本进行生产。
特别，薄膜型非晶太阳电池，具体地说，由一个金属基片、一个配置在该基片上的非晶硅半导体光敏层和一个配置在该半导体光敏层上的透明导电层组成的非晶硅太阳电池已经被鉴定为在常规太阳电池中最为优越的太阳电池，因为这种太阳电池的由非晶硅(下面简记为a-Si)构成的半导体光敏层可以做在比较低廉的基片上，容易做成大面积和所需形状，生产成本低。此外，这种太阳电池比较轻、耐振，适应性也好，可以设计成具有所需形状的太阳电池模块，用作产生电能的源。
如果非晶硅太阳电池的作为半导体光敏层的a-Si溥膜配置在一块作为基片的玻璃板上，则光通过基片这一侧投射，因此可以将这块玻璃板用作为一个保护件。然而，对于上述a-Si半导体光敏层配置在金属基片上的太阳电池来说，因为金属基片不透光，光要从与金属基片相对的那一侧投射，所以在投射光的这一侧必需配置一个适当的透明保护层来保护这个太阳电池。一般的做法是，用一层耐气候性好的透明含氟聚合物膜作为表面保护层，而用透明热塑树脂作为这透明含氟聚合物膜下的填料层。
实际上，含氟聚合物膜经常这样使用，因为它具有相当满意的耐气候性和防水性，用作表面保护层不易老化泛黄模糊而使透光率下降，减缓了太阳电池的光电转换效率因此下降的趋势。
至于作为与含氟聚合物膜配舍的填料层的热塑树脂，也是经常使用的，因为这种材料比较便宜，也适合用来保护太阳电池器件。
上面将结合附图4说明常用的太阳电池模块的情况。
图4为一种常见的太阳电池模块的示意性剖视图。在图4中，数字401标记的是一个光电件(或太阳电池)，402为作为填料层的透明热塑树脂，403为由含氟聚合物薄膜构成的透明的表面保护层，而404为一个绝缘件。
在这种太阳电池模块中，配置在光电件401后侧的填料层由与配置在光电件的受光照射这侧的相同的热塑树脂构成。
作为透明的表面保护层403的含氟聚合物薄膜的具体例子是ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜、PVF(聚氟乙烯)膜、PVDF(聚偏氟乙烯)膜之类的氟树脂膜。作为填料层402的透明热塑树脂的具体例子是EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、丁醛树脂等。
绝缘件404用来增强太阳电池模块，附加上适当的刚度。绝缘件404通常由一个诸如尼龙膜那样的有机膜，两边夹上TEDLAR(商标名)的铅箔等。
热塑树脂402用作光电件401和表面保护层403(即氟树脂膜)之间的粘结剂，也用作光电件和绝缘件404之间的粘结剂。此外，热塑树脂402还用作防止光电件受到外部损伤和遭到外部冲击的填料层。
然而，这种常见的太阳电池模块由于透明热塑树脂耐气候性不够而有一系列如下所述的问题。当太阳电池模块长期(如20年)连续暴露在户外日光中时，作为填料的热塑树脂由于连续受到紫外线照射很容易凝胶化，造成模糊，或者由于连续受到紫外线照射后化学结构中的共轭双链增加而容易泛黄。出现这种模糊或泛黄使作为填料的热塑树脂的透光率下降，从而降低了太阳电池模块的光电转换效率。作为填料的热塑树脂不仅耐气候性不好，而且就长期(例如20年以上)户外反复使用来说耐久性也不够。这些问题在太阳电池模块安装在屋顶或与屋顶联成一体、长期在户外恶劣的高温、高湿、大气环境中使用时更为突出。
因此，就填料采用EVA的太阳电池模块而言，众所周知如果这种太阳电池模块连续在温度为80℃或更高的环境下使用，填料就很容易显著泛黄。
此外，作为填料的透明热塑树脂的老化不仅产生上述的透光性下降的问题，而且还会产生橡胶弹性消失或／和粘结性降低的问题。如果填料在橡胶弹性上变差，则在光电件或／和电连接端由于环境温度突然变化而伸、缩时产生的应力或者在太阳电池模块受到外力而发生形变时产生的应力就可能不能充分地吸收掉，从而损坏光电件或在光电件和填料之间产生移动。此外，如果填料粘结性不好。则在填料和光电件之间或填料和表面保护层之间就可能容易发生移动。
然而，还没有研制出一种既有高的耐气候性又非常透明的、能满足作为太阳电池模块表面外敷层各种要求的所需有机材料。
本发明的五位发明者中的三位和另外一位先前提出过一种光电转换模块(即太阳电池模块)，这种光电转换模块包括一个由一层透明的树脂填料封住的光电件和一个配置在光电件受光面这侧的透明的表面保护层。透明的树脂填料层由一种含有重量百分比为20至40％的氟、已经与一种过氧化物交联的含氟聚合树脂(ⅰ)构成，而透明的表面保护层则由一种含有重量百分比为40至60％的氟的含氟聚合树脂(ⅱ)构成(见1993年8月31日提出的日本专利申请No．216048／1993和1994年8月1日提出的日本专利申请No．180 129／1994)。这种太阳电池模块(以下称为“前太阳电池模块)是为了消除作为常用的太阳电池中填料层的热塑树脂由于入射光作用而发生模糊或泛黄现象。出现模糊或泛黄使热塑树脂的透光率降低，从而使太阳电池模块的光电转换效率降低。
为了改善前太阳电池模块，本发明的发明者经过进一步深入研究发现这种前太阳电池模块还有一些问题必需解决。首先，作为填料层的含氟聚合树脂(ⅰ)与诸如EVA那样的聚烯烃系列热塑树脂(以下称为聚烯烃热塑树脂)相比粘着力较差。实际上，用含氟聚合树脂(ⅰ)作填料层在恶劣条件下(如在所谓压力锅试验的那种采用加压高温蒸汽的超加速湿度衰退试验时)粘着力特别是与光电件的粘着力就会下降。由于粘着力的下降，在太阳电池模块连续在恶劣的高湿度、环境温度迅速来回变化的环境条件下暴露在日光中的情况下，就容易引起填料层和光电件之间的移动，这将造成填料层和光电件之间出现间隙。
现在，这种太阳电池模块的光电件就象上述那样是由树脂材料封着的。因此，几乎不能使这种太阳电池模块完全摆脱湿气的入侵。所以，当湿气侵入太阳电池模块内部时，就容易积累在上述间隙内。这样积累的湿气与光电件的由象Ag那样的高导电金属构成的收集极接触，产生所谓迁移现象，使导电金属反复游离和沉淀，从而生长出一个独立的金属层。这样长成的金属层起着使光电件短路的作用。因此显著地降低了光电件的性能。为了使太阳电池模块具有高的可靠性，能在户外恶劣环境条件下正常工作，必需使填料层不仅不会模糊或泛黄，而且在压力锅试验中不会相对光电件移动。
在前太阳电池模式的一个实施例中，为了改善填料层的耐光性和防止填料层下其他构件受到紫外线的影响，作为填料层的含氟聚合树脂中加有一种UV吸收剂。然而，这种在填料层内的UV吸收剂在太阳电池模块长期连续暴露在户外日光中时容易逐渐挥发掉。此外，如果用作填料层的含氟聚合树脂的氟含量的重量百分比低于或等于40％，则在紫外线的连续照射下这种含氟聚合树脂也容逐渐老化。即使含有UV吸收剂，随着UV吸收剂的挥发，这种含氟聚合树脂仍要泛黄或模糊，而处在下层的其他构件仍不能避免受到紫外线的有害影响。
除了上述问题外，前太阳电池模块还有一个问题：含氟聚合树脂比在常用的太阳电池中用作填料层的诸如EVA那样的聚烯烃热塑树脂要贵得多，而且生产起来要用大量的含氟聚合树脂，因此成本一定很高。
考虑到前太阳电池模块中所存在的这些问题，本发明的发明者研究了用通常可廉价购得的具有较高粘着力的象EVA那样的聚烯烃热塑树脂作为填料层来得到高可靠的太阳电池模块的可能性。然而，这种聚烯烃热塑树脂，具体地说是EVA，在受到紫外线照射后容易老化，泛黄或模糊。为了解决这个问题，考虑到了在由聚烯烃热塑树脂(如EVA)构成的填料层与配置一个能防止紫外线通过的表面保护层。
为此，可以考虑用加有UV吸收剂的丙烯酸树脂膜或加有UV吸收剂的聚碳酸树脂膜作为表面保护层。然而，虽然就简单地保护由诸如EVA那样的聚烯烃热塑树脂构成的填料层不受紫外线的影响来说，这些树脂膜是有效的，但其中的任何一种树脂膜的耐气候性都不能令人满意，如果长期连续暴露在日光下，这些树脂膜都容易逐渐泛黄，失去透明性。因此，这些树脂膜都不适合用作太阳电池模块的表面保护层。
此外，可以考虑用一种由加有UV吸收剂的耐光氟树脂构成的膜作为表面保护层。作为这种膜有市售的加有UV吸收剂的PVF(聚氟乙烯)膜和加有UV吸收剂的PVDF(聚偏氟乙烯)膜。
然而，这些膜都是高结晶态的，透明性差。因此可以理解，用这些膜作为太阳电池模块的表面保护层都会使制成的太阳电池模块阻止光有效地射入太阳电池模块内部，因此光电转换效率较低。此外，在采用加有UV吸收剂的PVF膜的情况下，由于这种PVF膜的热形变温度相当低，因此当太阳电池模块在户外高温度环境条件下使用时，不仅要担心作为太阳电池模块表面保护层的PVF膜会发生形变，产生机械应力，还要担心PVF膜和其下层的填料层之间会发生移动。
现在，制备这种加有UV吸收剂的耐光氟树脂膜的过程是：将混合后的耐光氟树脂和给定UV吸收剂加热到使氟树脂融化的温度，再将融化物模压成型。
在这种情况下，由于市售氟树脂的融点大都高于200℃，而UV吸收剂在使所用的氟树脂融化那么高的温度下很容易分解或挥发掉，因此很难得到具有所要求的吸收紫外线功能的氟树脂膜。
近来，还没有提供一种具有所需的阻挡紫外线功能、可用作太阳电池模块表面保护层的氟树脂膜。当然，这就是为什么至今尚没有提供具有由这种氟树脂膜构成的表面保护层的太阳电池模块的关键原因。
本发明的发明者为了能用耐气候、耐热和抗污染均好并且十分透明的氟含量高的氟树脂作为太阳电池模块的表面保护层，作了一系列深入的研究。本发明的发明者用高氟含量氟树脂(ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PCTFE(聚(氯三氟乙烯共聚物))、ECTFE(乙烯-氯三氟乙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、或FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物))的膜通过常规的染色处理或热扩散处理将给定的UV吸收剂加入进去后制备成了一种试样膜。利用得到的试样膜制备了一种太阳电池模块，它包括一个由聚烯烃热塑树脂的填料层封住的光电件和一个配置在填料层上、由这种氟树脂试样膜构成的表面保护层。对所得到的这种太阳电池模块从各个角度进行了考察，结果如下：在光电件和填料层之间以及在填料层和表面保护层之间都保证有足够的粘着力；即使在户外长期反复使用，光电件仍保持在合乎要求的状态，性能没有降低，而且填料层和表面保护层都没有受到紫外线的不良影响；这种太阳电池模块的耐气候、耐湿、耐热、耐磨性能很好；以及这种太阳电池模块即使长期在恶劣的高温、高湿的环境条件下反复使用一直能保持合乎要求的光电转换效率，没有降低。本发明就是根据这些结果作出的。
本发明的主要目的是提出一种高可靠的太阳电池模块。这种模块具有一个经改进的表面保护层，这个表面保护层由一内含散布UV吸收剂的专用氟树脂膜构成，即使长期暴露在日光下也不容易老化，从而允许光有效地透入内部，使得光电件有效地保持合乎要求的光电转换效率。
本发明的另一个目的是提出一种高可靠的太阳电池模块，这种模块具有一个经改进的表面保护层，它配置在一个封住光电件的由聚烯烃热塑树脂构成填料层上，这个表面保护层由一个内含散布UV吸收剂的专用氟树脂膜构成，即使长期连续暴露在日光下也能有效地防止聚烯烃热塑树脂填料层受到紫外线作用而泛黄或模糊，从而允许光有效地射入光电件，获得合乎要求的光电转换效率。
本发明的第三个目的是提出一种高可靠的太阳电池模块，这种模块具有一个经改进的表面保护层，它配置在一个封住光电件的由聚烯烃热塑树脂构成的填料层上，这个表面保护层由一个内含散布UV吸收剂的专用氟树脂膜构成，不仅在光电件和填料层之间而且在填料层和表面保护层之间都保证有足够的粘着力，表面保护层即使长期连续暴露在日光下也能有效地防止填料层受到紫外线作用而泛黄或模糊，从而允许光有效地射入光电件，获得合乎要求的光电转换效率。
本发明的第四个目的是提出一种高可靠的太阳电池模块，这种模块具有一个经改进的表面保护层，它配置在一个封住光电件的由内含UV吸收剂的聚烯烃热塑树脂构成的填料层上，这个表面保护层由一个内含散布UV吸收剂的专用氟树脂膜构成，不仅在光电件和填料层之间而且在填料层和表面保护层之间都保证有足够的粘着力，表面保护层即使长期连续暴露在日光下也能有效地防止填料层内的UV吸收剂挥发，使填料层不致老化，从而允许光有效地射入光电件，获得合乎要求的光电转换效率。
本发明的第五个目的是提出一种高可靠的太阳电池模块，其中的填料层由一种能以较低成本进行生产的常用聚烯烃热塑树脂构成。
在本说明的附图中：
图1为一个示意性的剖视图，示出了本发明所提出的太阳电池模块的一个实例的结构；
图2(a)为示出可用于本发明的光电件的一个实例的结构的示意性剖视图；
图2(b)为示出图2(a)所示光电件的受光面的示意性平面图；
图3为示出本发明所提出的太阳电池模块的另一个实例的结构的示意性剖视图；以及
图4为示出作为比较的一种太阳电池模块的结构的示意性剖视图。
本发明是为了消除在原有技术中和在上述的前太阳电池模块中所存在的上述问题、达到上述目的而提出的。
本发明所提出的太阳电池模块的典型实施例包括：(a)一个由一个基片和一个配置在该基片上的至少带有一对电极的光电转换层构成的光电件；(b)一个透明的树脂填料层；(c)一个透明的表面层；以及(d)一个加强件。透明树脂填料层(b)和透明表面层(c)依次配置在光电件(a)的受光面上，而加强件(d)则配置在光电件(a)的背面上。这种太阳电池模块的特征是：透明表面层由一个用从乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(氯三氟乙烯共聚物)(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、以及四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)所构成的组中选出的一种高氟含量的氟树脂所制成的膜构成，膜中含有在厚度方向均匀或不均匀散布的紫外光吸收剂(UV吸收剂)，这个膜(以下称为含UV吸收剂的氟树脂膜)具有改进的阻挡紫外光功能。
含UV吸收剂的氟树脂膜可用染色法制成：将ETFE、PCTFE、ECTFE、PFA或FEP的树脂膜浸入溶有给定UV吸收剂的有机溶剂(如二甲苯或甲苯)中，如果需要的话可以加热，使UV吸收剂进入树脂膜，然后在所要求的温度下烘烤，使溶剂挥发；也可以用热扩散法制成：将ETFE、PCTFE、ECTFE、PFA或FEP的树脂膜放入含有给定UV吸收剂固体微粒的真空炉中，UV吸收剂固体微粒受热汽化，从而扩散入暴露在UV吸收剂蒸气的树脂膜内。
透明树脂填料层通常由一种诸如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)那样的聚烯烃系列热塑树脂制成。
在本发明所提出的太阳电池模块中作为透明表面层(即表面保护层)的阻紫外光功能得到改进的含UV吸收利的氟树脂膜是高度透明的，而且物理强度和与热塑树脂(特别是聚烯烃系列的热塑树脂)粘着性能都较好。因此用阻挡紫外光功能得到改善的含UV吸收剂的氟树脂膜作为表面保护层就可以有效地用一种诸如EVA、EMA或EEA这样的聚烯烃系列的热塑树脂作为封住光电件的填料，使得在光电件和填料层之间以及填料层和表面保护层之间都保证有足够的粘着力。虽然填料层是由受紫外线照射容易泛黄或模糊的聚烯烃系列的热塑树脂制成，但由于上面有了特殊的表面保护层，因此即使长期连续暴露在日光下，这种填料层仍保持在一个稳定状态，不会泛黄或模糊。
本发明所提出的太阳电池模块是十分可靠的，在耐气候和抗光老化上都有所特长，即使在恶劣的高温、高湿的环境条件下长期反复使用，仍能一直保持合乎要求的光电转换效率。此外，这种太阳电池模块在抗光老化、耐湿、耐热和耐磨方面性能都非常优越。
下面将详细说明本发明所推出的太阳电池模块。
图1是一个原理性的截面图，示出了本发明所推出的太阳电池模块的一个实例的结构。
图1中，101所标记的是一个光电件，102为一层透明或基本透明的填料层(下面将称为面侧填料层)，103为一层涂在最外侧的透明或基本透明的薄膜(下面将称为表面保护膜或表面保护层)，104为一层处在光电件101背面的填料(下面将称为背侧填料)，105为一层背面保护膜，而106为一个背面加强件。
在图1所示的太阳电池模块中，光通过表面保护层103和填料层102照射到光电件101上。光电件101中所产生的光电动势通过输出端(未示出)输出。
光电件101至少有一个涂在一块导电基片上的光敏层，作为光电转换件。
图2(a)为一个原理性的截面图，例示了这种光电件的结构。图2(b)为一个原理性的平面图，例示了图2(a)所示光电件的光接收表面。
在图2(a)和2(b)，200所标记的是整个光电件，201为一个导电基片，202为后反射层，203为一个半导体光敏层，204为一个透明导电层，205为收集极(或栅极)，206a为一个功率正输出端，206b为一个功率负输出端，207为一种导电粘合剂，208为焊接点，而209为一个绝缘件。
由图2(a)和2(b)可见，光电件200包括后反射层202、半导体光敏层203、透明导电层204和收集极205，依次配置在导电基片201上。输出端206a用导电胶207粘在收集极205上，以收集极205延伸下来，由绝缘件209绝缘。输出端206b用焊料208焊接在导电基片208上。在这种配置中，功率正输出端和功率负输出端可以改变为功率负输出端和功率正输出端，这取决于半导体光敏层的构造。
下面将详细说明本发明所推出的太阳电池模块的各个组成部分。
导电基片
导电基片201不仅用作光电件的基片，还用作为一个下电极。作为导电基片201而言，只要它具有一个导电表面，并无特别要求。具体地说，它可以是一个由诸如Ta、Mo、W、Cn、Ti、Al或其他金属制成的导电件，也可以是由这些金属的合金(如不锈钢)制成的导电构件。此外，导电基片还可以是一块碳片或一块镀铅的钢片。或者，导电基片可以是由一块表面上镀有一层诸如SnO2、ZnO2、ITO之类的导电膜的合成树脂片或陶瓷片。
后反射层
后反射层202配置在导电基片201上，它可以是一个金属层或金属氧化物层，也可以是一个由一个金属层和一个金属氧化物层构成的两层式结构。金属层可以由Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni或其他金属构成。金属氧化物层可以由上列金属各种氧化物或诸如ZnO、SnO2之类的其他金属氧化物构成。
为了有效地利用入射光，希望后反射层202有一个加工成粗糙的表面。
可以采用诸如稳定加热蒸发、电子束蒸发或真空溅射之类的常规的膜形成技术正确地形成后反射层202。
半导体光敏层
半导体光敏层203的作用是进行光电转换。半导体光敏层203可以由单晶硅半导体材料或诸如非晶硅半导体材料(包括微晶硅半导体材料)或多晶硅半导体材料那样的非单晶硅半导体材料构成，也可以由化合物半导体材料构成。无论半导体光敏层用哪种半导体材料构成，它都是一个多层结构，具有一个pin结、pn结或肖特基型结。化合物半导体材料的具体例子是CuInSe2、CuInS2、GaAS、CdS／Cu2S、CdS／CdTe、CdS／InP、CdTe／Cu2Te等。
可以用常规的膜形成技术正确地形成由上述任何一种半导体材料构成的半导体光敏层。例如，常规的化学气相生成技术(使用象硅烷气那样能给出硅原子的合适的膜形成原料气体的等离子CVD或光敏CVD等)和常规的物理气相生成技术(用硅真空溅射等)都可用来形成非单晶硅半导体光敏层。提供熔化的硅材料、使熔化的硅材料受到成膜处理的常规的多晶硅膜形成方式和使非晶硅受到热处理的另一种常规的多晶硅膜形成方式都可用来形成由多晶硅半导体材料构成的半导体光敏层。
常规的离子镀、离子束溅射、真空蒸发、真空溅射和通过使所要求的电解质电解而产生沉淀的电解技术都可用来形成由上述任何一种化合物半导体材料构成的半导体光敏层。
透明导电层
透明导电层204用作为上电极。透明导电层可以由IN2O3、SnO2、ITO(In2O3-SnO2)、ZnO、TiO2)、ZnO、TiO2或Cd2SnO4构成。此外，它也可以是一个掺有高浓度的适当杂质的结晶半导体层。
可以适当采用常规的稳定加热蒸发、电子束蒸发、真空溅射、溅射或VCD形成由上述任何一种材料构成的透明导电层。
可以适当采用常规的杂质扩散成膜方法形成作为透明导电层的上述掺杂结晶半导体层。
收集极
收集极(或栅极)205用来有效地收集透明导电层204上光电动势所产生的电流。收集极最好做成梳状。
收集极可以由诸如Ti、Cr、Mo、W、Al、Ag、Ni、Cu、Sn那样的金属或这些金属的合金构成。或者，收集极也可以用一种导电糊形成。这种导电糊是在适当的粘结树脂中撒入Ag、Au、Cu、Ni或碳的粉末形成的。粘结树脂可以是聚酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚醋酸乙烯、橡胶、氨酯树脂和酚酞树脂。
可以适当采用常规的掩模真空溅射、稳定加热蒸发或CVD形成收集极。也可以适当通过在整个表面上涂上一层金属膜、再将金属膜蚀刻成所要求的图形的方式，通过用光致CVD直接形成栅极图形的方式，或者通过形成一个与栅极图形相应的逆图形、再加以电镀处理的方式形成收集极。
可以用丝网印刷印上上述导电糊，用导电糊形成收集极。
功率输出端
功率输出端206a和206b用来输出电动势。功率输出端206a通过导电胶207与收集极205电连接(见图2(a)。或者，可以用一个适当的连接金属片通过导电胶或焊料进行这种电连接。
输出端206b通过焊料208与导电基片电连接(见图2(a))。或者，可以用点焊或焊一个适当的金属片(如铜片)进行这种电连接。
有一组具有上述结构的光电件，这些光电件按照对电压或电流的要求串联或并联地连接在一起。可以将连接成一体的这些光电件安装在一个绝缘件上，这样就能得到所要求的电压或电流了。
下面将对图1中除光电件101外的其他构成部分进行说明。
背面保护膜
图1中的背面保护膜105是用来使光电件的导电基片201与包括背面加强件在内的一些外部材料电绝缘。
要求背面保护膜用能保证导电基片充分电绝缘的材料构成，这种材料应该耐久，经得住热胀热缩，并且有良好的适应性。这种材料的具体例子有尼龙、聚对苯二甲酸乙酯(PET)等。
背侧填料层
背侧填料层104用来保证光电件101和背面保护膜105之间的粘接。要求背侧填料104用能保证光电件的导电基片和背面保护膜之间良好粘接的材料构成，这种材料应该耐久，经得住热胀热缩，并且具有良好的适应性。这种材料例如有诸如EVA(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)那样的热融材料以及聚乙烯醇缩丁醛、环氧胶等。此外，也可以采用双重粘涂层。
当太阳电池模块安装在房顶上户外使用时，要求用能交联的材料作为填料层，以便牢固地将光电件的导电基片与背面保护层粘结在一起，使得太阳电池模块在高温下能反复长期使用。
顺便说一下，用了有机过氧化物，可以使EVA交联。
背面加强件
背面加强件106配置在背面保护膜105的外侧，如图1所示，用来增强太阳电池模块的机械强度和防止太阳电池模块由于环境温度的改变而变形或卷曲。背面加强件可以是一块钢板、塑料板、或用玻璃纤维增强的塑料板(或称为ERP板)。
面侧填料层
面侧填料层102用来覆盖光电件表面的不平整处，防止光电件在外界环境中受到诸如温度和／或湿度变化、外界冲击之类各种外界因素的影响，牢固地将光电件和表面保护层粘接在一起。因此，要求面侧填料层特别在耐气候性、粘接性、封装性、抗热、抗冷和抗冲击方面都非常优越。为了使面侧填料层满足这些要求，面侧填料层可选用聚烯烃树脂、丁醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂和硅树脂这类树脂中的一种树脂材料。聚烯烃树脂的具体例子有乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)。其中，EVA最为合适，因为它具有良好的平衡特性，非常适合作为太阳电池的面侧填料层。
上述可用作面填料层的任何一种树脂(以下称为填料树脂)的热形变温度很低，因此在高温下很容易形变或蠕变。因此，希望填料树脂用一种适当的交联剂交联，以增强它的抗热性。有一些有机过氧化物可以用作这种交联剂。
利用有机过氧化物作为交联剂使面侧填料层的填料树脂交联是通过依靠从有机过氧化物产生的由自基拉引树脂中的氢原子或卤原子形成C-C键而实现的。
为了使有机过氧化物产生这种使填料树脂交联的自由基，要求通过热分解过程、氧化还原分解过程或离子分解过程激活有机过氧化物。其中，热分解过程最为合适。
在本发明中可用作交联剂的有机过氧化物可以是氢过氧化物、二烃基(己二烯)过氧化物、二酰基过氧化物、过氧化酮缩醇、过氧化酯、过氧化碳酸酯、以及酮的过氧化物。
氢过氧化物的具体例子是叔丁基氢过氧化物、1，1，3，3-四甲基丁基氢过氧化物、对孟烷氢过氧化物、异丙苯氢过氧化物、对异丙基甲苯氢过氧化物、二异丙基苯氢过氧化物、2，5-二甲基乙烷-2，5-二氢过氧化物、环己烷氢过氧化物、以及3，3，5-三甲基己酮氢过氧化物。
二烷基(二烯丙基)过氧化物的具体例子是二叔丁基过氧化物、二异丙苯过氧化物、以及叔丁基异丙苯基过氧化物。
二酰基过氧化物的具体例子是二乙酰苯过氧化物、二丙酰基过氧化物、二异丁酰基过氧化物、二辛酰基过氧化物、二癸酰基过氧化物、二月桂酰基过氧化物、双(3，3，5-三甲基己酰基)过氧化物、苯甲酰基过氧化物、间甲苯酰基过氧化物、对氯苯甲酰过氧化物、2，4-二氯苯甲酰过氧化物、以及过氧丁二酸。
过氧化酮缩醇的具体例子是2，2-二叔丁基过氧化丁烷、1，1-二叔丁基过氧化环己烷、1，1-二(叔丁基过氧化)-3，3，5-三甲基环己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己炔-3、1，3-二苯甲酰基过氧化己烷、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化异丙基)苯、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化苯甲酰)己炔-3、以及正丁基-4，4-双(叔-丁基过氧化)戊酸酯。
过氧酯的具体例子是叔丁基过氧化醋酸酯、叔丁基过氧异丁酸酯、叔丁基过氧新戊酸酯、叔丁基过氧新癸酸酯、叔丁基过氧化-3，3，5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、(1，1，3，3-四甲基丁基过氧)-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧月桂酸酯、叔丁基过氧苯甲酸酯、二(叔丁基过氧)己二酸酯、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化-2-乙基己酰)己酸酯、二(叔丁基过氧)间苯二酸酯、叔丁基过氧苹果酸酯、以及乙酰基环己磺酰基过氧化物。
过氧化碳酸酯的具体例子是叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、二正丙基二碳酸酯、二仲丁基过氧化二碳酸酯、二(异丙基过氧化)二碳酸酯、二(2-乙基己基过氧化)二碳酸酯、二(2-乙氧基乙基过氧化)二碳酸酯、二(甲氧基丙基过氧化)碳酸酯、二(3-甲氧基丁基过氧化)二碳酸酯，以及双(4-叔丁基环己酯过氧化)二碳酸酯。
酮过氧化物的具体例子是乙酰基丙酮过氧化物、甲乙酮过氧化物、甲异丁基酮过氧化物、以及环己酮过氧化物。
此外，还可以使用这些化合物，乙烯基三(叔丁基过氧化)硅烷。
这种作为交联剂加到面侧填料层的填料树脂中的有机过氧化物的重量要求最好是填料树脂重量的0．5至5％。
如果所加的有机过氧化物的重量不到0．5％，则填料树脂不能得到充分交联。在这种情况下，填料层很容易受热变形，很难保持所要求的形状。另一方面，如果所加的有机过氧化物重量超过了5％，则不仅一定量的有机过氧化物而且还有一定量的分解出来的产物会留在填料层内，从而使填料层在热阻和耐气候(光阻)方面性能都不够好。
作为交联剂的有机过氧化物可以与用作面侧填料层的填料树脂一起使用，使填料受热压粘结。填料在与有机过氧化物交联的同时一面与光电件粘结，一面与表面保护层粘结。在这种情况下热压粘结处理的温度和处理时间的条件可适当地根据所用的有机过氧化物的热分解温度特性确定。然而，通常这些条件可以适当地根据可以使填料中的有机过氧化物有90％以上，最好是有95％以上得到热分解来确定。填料受到热压在交联的同时一面与光电件粘结，一面与表面保护层粘结。
填料树脂交联的程度可以通过观察填料树脂的凝胶量进行检查。为了防止填料树脂形变，要求填料树脂交联到凝胶量的重量百分比为70％或更高一些。
为了有效地交联填料树脂，除了作为交联剂的有机过氧化物外，还需要一种象三芳基氰尿酸酯那样的交联辅助剂。在这种情况下，要求添加的交联辅助剂的量为填料树脂重量的1％至5％。
上述填料树脂构成的面侧填料层具有较好的耐气候性。然而为了使面侧填料层的耐气候性更好，为了有效地保护处在它下面的那一层，面侧填料层可以含有一种适当的UV吸收剂。作为这种UV吸收剂，可以使用市售的能用作UV吸收剂的化工化合物。
此外，为了改善面侧填料层的耐光性，面侧填料层可以含有一种适当的光稳定剂。再者，为了改善面侧填料层的耐热性，面侧填料层还可以含有一种适当的抗氧化剂。
如果太阳电池模块在更为恶劣的环境条件下使用，则要求在面侧填料层和光电件之间以及在面侧填料层和表面保护层之间都要粘结得十分牢固。为此，可在面侧填料层中加入一种适当的硅烷连接剂，这是十分有效的。
这种硅烷偶合剂的具体例子是乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氢硫基丙基三甲氧基硅烷、以及γ-氟丙基三甲氧基硅烷。
表面保护层(或表面保护膜)
表面保护层103(或表面保护膜)处在太阳电池模块的最外面，因此要求有良好的透光性、耐气候性、防水性、耐热性、耐污染性和较高的机械强度。此外，如果太阳电池模块在户外恶劣的环境条件下使用，则要求表面保护层能保护太阳电池模块足以经得起长期反复使用。此外，为了使太阳电池模块能在高温环境条件下长时间连续使用，要求表面保护层用一种在压强为每平方厘米4．6公斤条件下形变温度高于70℃的树脂膜制成。
为了使表面保护层能满足所有这些条件，表面保护层有一层用一种专用的高透明氟树脂构成的膜，其中在厚度方向上均匀或不均匀地散布有一种UV吸收剂，起着良好的阻挡紫外光的作用。
高透明氟树脂的具体例子是乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(氯三氟乙烯)树脂(PCTFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、以及四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。
作为UV吸收剂，要求用分子量为300或更大的UV吸收剂，这样在表面保护膜暴露在高温下时膜中的UV吸收剂就不容易从膜表面挥发出去。市售的分子量为300或更大的芳香族有机化合物可以用作UV吸收剂。这种芳香族有机化合物有苯酮系列化合物和苯丙三唑系列化合物。
这种苯酮系列化合物的具体例子是2，4-经基苯酮、2-羟基-4-甲氧基苯酮、2-羟基-4-辛氧基苯酮、2-羟基-4-十二烷氧基苯酮、2，2’-羟基-4-甲氧基苯酮、2’，2’-二羟基-4，4’-二甲氧基苯酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基苯酮、以及双(2-甲氧基-4-羟基-5-苯酮)甲烷。
这种苯并三唑系列化合物的具体例子是2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔三唑基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-[2’-羟基-3’-(3”，4’，5”，6”-四氢苯二甲酰亚氨甲基)-5’-甲基苯基]苯并三唑、以及2，2-亚甲基双[4-(1，1，3，3-四甲基丙基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚]。
按本发明用上述任何一种高透明氟树脂(即ETFE、PCTFE、ECT-FE、PFA或FEP)构成的、其中含有在厚度方向均匀或不均匀分布的UV吸收剂因而具有良好的阻挡紫外光作用的表面保护层可以用一种所谓染色法来形成；将制备好的氟树脂膜浸入溶有给定的UV吸收利的有机溶液中，从而使氟树脂膜中染有这种UV吸收剂。这种表面保护层也可以用一种所谓热扩散法来形成：将制备好的氟树脂膜暴露在给定的UV吸收剂的蒸气中，从而使氟树脂膜中扩散入这种UV吸收剂。
在本发明中，将给定的UV吸收剂加入到用上述任何一种高透明氟树脂构成的膜(以下称为氟树脂膜)的过程是，首先制备氟树脂膜，然后再采用上述的染色法或热扩散法将从以上列举的这些UV吸收剂中选定的一种所需的UV吸收剂加入到这层氟树脂膜中去。所以这样做的原因是，那种在使聚氟乙烯成膜过程中要使用一种惰性溶剂的常规成膜方法本发明不能采用，因为虽然UV吸收剂能溶于这种惰性溶剂，然而本发明所用的高透明氟树脂(ETFE、PCTFE、ECTFE、PFA、或FEP)却不能溶于这种惰性溶剂，此外也不能采用常规的模压成型的方法将树脂模压成膜，因为这种方法要将树脂加热到200℃以上，使之融化，然而UV吸收剂在这样高的温度下很容易分解或挥发掉。
至于加入作为本发明的表面保护层的高透明氟树脂中的UV吸收剂的量，并没有什么限制，只要求这种UV吸收利能与氟树脂很好兼容即可。然而，为了使表面保护层能有选择地吸收紫外光，具有所希望的阻挡紫外光的功能，因此对作为表面保护层用的加了给定UV吸收剂的前列某种氟树脂所形成的膜(a)的透光率有所要求。如果以用同一种氟树脂但不加UV吸收剂所形成的膜(b)的透光率作为比较标准，在用波长为300至350毫微米的光测量时，要求膜(a)的相对透光率(即膜(a)的透光率与膜(b)的透光率之比)不大于0．8，而在用波长为400至1000毫微米的光测量时，要求膜(a)的相对透光率不小于0．9。在一个优选实施例中，做到在用波长为300至350毫微米的光测量时，膜(a)的相对透光率不大于0．5，而在用波长为400至1000毫微米的光测量时，膜(a)的相对透光率不小于0．9。如果做成用波长为300至350毫微米的光测量时膜(a)的相对透光率大于0．8，则会有过多的紫外线穿过表面保护层射入封住光电件的填料层，从而容易发生一系列问题：由于紫外线射入填料层，填料层老化，泛黄或模糊，并且在填料层和表面保护层之间的界面处或和在填料层和光电件之间的界面处引起移动。另一方面，如果做成用波长为400至1000毫微米的光测量时膜(a)的相对透光率小于0．9，则会有过多的处在光电件可有效地用来产生电能的波长区域的光被挡住，不能射入光电件，因此做成的太阳电池模块的光电转换效率比较低。
至于UV吸收剂在表保护层内的分布情况，可以是沿厚度方向均匀分布，也可以是不均匀分布。
在表面保护层含有与面侧填料层中所含的相同的UV吸收剂的情况下，要求表面保护层中的吸收剂沿厚度方向不均匀分布，集中分市在与面侧填料层交换的界面附近。这样做的优点是可以防止面侧填料层中的UV吸收剂扩散入表面保护层，因此面侧填料层的耐气候性始终可以得到保证，并且也防止了面侧填料层下的构件受到紫外线的影响。
表面保护层的厚度应该根据要求达到的物理强度和考虑经济方面的各种因素适当确定。然而，一般来说以10至200微米为好，最好是在30至100微米的范围内。
下面说明采用本发明所提出的这种表面保护层显著改善与面侧填料层粘接的情况。当分子中有一个羰基或／和一个羟基的UV吸收剂通过氟树脂表面加入氟树脂内部时，由于氟树脂有疏水性，在最外部表面上出现的UV吸收剂被定向成羰基或／和羟基朝外的状态。具体地说，在氟树脂表面上出现UV吸收剂的亲水性功能基，使氟树脂表面改善了湿润性，因此显著地改善了与例如EVA构成面侧填料层的粘结。
为了进一步改善表面保护层与面侧填料层的粘结，要求对表面保护层的与面侧填料层叠合的那个面进行表面处理。这种情况的表面处理可以是电晕放电处理，也可以是等离子处理。
在本发明所提出的太阳电池模块中的上述表面保护层具有种种明显的优点。即使在户外连续暴露在光线的照射下，表面保护层内的UV吸收剂始终也能保持在原来的分布位置上，并不会扩散或通过表面挥发掉。表面保护层确保面侧填料保持原来的性质而不会老化，而且防止了面侧填料层及在面侧填料层下的构件受到紫外线的不良影响。此外，即使长期在恶劣的环境条件下反复使用，这种表面保护层也保证始终能与下面的面侧填料层牢固粘结，而且具有良好的耐热性和足够的物理强度，一直保持原来的形状，不会发生形变，物理强度也不会降低。
此外，这种表面保护层具有很高的经改进的耐气候性和透明度。这种表面保护层具有一个防水性和物理强度都得到改进的表面。
下面，将说明用上述的光电件、面侧填料树脂、表面保护膜和背面保护材料生产本发明所提出的太阳电池模块的过程。
在一个典型的实施例中，将面侧填料层封住光电件受光面的过程是：用填料材料的热融物制成填料片，再通过热压粘结将填料片叠合在光电件的这个表面上。
详细地说，本发明提出的太阳电池模块例如可以用下述方式进行生产：首先制备光电件101、用于面侧填料层102的填料片(以下称为面侧填料片102)、用于表面保护层103的氟树脂膜(以下称为表面保护膜103)、用于背侧填料层104的填料片(以下称为背侧填料片104)、背面保护膜105和背面加强件106，然后在光电件101的表面上依次重叠面侧填料片102和表面保护膜103，再在光电件101的后面上依次重叠背侧填料片104、背面保护膜105、再是背侧填料片104和背面加强件106，从而得到合成物，最后对合成物进行热压粘结处理，制成合乎要求的太阳电池模块。热压粘结处理应保证一定温度和一定时间，使得填料片中的交联反应可以充分进行。
热压粘结处理可以包括真空层压和辊层压。
以下将结合各实施例更加详细地对本发明进行说明，这些实施例只是示例性的，并不是对本发明的范围有所限制。
实施例1
1．制备光电件(太阳电池)：
首先制备结构如图2(a)和2(b)所示、具有一个由一种非晶硅材料(即a-Si材料)形成的半导体光敏层的光电件(以下称为a-Si太阳电池)，其方法如下。
用一块经很好清洗过的不锈钢板作为基片201。在基片上用常规溅射法形成一个由一层5000埃厚的Al膜和一层5000埃厚的ZnO膜构成的双层后反射层202。在这样形成的后反射层202上，用常规等离子CVD法形成一个由自基片侧起依次重叠的一个150埃厚的n型非晶硅层、一个400埃厚的i型非晶硅层、一个100埃厚的P型微晶硅层、一个100埃厚的n型非晶硅层、一个800埃厚的i型非晶体硅层和一个100埃厚的p型微晶硅层构成的串列型光转换半导体层作为半导体光敏层203，其中各n型非晶硅层都是用SiH4气体、PH3、气体和H2气体形成的，各i型非晶硅层都是用SiH4气体和H2气体形成的，而各p型微晶硅层都是用SiH4气体、BF3气体和H2气体形成的。然后，在半导体光敏层203上，用常规的电阻加热蒸发法形成一层由In2O3构成的700埃厚的透明导电层204。在形成过程中ln源是在O2大气中进行蒸发的。接着，将用Ag粉末散布在聚酯树脂中而形成的Ag胶(商标名：Ag胶No．5007，由Dupont公司出品)用网板印刷在透明导电层204，干燥后形成作为收集极205的栅极。然后用不锈钢焊料208将作为负侧功率输出端206b的铜片固定到基片201上，而用导电胶207将作为正侧功率输出端206a的锡箔粘到收集极205上，从而得到了一个太阳电池。
重复以上程序，生产70个太阳电池。2．制备太阳电池模块：
利用以上1所制备的各太阳电池，制备70个如图3所示的太阳电池模块，其方法如下。
在图3中，数字301所标记的为一个光电件(即太阳电池)，302a为一个面侧填料层，302b为一个背面侧填料层，303为一个表面保护层，304为一个背面加强件，305a为一个正侧功率输出端(与上述功率输出端206a相应)，305b为一个负荷侧功率输出端(与上述功率输出端206b相应)，以及307为一对引线孔，用来分别引出功率输出端305a和305b。这两个功率输出孔都是从背面加强件304穿通背面各组成部分，直至相应的功率输出端。制备用作表面保护层303的氟树脂膜：
将拉直的厚为38微米的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜浸入作为苯酮系列UV吸收剂的2-羟基-4-正辛氧基苯酮的10％二甲苯溶液，接着在100℃温度下进行24个小时的回流处理。将经这样处理的ETFE膜用二甲苯清洗后放入烤箱内，在80℃的温度下进行30分钟的烘干处理，然后对要与面侧填料层302a接触的那一表面进行电晕放电表面处理。这样，就得到了一个表面经电晕放电处理过的、含苯酮系列UV吸收剂的ETFE膜，作为表面保护层303。
用紫外光和可见光范围的分光光度计U-4000对所得到的含UV吸收剂的ETFE膜的透光率在两种情况下进行了测量：情况(a)用波长为300至350毫微米的光，情况(b)用波长为400至1000毫微米的光。
在测量中，用另一个拉直的厚也为38微米的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜作为标准膜，在上述两种情况下也对标准膜的透光率进行测量，测得的透光率作为比较标准。
测量结果表明，在情况(a)含UV吸收剂的ETFE膜的相对(ETFE标准膜)透光率小于0．3，而在情况(b)含UV吸收剂的ETFE膜的相对透光率大于0．95。制备太阳电池模块：
在上面1中所得到的太阳电池的受光面上依次重叠一层460微米厚的含UV吸收剂的EVA膜302a(由Mobay公司出品)和一层在以上处理中得到的含UV吸收剂的ETFE膜。再在所得到的叠成物的背面上依次重叠一层63．5微米厚的尼龙膜306(商标名：DARTEK，由Du Pont公司出品)、一层含UV吸收剂的EVA膜302b(由Mobay公司出品)和一个镀锌钢件306，从而得到一个层叠体。将所得层叠体放入真空层压机内，在150℃的温度下进行30分钟的热处理，同时将真空层压机内部抽到预定的真空度，然后冷却到室温。
在以上处理中，功率输出端305a已经被拉到太阳电池的后侧，因此不仅功率输出端305b而且功率输出端305a都可通过引线孔307引出。这样就得到了一个太阳电池模块。
用这种方式，可以得到70个太阳电池模块的试样。
鉴定
对所得到的太阳电池模块进行七个方面的鉴定：(1)初始光电转换效率，(2)耐光性，(3)耐气候性，(4)耐热性，(5)耐环境温度变化性，(6)耐环境温度、温度变化性，(7)抗湿侵性。
所得到的鉴定结果列于1。
上述各项(1)至(7)的鉴定按以下方式进行。在对每个鉴定项进行鉴定时，都用10个太阳电池模块的试样。表1中所列各项鉴定结果是参加相应项鉴定的10个太阳电池模块试样中表现最不好的那个太阳电池模块试样的鉴定结果。(1)初始光电转换效率鉴定：
用一个太阳模拟器(商标名：SPI-SUN SIMULATOR(Am1．5)由SPIRE公司出品)对太阳电池模块试样的初始光电转换效率进行了测量。在这个实施例1中所得到的测量结果表示在表1中为值1，这是作为在下面将要说明的其他实施例和比较例中测得的其他结果的比较标准。
(2)耐光性鉴定：
将太阳电池模块试样放入紫外光辐照测试仪(Suga Test Instru-ments公司出品)，进行凝露循环试验，交替反复执行(a)一个紫外光照射周期的操作，在黑板温度为63℃、环境相对湿度为50％的条件下用由金属卤灯辐射的波长为300至400毫微米强度为100毫瓦／厘米2的紫外线进行照射；和(b)一个凝露周期的操作，在环境温度为30℃、环境相对湿度为96％的条件下不照射紫外线进行凝露。在试验中，太阳电池模块试样受到上述紫外线照射的总量相当于在东京受到20年紫外线照射的总量。
然后观察试样外观。所观察结果在表1中被示为标记○，这说明没有观察到外观有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。
此外，还用SPI-SUNSIMULATOR 240A(AM1．5)对经过凝露循环试验的太阳电池模块试样的光电转换效率进行了检查。在这个实施例1中所得到的这个测量结果在表1中表示为值1，这是作为在下面将要说明的其他实施例和比较例中测得的其他结果的比较标准。
(3)耐气候性鉴定：
将太阳电池模块试样放入氙弧日照气候器(由Heraeus公司出品)进行加速气候试验，交替地反复执行(a)一个照射周期的操作，用氙弧灯发出的强度为100毫瓦／厘米2的模拟日光进行照射；和(b)一个淋雨周期的操作，用纯水进行淋浇。在试验中交替反复执行了5000小时。此后，观察试样外观。观察到的结果在表1中被表示为标记○，这说明没有观察到外观有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。(4)耐热性鉴定：
将太阳电池模块试样在100℃的大气下暴露了24小时后，观察试样外观。观察到的结果在表1中被表示为标记○，这说明外观没有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。(5)耐环境温度变化性鉴定：
使太阳电池模块试样交替地反复受到了(a)暴露在-40℃的大气中一个小时；和(b)暴露在90℃的大气中一个小时。50次后，检查试样外观。观察到的结果在表1中被表示为标记○，这说明外观没有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。(6)耐环境温度和湿度变化性鉴定：
使太阳电池模块试样交替地在反复受到了(a)暴露在-40℃的大气中一个小时；和(b)暴露在85℃、85％RH的大气中4小时。50次后，观察试样外观。观察到的结果在表1中被表示为标记○，这说明外观没有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。(7)抗湿侵性鉴定：
使太阳电池模块试样受到了在环境温度为120℃、水蒸汽压力为2个大气压的1000小时压力锅试验。此后，观察试样外观。观察到结果在表1中被表示为标记○，这说明外观没有变化。如果外观有变化，表1中会有提示。
在表1中，示出了根据对鉴定项目(1)至(7)进行鉴定所得到的各鉴定结果而得出的一个总鉴定结果，其意义为：
⊙表示在各项鉴定中性能优异的太阳电池模块试样，
○表示在各项鉴定中性能良好的太阳电池模块试样，
△表示在恶劣环境条件下使用有问题的太阳电池模块试样，
×表示问题的、实际上是不能接受的太阳电池模块试样。
实施例2
重复实施例1的各步骤，只是在制备用作表面保护层303的氟树脂膜中所用的ETFE膜用了聚(氯三氟乙烯)树脂(PCTFE)膜来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用相同的方式进行了鉴定。所得到鉴定结果集中地列于表1中。
实施例3
重复实施例1的各个步骤，只是在制备用作表面保护层303的氟树脂膜中所用的作为UV吸收剂的2-羟基-4-正辛氧基苯酮用了2(2-羟基-5-叔丙基苯基)苯并三唑作为苯并三唑系列的UV吸收剂来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与产施例1中所用的相同的方式进行了鉴定。所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
实施例4
重复实施例1的各个步骤，只是在制备用作表面保护层303的氟树脂膜中所用的ETFE膜用了50微米厚的乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)膜来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定。所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
实施例5
重复实施例1的各个步骤，只是在制备用作表面保护层303的氟树脂膜中所用的ETFE膜用了50微米厚的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)膜来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
实施例6
重复实施例1的各个步骤，只是在制备用作表面保护层303的氟树脂膜中所用的ETFE膜用了50微米厚的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)膜来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
实施例7
重复实施例1的各个步骤，只是用了热扩散方法将UV吸收剂扩散入ETFE膜，然后再对所得到的含UV吸收剂的ETFE膜的要与作为右侧填料层的EVA膜粘结的那个表面用电晕放电法进行表面处理，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
以上将UV吸收剂扩散入ETFE膜的具体过程是：将50微米厚的拉直的ETFE膜用一块屏障将一个表面掩蔽后放入含有作为苯酮系列UV吸收剂的2-羟基-4-正辛氧基苯酮固体微粒的真空炉内，使真空炉内的温度升高到200℃，保持6小时，这样在真空炉内形成了苯酮系列UV吸收剂的蒸气，而有一个表面被屏障掩蔽住的ETFE膜就暴露在苯酮系列UV吸收剂蒸气中。用这种方式，通过热扩散就得到了多个各都加入了UV吸收剂的ETFE膜。
对其中的一个可得到的含UV收剂的ETFE膜的透光率进行了测试。方式是：对于这个含UV吸收剂的ETFE膜，以原来暴露在UV吸收剂蒸气中这侧削下10微米左右厚的一个样片(i)，而从余下的那侧也削下10微米左右厚的另一个样片(ⅱ)，然后借助于紫外光和可见光范围U-4000的分光光度计(由Hitachiw公司出品)用波长为350毫微米的光对样片(ⅰ)和(ⅱ)的透光率进行测量。
再取另一个50微米厚的拉直的乙烯-四氟乙烯烯共聚物(ETFE)膜作为标准膜，从它的给定的一侧削下10微米厚的一个样片(ⅰ′)，而余下的那侧也削下10微米厚的另一个样片(ⅱ′)，然后象上述那样地对标准ETFE膜的样片(ⅰ′)和(ⅱ′)的透光率进行测量。
将对样片(ⅰ)的测量结果与对样片(ⅰ′)的测量结果作了比较。得出的结果是样片(ⅰ)的相对透光率(以标准ETFE膜的样片(ⅰ′)的透光率作为比较基准)为0．2。类似，从样片(ⅱ)与样片(ⅱ′)的测量结果的比较得出的结果是样片(ⅱ)的相对透光率为0．8。
由此可见，在上述含UV吸收剂的ETFE膜中UV吸收剂的分布是不均匀的，在原来暴露在UV吸收剂蒸气中的表面那侧密度大，而在原来被屏障掩蔽的表面这侧密度小。
用余下的那些含UV吸收剂的ETFE膜制备太阳电池模块试样。如上所述，要与作为右侧填料层的EVA膜粘结的表面用电晕放电法进行表面处理后再叠合到EVA膜上。
比较例1
重复实施例1的各个步骤，只是并无UV吸收剂加入ETFE膜，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
比较例2
重复实施例2的各个步骤，只是并无UV吸收剂加入PCTFE膜，从而得到70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
比较例3
重复实施例1的各个步骤，只是作为表面保护层所用的含UV吸收剂的ETFE膜用了含UV吸收剂的50微米厚的聚氟乙烯膜(商标名：TEDLAR，由Du Pont公司出品)来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同的方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
比较例4
重复实施例1的各个步骤，只是并无UV吸收剂加入作为表面保护层的ETFE膜，而且作为面侧填料层的含UV吸收剂的EVA膜用了按下面将要说明的方式制备的氟三氟乙烯-乙烯基醚共聚树脂合成物的膜来代替，从而得到了70个太阳电池模块试样。
对于所得到的太阳电池模块试样用与实施例1中所用的相同方式进行了鉴定，所得到的鉴定结果集中地列于表1中。
按以下方式制备氯三氟乙烯-乙烯基醚共聚树脂合成膜。对于100份重量的氯三氟乙烯-乙烯基醚共聚树脂(商标名：LUMIFLONLF400，由Asahi Glass公司出品)，加入3份重量的2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧化)己烷作为交联剂、2份重量的三芳基氰尿酸酯作为交联辅助剂、0．3份重量的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷作为连接剂、0．3份重量的2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑作为UV吸收剂、0．1份重量的双(2，2，6，6四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯作为光稳定剂、以及0．2份重量的三(单壬基酚)磷酸酯作为抗氧化剂，搅拌后使混合物在100℃的温度下融化，然后经地T膜挤压成形，得到厚度在400微米左右的膜，用作面侧填层。
由表1所列各项鉴定结果可见，按照本发明在实施例1至7中得到的表面保护层由特殊的含UV吸收剂的高透明氟树脂形成的各太阳电池模块不比在比较例1至4中得到的各对比性太阳电池模块优越。具体地说，按照本发明所制成的各太阳电池模块在耐光和耐气候试验中各部分的树脂材料完全没有泛黄或模糊，在面侧填料层和表面保护层之间以及在面倾填料层和光电件之间没有发生任何移动，因此具有十分优异的耐光性和耐气候性。还可以看到，按照本发明所制成的各太阳电池模块都是以经得起条件恶劣的耐受性试验和压力锅试验。此外，按照本发明所制成的各太阳电池模块的初始光电转换效率也都很高或是够高，并且长期稳定不会降低。因此可以理解，本发明所提出的太阳电池模块能令人满意地用作产生电能的电源，在户外恶劣的环境中工作。
相反，对于在比较例1至4中得到的各对比性太阳电池模块来说，性能都比在实施例1至7中得到的各太阳电池模块的差得多。具体地说，在比较例1和2中得到的比较性太阳电池模块在耐光性、耐气候性和耐环境温度湿度变化性方面都很差。事实上，从表1可见，在耐光性试验中，它们的面侧填料层都发生泛黄或模糊，而且无论在耐气候试验中还是在耐环境温度湿度变化试验中，这些对比性太阳电池模块在面侧填料和表面保护层之间都有移动。
在比较例3中得到的对比性太阳电池模块在初始光电转换效率、耐热性、耐环境温度变化性、以及抗湿侵性各方面都不好。事实上，无论在耐热试验中、在耐环境温度变化试验中，还是在压力锅试验中，这种模块的表面保护层由于形变温度低因此都发生了形变。
在比较例4中得到的对比性太阳电池模块在抗湿侵上特别差。事实上，在压力锅试验中，这种太阳电池模块在面侧填料和光电件之间发生了移动。
表1
初始光电转换效率(以实施例1的值为1)     耐光性 耐气候性 耐热性 耐环境温度变化性 耐环境温度温度变化性 抗湿侵性 总鉴定
外观 试验后的光电转涣效率(以实施例1的值为1)
实施例1     2.0     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ◎
实施例2     0.99     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ○
实施例3     0.97     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ○
实施例4     1.0     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ◎
实施例5     1.0     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ◎
实施例6     1.0     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ◎
实施例7     1.0     ○     1.0     ○     ○     ○     ○     ○     ◎
比较例1 1.0 面侧填料泛煮或模糊 0.85   发生移动*1 ○ ○ 发生移动*1 ○     ×
比较例2 1.0 面侧填料泛黄或模糊 0.90 发生移动*1 ○ ○ 发生侈动*1 ○ ×
比较例3 0.95 ○ 0.95 ○ 表面保护层形变 表面保护层形变 ○ 表面保护层形变 ×
比较例4     1. O     ○     1.0     ○     ○     ○     ○ 发生移动*2     △
注：1*在表面保护层红石侧填料层之间发生移动

Claims (14)

1．一种包括(a)一个光电件、(b)一个透明树脂填料层、(c)一个透明表面层和(d)一个加强件的太阳电池模块，所述透明树脂填料层(b)和所述透明表面层(c)依次配置在所述光电件(a)的一个受光面上，而所述加强件(d)配置在所述光电件(a)的背面上，所述太阳电池模块的特征是①所述透明表面层是一个用从由乙烯-四氟乙烯共聚物、聚(氯三氟乙烯)树脂、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、以及四氟乙烯-六氟丙烯共聚物所构成的组中选出的一种具有高的氟含量的氟树脂所制成的膜，所述膜中含有一种散布在其中的紫外线吸收剂。
2．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜的透光率与一个作为比较标准的不含紫外线吸收剂的氟树脂膜的透光率之比在用波长为300至350毫微米的光测量时不大于0．8，而在用波长为400至1000毫微米的光测量时不小于0．9。
3．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜的形变温度在压强为4．6公斤／厘米2时不低于70℃。
4．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜中所含的紫外线吸收剂是一种分子量不小于300的苯酮系列化合物。
5．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜中所含的紫外线吸收剂是一种分子量不小于300的苯并三唑系列化合物。
6．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜是一个用包括下列步骤的方法形成的膜；
(a)提供一个从由乙烯-四氟乙烯共聚物、聚(氯三氟乙烯)树脂、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物所构成的组中选出的一种氟树脂的膜；
(b)将所述氟树脂膜浸入溶有一种紫外线吸收剂的有机溶剂中；以及
(c)将经过步骤(b)处理的所述氟树脂膜在一个足以挥发掉有机溶剂的温度下烘干，挥发掉有机溶剂。
7．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述作为表面保护层的含紫外线吸收剂的氟树脂膜是一个用包括下列步骤的方法形成的膜：
(a)提供一个由乙烯-四氟乙烯共聚物、聚(氯三氟乙烯)树脂、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物所构成的组中选出的一种氟树脂的膜；以及
(b)将所述氟树脂膜暴露在一种紫外线吸收剂的蒸气中。
8．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述透明树脂填料层包括一种热塑树脂。
9．一种按权利要求8所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述热塑树脂是一种聚烯烃系列热塑树脂。
10．一种按权利要求9所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述聚烯烃系列热塑树脂是从由乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物所构成的组中选出的。
11．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述透明树脂填料层含有一种紫外线吸收剂。
12．一种按权利要求1所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述光电件包括依次配置在一块导电基片上的一个光电转换层和一个透明导电层。
13．一种按权利要求12所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述光电转换层包括一个非单晶半导体膜。
14．一种按权利要求13所提出的太阳电池模块，其特征是①其中所述非单晶半导体膜是一个非晶硅半导体膜。
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