EP2678886A2 - Verfahren zum herstellen von modulen - Google Patents

Verfahren zum herstellen von modulen

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EP2678886A2
EP2678886A2 EP12703680.4A EP12703680A EP2678886A2 EP 2678886 A2 EP2678886 A2 EP 2678886A2 EP 12703680 A EP12703680 A EP 12703680A EP 2678886 A2 EP2678886 A2 EP 2678886A2
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EP
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strand
mass
glass
composition
glass pane
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EP12703680.4A
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Leopold Mader
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Lisec Austria GmbH
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Lisec Austria GmbH
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing modules which contain components between two glass panes, in particular electrical components, such as photovoltaic cells or functional layers.
  • the invention has for its object to provide a method of operation, can be easily and easily produced with the modules of the type mentioned.
  • the resin is a casting resin, which can be introduced in viscous, pasty or granular form.
  • a hardening casting resin which consists of one, two or more than two components can preferably be used.
  • the distribution of the casting resin can be supported by heating and / or by vibrations, in particular ultrasonic vibrations.
  • Fig. 1 to 4 schematically the stages of a first variant of the method according to the invention.
  • a strand 3 of sealing compound is applied to a glass pane 1 (base plate) along its circumference.
  • This strand 3 has at its free, facing away from the glass pane 1 surface 5 projections 7.
  • a photovoltaic cell 11 within the bounded by the strand 3 space 9 at least one component, in the exemplary embodiment, a photovoltaic cell 11, but preferably a plurality of photovoltaic cells 11 is placed (Fig. 1).
  • a quantity of casting resin 13 corresponding to the final volume of the space 9 between the glass panes 1 and 2 and within the strand 3 is introduced within the region bounded by the strand 3 (FIG. 2).
  • a second glass pane 2 (cover plate) is brought into position as the next step, wherein at least at one point there is an evacuation-permitting distance (FIG. 3) between the second glass pane 2 and the strand 3.
  • This distance is achieved in the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 4 in that the second glass pane 2 initially rests on the projections 7 provided on the free surface 5 of the strand 3, as indicated in FIG. 3.
  • the assembly thus formed is placed in a vacuum chamber and evacuated.
  • the assembly may be heated and / or vibrated (ultrasonic vibrations) to assist in distributing the casting resin 13.
  • the second glass pane 2 (cover plate) is then approximated to the lower glass pane 1 (base plate) and the assembly, which consists of the glass panes 1, 2, the strand 3 of sealing compound and the photovoltaic cells 11, so pressed, that between the glass panes 1, 2 within the space defined by the strand 3, which now connects the glass panes 1, 2, defined space 9 only casting resin 13 and the photovoltaic cells 11 are included.
  • functional layers can be, for example, layers which emit light when electrical voltage is applied, so that the arrangement (module) obtained by the method according to the invention can be used as a luminous means.
  • the procedure is such that a layer 15 of gelatinous or pasty mass, e.g. made from a silicone-based compound.
  • a layer 15 of gelatinous or pasty mass e.g. made from a silicone-based compound.
  • FIGS. 5 to 7 further consideration is given to integrally form the strand at the edge of the glass pane 1 with the layer 15 of gelatinous or pasty mass, as shown in FIG. 5 for the strand 17.
  • Also in the embodiment of FIG. 6 to 7 are on the free surface 5 of the strand
  • the second glass pane 2 in the next step of the process variant, the glass pane 2, the glass pane 1 overlapping placed in position, the glass pane 2 rests with its glass pane 1 facing surface on the projections 7, so that as in the process variant according to Fig. 1 to 4 (see Fig. 3) between the free surface 5 of the strand 17 and the glass pane 2 distance is present, and the interior space 9 can be evacuated.
  • a part of the mass comprising the interior 9 of the finished arrangement (module) consists of two glass panes 1, 2 and photovoltaic cells 11 or functional coatings on one or both of the glass panes 1 and 2 is partially introduced by the fact that on the glass pane 1 facing surface of the glass sheet 2 a layer of gelatinous or pasty coating
  • a strand 3 of sealing compound is arranged along the outer edge of a glass pane 1 and within the strand 3 at least one photovoltaic cell 11 and / or at least one functional coating, for example a light-emitting coating, applied.
  • a mass 13 is applied to the glass sheet 1 within the strand 3.
  • On the strand 3 is then placed at a distance from the free surface 5 of the strand 3, a second glass sheet 2 and the assembly evacuated.
  • the evacuated assembly is compressed in a hot press, so that the entire interior space 9 between the glass sheets 1 and 2 and within the sealing strip 3 by mass 13, the pasty, gel-like mass, e.g. is a resin, or a silicone-based compound, filled in.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

Zum Herstellen von Photovoltaikmodulen oder Modulen, die funktionelle Beschichtungen tragen, wird entlang des Außenrandes einer Glasscheibe (1) ein Strang (3) aus Dichtmasse angeordnet und innerhalb des Stranges (3) wenigstens eine Photovoltaikzelle (11) und/oder wenigstens eine funktionelle Beschichtung, beispielsweise eine Licht abgebende Beschich- tung, aufgebracht. Als nächster Schritt wird innerhalb des Stranges (3) auf die Glasscheibe (1) eine Masse (13) aufgebracht. Auf den Strang (3) wird dann mit Abstand von der freien Fläche (5) des Stranges (3) eine zweite Glasscheibe (2) aufgelegt und die Anordnung evakuiert. Die evakuierte Anordnung wird in einer Heizpresse zusammengedrückt, sodass der gesamte Innenraum (9) zwischen den Glasscheiben (1) und (2) sowie innerhalb des Dichtstranges (3) durch Masse (13), die eine pastöse, gelartige Masse, z.B. ein Harz, oder eine Masse auf Basis von Silikon ist, ausgefüllt ist.

Description

Verfahren zum Herstellen von Modulen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Modulen, die zwischen zwei Glasscheiben Bauteile, insbesondere elektrische Bauteile, wie Photovoltaikzellen oder Funktions-Schichten, enthalten.
Bislang wurde beim Herstellen von Photovoltaik-Modulen so vorgegangen, dass die Photovoltaikzellen in den Modulen zwischen Folien angeordnet waren. Diese Arbeitsweise hat den Nachteil, dass nicht immer sicher ist, dass die gesamte Luft aus den Modulen, die als Vakuumelemente ausgebildet sein sollten, entfernt worden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitweise vorzuschlagen, mit der Module der eingangs genannten Gattung einfach und problemlos hergestellt werden können.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in dem Raum innerhalb des Dichtungsstranges, der entlang des Außenrandes der einen Glastafel angeordnet ist, in dem auch wenigstens ein Bauteil, wie eine Photovoltaikzelle oder eine funktionelle Schicht, auf der einen Glasscheibe enthalten ist, eine Menge an pastöser/gelartiger Masse, z.B. ein Harz, eingefüllt wird, die dem endgültigen Volumen des Raumes zwischen den beiden Glastafeln entspricht, ergibt sich eine vereinfachte Arbeitsweise, die sicherstellt, dass der gesamte Raum ohne restliche Lufteinschlüsse mit der Masse (dem Harz) ausgefüllt ist.
Bevorzugt ist das Harz ein Gießharz, das in zähflüssiger, pastöser oder granulatförmiger Form eingebracht werden kann. Dabei kann bevorzugt ein aushärtendes Gießharz verwendet werden, das aus einer, zwei oder mehr als zwei Komponenten besteht.
Das Verteilen des Gießharzes kann durch Erwärmen und/oder durch Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen, unterstützt werden.
An Stelle von Gießharz können auch andere pastöse/gelartige Massen, z.B. Massen auf Silikonbäsis, verwendet werden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale des Verfahrens der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden.Beschreibung eines schematischen. Verfahrensablaufes beim beispielhaften Herstellen von Photovoltaik-Modulen anhand der Zeichnungen.
ERSÄTZBLATT ( EG& 21 Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 schematisch die Stufen einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, und die
Fig. 5 bis 7 die Stufen einer abgeänderten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Zunächst wird auf eine Glasscheibe 1 (Basisscheibe) entlang ihres Umfanges ein Strang 3 aus Dichtmasse aufgebracht. Dieser Strang 3 weist an seiner freien, von der Glasscheibe 1 abgekehrten Fläche 5 Vorsprünge 7 auf.
Innerhalb des vom Strang 3 umgrenzten Raumes 9 wird wenigstens ein Bauteil, im Ausführungsbeispiel eine Photovoltaikzelle 11 , vorzugsweise aber mehrere Photovoltaikzellen 11 aufgelegt (Fig. 1).
Im nächsten Schritt wird innerhalb des vom Strang 3 begrenzten Bereiches eine dem endgültigen Volumen des Raumes 9 zwischen den Glasscheiben 1 und 2 und innerhalb des Stranges 3 entsprechende Menge an Gießharz 13 eingebracht (Fig. 2). Sobald dies geschehen ist, wird als nächster Schritt eine zweite Glasscheibe 2 (Deckscheibe) in Stellung gebracht, wobei zwischen der zweiten Glasscheibe 2 und dem Strang 3 wenigstens an einer Stelle ein das Evakuieren erlaubender Abstand (Fig. 3) vorliegt. Dieser Abstand wird bei dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass die zweite Glasscheibe 2 zunächst auf den an der freien Fläche 5 des Stran- ges 3 vorgesehenen Vorsprüngen 7 aufliegt, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist.
An Stelle von Vorsprüngen 7 an dem Strang 3 aus Dichtmasse besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit in der freien Fläche 5 des Stranges 3 wenigstens eine Vertiefung vorzusehen, die das Evakuieren des Raumes 9 zwischen den Glasscheiben 1 und 2 und innerhalb des Stranges 3 erlaubt.
Die so gebildete Anordnung wird in eine Vakuumkammer gebracht und evakuiert.
Während des Evakuierens, oder sobald das gewünschte Vakuum erreicht ist, kann die Anordnung erwärmt werden und/oder in Schwingungen (Ultraschallschwingungen) versetzt werden, um das Verteilen des Gießharzes 13 zu unterstützen.
In der Vakuumkammer wird dann die zweite Glasscheibe 2 (Deckscheibe) an die untere Glasscheibe 1 (Basisscheibe) angenähert und die Anordnung, die aus den Glasscheiben 1 ,2, dem Strang 3 aus Dichtmasse und den Photovoltaikzellen 11 besteht, so verpresst, dass zwischen den Glasscheiben 1,2 innerhalb des vom Strang 3, der jetzt die Glasscheiben 1 ,2 miteinander verbindet, definierten Raumes 9 nur noch Gießharz 13 und die Photovoltaikzellen 11 enthalten sind. Sowohl für die Verfahrensvariante gemäß Fig. 1 bis 4, als auch die nachstehend beschriebene Verfahrensvariante gemäß Fig. 5 bis 7 ist im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogen, dass an Stelle von Photovoltaikzellen 1 auf einer Glasscheibe 1 oder 2 oder beiden Glasscheiben 1 und 2 als Bauteile funktionelle Schichten vorgesehen sind. Solche funktionelle Schichten können beispielsweise Schichten sein, die beim Anlegen elektrischer Spannung Licht abgeben, sodass die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Anordnung (Modul) als Leuchtmittel eingesetzt werden kann.
Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird so vorgegangen, dass auf die erste Glasscheibe 1 (Basisscheibe) eine Lage 15 aus gel- artiger oder pastöser Masse, z.B. aus einer Masse auf Basis von Silikon, aufgebracht wird. Bei der in Fig. 5 bis 7 gezeigten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiters in Betracht gezogen den Strang am Rand der Glasscheibe 1 einstückig mit der Lage 15 aus gelartiger oder pastöser Masse auszubilden, wie dies in Fig. 5 für den Strang 17 gezeigt ist. Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 7 sind an der freien Fläche 5 des Stranges
17 Vorsprünge 7 vorgesehen, die insbesondere vom Werkstoff des Stranges 17 also aus pastöser oder gelartiger Masse gebildet sind. Hinzuweisen ist darauf, dass an Stelle der Photovoltaikzellen 11 auf der Glasscheibe 1 funktionelle Schichten vorgesehen sein können (nicht dargestellt).
Auf die Anordnung gemäß Fig. 5 wird im nächsten Schritt der Verfahrensvariante die zweite Glasscheibe 2, die Glasscheibe 1 überdeckend in Stellung gebracht, wobei die Glasscheibe 2 mit ihrer der Glasscheibe 1 zugekehrten Fläche auf den Vorsprüngen 7 aufliegt, sodass so wie bei der Verfahrensvariante gemäß Fig. 1 bis 4 (siehe Fig. 3) zwischen der freien Fläche 5 des Stranges 17 und der Glasscheibe 2 Abstand vorliegt, und der Innenraum 9 evakuiert werden kann.
Bei der in Fig. 5 bis 7 gezeigten Variante ist weiters vorgesehen, dass ein Teil der Masse, die den Innenraum 9 der fertigen Anordnung (Modul) aus zwei Glasscheiben 1, 2 und Photovoltaikzellen 11 bzw. funktionellen Beschichtungen auf einer oder beider der Glasscheiben 1 und 2 teilweise dadurch eingebracht wird, dass auf der der Glasscheibe 1 zugekehrten Fläche der Glasscheibe 2 eine Lage aus gelartiger bzw. pastöser Beschichtung
18 vorgesehen ist. Die Anordnung wie sie in Fig. 6 gezeigt ist wird evakuiert bis im Innenraum 9 der Anordnung der gewünschte Unterdruck herrscht. Diese Anordnung wird dann zwischen Heizplatten 20 einer Presse eingebracht und nach dem Erwärmen die untere Heizplatte 20 an die obere Heizplatte 20 hin vorgeschoben, sodass die Anordnung verpresst wird und schlussendlich die in Fig. 7 (noch zwischen den Heizplatten 20 dargestellte) fertige Anordnung (Modul) erzielt wird, in welcher der gesamte Innenraum 9 zwischen den Glasscheiben 1 und 2 mit gelartiger bzw. pastöser Masse stammend aus den Lagen 15 und 18 ausgefüllt ist.
Dabei ist bei dieser Variante in Betracht gezogen, die Anordnung gemäß Fig. 6 nach dem Evakuieren so weit zu verpressen, sodass die zweite Glasscheibe 2 nicht mehr mit Abstand von der freien Endfläche 5 des Stranges 17 angeordnet ist, sondern über ihren gesamten Umfang ohne Unterbrechung an den Strang 17 anliegt, sodass das Vakuum beim Einbringen der Anordnung zwischen die Heizplatten 20 der Heizpresse gemäß Fig. 7 erhalten bleibt.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden.
Zum Herstellen von Photovoltaikmodulen oder Modulen, die funktionelle Beschichtungen tragen, wird entlang des Außenrandes einer Glasscheibe 1 ein Strang 3 aus Dichtmasse angeordnet und innerhalb des Stranges 3 wenigstens eine Photovoltaikzelle 11 und/oder wenigstens eine funktionelle Beschichtung, beispielsweise eine Licht abgebende Beschich- tung, aufgebracht. Als nächster Schritt wird innerhalb des Stranges 3 auf die Glasscheibe 1 eine Masse 13 aufgebracht. Auf den Strang 3 wird dann mit Abstand von der freien Fläche 5 des Stranges 3 eine zweite Glasscheibe 2 aufgelegt und die Anordnung evakuiert. Die evakuierte Anordnung wird in einer Heizpresse zusammengedrückt, sodass der gesamte Innenraum 9 zwischen den Glasscheiben 1 und 2 sowie innerhalb des Dichtstranges 3 durch Masse 13, die eine pastöse, gelartige Masse, z.B. ein Harz, oder eine Masse auf Basis von Silikon ist, ausgefüllt ist.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Modulen aus zwei Glasscheiben (1, 2) zwischen denen wenigstens eine Photovoltaikzelle (11) und/oder eine funktionelle Schichte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand einer ersten Glasscheibe
(1) ein Strang (3, 17) aufgebracht wird, dass in dem Bereich innerhalb des Stranges (3, 17) eine Masse (13, 15, 18) angeordnet wird, dass eine zweite Glasscheibe (2) auf den Strang (3, 17) mit ein Evakuieren des Innenraumes (9) zwischen den Glasscheiben (1 , 2) erlaubenden Abstand aufgelegt wird, dass die so erhaltene An- Ordnung evakuiert wird und, dass die Glasscheiben (1 , 2) einander angenähert werden bis der gesamte Innenraum durch Masse (13, 15, 18) ausgefüllt und der Innenraum (9) seitlich durch den Strang (3, 17) abgedichtet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der freien Fläche (5) des Stranges (3, 17) Vorsprünge (7) vorgesehen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem freien Rand (5) des Stranges (3, 17) wenigstens eine Vertiefung vorgesehen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Masse (13, 15, 18) eine pastöse, gelartige Masse verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Masse (13, 15, 18) ein Harz, insbesondere ein Gießharz, verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Masse eine Masse auf Basis von Silikon verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (13, 15, 18) in zähflüssiger, pastöser oder granulatförmiger Form in den
Bereich (9) innerhalb des Stranges (3, 17) eingebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse in Form von Schichten (15, 18) auf der ersten Glasscheibe (1) und/oder der zweiten Glasscheibe (2) eingebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des Annäherns der Glasscheiben (1 , 2) das Verteilen der Masse (3, 15, 18) in dem Raum (9) zwischen den Glasscheiben (1 , 2) durch Erwärmen und/oder durch Erzeugen von Schwingungen unterstützt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (17) am Rand der ersten Glasscheibe (1 ) aus dem gleichen Werkstoff besteht wie die Masse (15).
EP12703680.4A 2011-02-21 2012-01-09 Verfahren zum herstellen von modulen Withdrawn EP2678886A2 (de)

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