DE102011083661A1 - Production of a PV-PSA composite by liquid embedding on release film and its use for the production of PV modules - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV Zellen und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (PV-PSA-Verbund), der zur Herstellung von PV-Modulen mit transparenten Kunststoffen oder Glas geeignet ist.The invention describes a process for producing a composite of PV cells and an elastic, self-adhesive embedding compound (PV-PSA composite), which is suitable for the production of PV modules with transparent plastics or glass.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Pressure Sensitive Adhesive(PSA)-Folien mit darin eingebetteten kristallinen oder Dünnschicht-Photovoltaik(PV)-Zellen und die Verwendung dieses Verbunds zur Herstellung von PV-Modulen bzw. PV Halbzeugen.The invention relates to the production of Pressure Sensitive Adhesive (PSA) films with embedded crystalline or thin film photovoltaic (PV) cells and the use of this composite for the production of PV modules or PV semi-finished products.

Zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht als der wichtigsten Quelle erneuerbarer Energien sind Photovoltaik-Module von großem wirtschaftlichen und technischen Interesse.Photovoltaic modules of great economic and technical interest are for the production of energy from sunlight as the most important source of renewable energies.

Der Herstellprozess konventioneller Glas-PV-Module beeinhaltet in der Regel einen Laminierschritt, in dem bei Temperaturen von ca. 140 Grad C ein Stack bestehend aus Glas, EVA-Folie, PV-Strings, EVA-Folie und Glas oder Rückseitenfolie im Vakuum laminiert wird.The manufacturing process of conventional glass PV modules usually includes a laminating step in which a stack consisting of glass, EVA film, PV strings, EVA film and glass or backsheet is vacuum-laminated at temperatures of about 140 degrees C. ,

Dieser Laminierschritt ist zeitaufwändig und teuer (hohe Temperaturen, lange Zykluszeiten, Vakuum). In der DE-Patentanmeldung Nr. 10 2010 030 074.8 wird ein rationelles Kaltlaminationsverfahren mittels PSA zur Herstellung von Kunststoff-PV-Modulen beschrieben, das sich analog auch auf Glas-PV-Module übertragen lässt.This lamination step is time consuming and expensive (high temperatures, long cycle times, vacuum). In the DE patent application no. 10 2010 030 074.8 describes a rational cold lamination process using PSA for the production of plastic PV modules, which can also be transferred analogously to glass PV modules.

Mit diesem Verfahren können daher auch konventionelle Glas-PV-Module sehr viel kostengünstiger hergestellt werden.With this method, therefore, conventional glass PV modules can be produced much cheaper.

In der DE-Patentanmeldung Nr. 10 2010 062 563.0 wird die Herstellung eines PV-PSA-Verbundes beschrieben, der auf beliebige Flächen, z.B. Glas- oder Kunststoffscheiben oder -folien bzw. mit einer Barrierefolie des resultierenden Moduls laminiert werden kann.In the DE patent application no. 10 2010 062 563.0 the production of a PV-PSA composite is described, which can be laminated to any surfaces, such as glass or plastic discs or foils or with a barrier film of the resulting module.

Es wurde nun gefunden, dass die Herstellung des PV-PSA-Verbundes besonders vorteilhaft ist, wenn die Einbettung des PV-Strings in einem ersten Schritt mit einem flüssigen reaktiven Medium auf einem Release-Film oder Transfer-Film erfolgt. Unter einem Release-Film im Sinne der Erfindung versteht man eine Folie, die nach der Fertigstellung des Arbeitsschritts wieder entfernt wird. Nach der Polymerisation des reaktiven Mediums zu einem PSA kann der Release-Film in einem Folgeschritt wieder entfernt und durch eine zweite Schicht des reaktiven Mediums ersetzt werden, so dass die Einbettung des PV-Strings vollständig ist. Unter einem reaktiven Medium versteht man im Zusammenhang mit der Erfindung eine polymerisierbare Mischung aus Monomeren oder aus Präpolymeren und Monomeren.It has now been found that the preparation of the PV-PSA composite is particularly advantageous if the embedding of the PV string is carried out in a first step with a liquid reactive medium on a release film or transfer film. Under a release film in the context of the invention is meant a film which is removed after the completion of the operation again. After the polymerization of the reactive medium into a PSA, the release film can be removed again in a subsequent step and replaced by a second layer of the reactive medium, so that the embedding of the PV string is complete. In the context of the invention, a reactive medium is understood as meaning a polymerizable mixture of monomers or of prepolymers and monomers.

Stand der TechnikState of the art

DE 39 24 393 (Röhm GmbH) beschreibt einen dauerelastischen und druckempfindlichen Haftkleber, der keinen Weichmacher enthält. Der Kleber besteht aus einem unvernetzten Copolymer, aufgebaut aus einem aminogruppenhaltigen, monoethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Monomer und einem Alkylester der (Meth)acrylsäure. DE 39 24 393 (Röhm GmbH) describes a permanently elastic and pressure-sensitive pressure-sensitive adhesive which contains no plasticizer. The adhesive consists of an uncrosslinked copolymer composed of an amino group-containing, monoethylenically unsaturated, radically polymerizable monomer and an alkyl ester of (meth) acrylic acid.

DE 196 53 605 (Röhm GmbH) beschreibt einen Kleber, der aus 55 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% eines (Meth)acrylatcopolymeren aus strukturellen und funktionellen (Meth)acrylatmonomeren besteht, wobei die funktionellen Monomeren tertiäre oder quaternäre Aminogruppen aufweisen und weiter 0,1 Gew.-% bis 45 Gew.-% eines säuregruppenhaltigen Acrylat- oder (Meth)acrylat-Polymeren oder -Copolymeren enthält sowie einen Weichmacher. DE 196 53 605 (Röhm GmbH) describes an adhesive which consists of 55 wt .-% to 99.9 wt .-% of a (meth) acrylate copolymer of structural and functional (meth) acrylate monomers, wherein the functional monomers tertiary or quaternary amino groups and further 0 , 1 wt .-% to 45 wt .-% of an acid group-containing acrylate or (meth) acrylate polymers or copolymers and a plasticizer.

DE 196 53 606 (Röhm GmbH) beschreibt einen Kleber, der aus 55 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% eines (Meth)acrylatcopolymeren aus strukturellen und funktionellen (Meth)acrylatmonomeren besteht, wobei die funktionellen Monomeren tertiäre oder quaternäre Aminogruppen aufweisen und weiter 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% einer organischen Di- oder Tricarbonsäure enthält sowie einen Weichmacher. DE 196 53 606 (Röhm GmbH) describes an adhesive which consists of 55 wt .-% to 99.9 wt .-% of a (meth) acrylate copolymer of structural and functional (meth) acrylate monomers, wherein the functional monomers tertiary or quaternary amino groups and further 0 , 1 wt .-% to 15 wt .-% of an organic di- or tricarboxylic acid and a plasticizer.

Aufgabetask

Erfindungsgemäße Aufgaben sind:

  • 1. die Entwicklung eines PV-Moduls mit gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierten Herstellkosten,
  • 2. die Entwicklung eines PV-Moduls mit gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierten Zykluszeiten,
  • 3. die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens des PV-Moduls, so dass bei der Verfügung der Komponenten keine oder nur eine geringe Energiezufuhr benötigt wird,
  • 4. die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens des PV-Moduls, so dass bei der Verfügung der Komponenten nach Möglichkeit kein Vakuum benötigt wird,
  • 5. blasenfreie Einbettung der PV-Strings im dauerelastischen Haftklebfilm (PSA),
  • 6. möglichst dünne Schicht des Haftklebfilms und
  • 7. einfaches Zusammenfügung des PV-PSA-Verbunds mit den Ober- und Unterseiten des PV-Moduls.
  • 8. Entwicklung eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens für den Verbund, von Rolle zu Rolle
Tasks of the invention are:
  • 1. the development of a PV module with significantly reduced manufacturing costs compared with the prior art,
  • 2. the development of a PV module with significantly reduced cycle times compared with the prior art,
  • 3. the development of a production method of the PV module, so that when the components are available no or only a small energy input is needed,
  • 4. the development of a production process of the PV module, so that when the components are available no vacuum is needed if possible,
  • 5. Bubble-free embedding of the PV strings in the permanently elastic pressure-sensitive adhesive film (PSA),
  • 6. the thinest possible layer of the pressure-sensitive adhesive film and
  • 7. easy assembly of the PV-PSA composite with the top and bottom sides of the PV module.
  • 8. Development of a continuous production process for the composite, from roll to roll

Lösungsolution

Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden wie im folgenden Beispiel gelöst:

  • 1. Schematischer Aufbau des PV-PSA-Verbunds mit Release-Film, s. : Release Film (1a) oder transparente Frontfolie (1b)/ PV-PSA-Verbund (2) bestehend aus: Elastischer Zwischenschicht (2a)/ PV-String (2b)/ Elastischer Zwischenschicht (2c)/ Release Film (3a) oder Rückseitenfolie (3b)
  • 2. Schematischer Aufbau des PV-Moduls, s. : Kunststoff- oder Glas-Scheibe oder transparente Barrierefolie (1)/ PV-PSA-Verbund (2) bestehend aus elastischer Zwischenschicht (2a)/ PV-String (2b)/ elastischer Zwischenschicht (2c) / Rückseite oder Rückseiten-Folie (3)
The objects according to the invention are achieved as in the following example:
  • 1. Schematic structure of the PV-PSA composite with release film, s. Release Movie ( 1a ) or transparent front foil ( 1b ) / PV-PSA composite ( 2 ) consisting of: elastic intermediate layer ( 2a ) / PV String ( 2 B ) / Elastic intermediate layer ( 2c ) / Release movie ( 3a ) or backsheet ( 3b )
  • 2. Schematic structure of the PV module, s. : Plastic or glass pane or transparent barrier film ( 1 ) / PV-PSA composite ( 2 ) consisting of elastic intermediate layer ( 2a ) / PV String ( 2 B ) / elastic intermediate layer ( 2c ) / Backside or backside foil ( 3 )

Der PV-PSA-Verbund (2) muss eine gute Adhäsion zu den Substraten (1) und (3) haben, ebenso müssen die die elastischen Zwischenschichten (2a und 2b) eine gute Adhäsion zum PV-String (2b) aufweisen. The PV-PSA composite ( 2 ) must have a good adhesion to the substrates ( 1 ) and ( 3 ), as well as the elastic intermediate layers ( 2a and 2 B ) a good adhesion to the PV string ( 2 B ) exhibit.

Die Adhäsion kann bei Bedarf durch einen Primer als Haftvermittler verbessert werden. Beispiele geeigneter Materialien für die elastische Zwischenschicht sind Acrylate (DuploColl® VP20618 oder CPT 3000 von Fa. Lohmann), Silicone (Silgel® 612 von Fa. Wacker) oder Polyurethane (Fermadur®-A-180-1-VP1/-B-180 von Fa. Sonderhoff).The adhesion can be improved if necessary by a primer as adhesion promoter. Examples of suitable materials for the elastic intermediate layer are acrylates (Duplocoll ® VP20618 or CPT 3000 from Fa. Lohmann), silicones (Silgel ® 612 from Fa. Wacker) or polyurethanes (FERMADUR ® -A-180-1 VP1 / B-180 from Fa. Sonderhoff).

Als Frontfolie oder Barriereschicht kommen gängige transparente oder nicht transparente Kunststoff-Folien, gegebenenfalls mit einer haftvermittelnden Beschichtung, in Betracht (beispielsweise PET, z.B. Tritan® FX 100 (Eastman), PVF, z.B. Tedlar® (DuPont), ETFE, z.B. LightSwitch® CT1S (Saint-Gobain Solar), PMMA, z.B. PLEX® 8943 F (Evonik Röhm GmbH)).As a front sheet or barrier layer come common transparent or non-transparent plastic film, optionally with an adhesion promoting coating (consider, for example, PET, for example Tritan ® FX 100 (Eastman), PVF, for example, Tedlar ® (DuPont), ETFE, for example, Light Switch ® CT1S (Saint-Gobain solar), PMMA, eg PLEX ® 8943 F (Evonik)).

Als Frontscheibe kommen sowohl Glasscheiben aus Mineralglas als auch transparente Kunststoffscheiben wie z.B. Polymethyl(meth)acrylat, Polycarbonat und andere, gegebenenfalls in Kombination mit haftvermittelnden und bedarfsweise mit UV-Schutz-Schichten ausgerüstete Kunststoffe in Betracht.As windscreen come both glass panes of mineral glass and transparent plastic discs such. Polymethyl (meth) acrylate, polycarbonate and other, optionally in combination with adhesion-promoting and, if necessary, equipped with UV protective layers plastics.

Substrat (3) kann eine Kunststoffplatte (Dicke: 0,5 mm bis 2 cm, gegebenenfalls können auch dickere Platten verwendet werden), eine Kunststofffolie (0,01 mm bis unter 0,5 mm) oder Mineralglas sein.

  • 2. Die Herstellung des PV-PSA-Verbunds (s. ) erfolgt in mehreren Stufen: 2.1. Auflegen des PV-Strings (2b) auf einen Release-Film, der gegebenenfalls. auf einer Stützplatte liegt, 2.2. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2c) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2,0 mm 2.2.1 Aufbringen eines Präpolymeren/Monomer-Gemischs auf den PV-String, der auf dem Release-Film liegt, 2.2.2 Polymerisation und Vernetzung des Präpolymeren/Monomer-Gemischs zur elastischen Zwischenschicht (2c) 2.3. Kaschieren des PSA-Films mit einem weiteren Release-Film (3a) oder mit einer Rückseitenfolie (3b) 2.4. Wenden des einseitig beschichteten PV-PSA-Laminats 2.5. Entfernen des vorher unterseitigen Release-Films 2.6. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2a) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2 mm (Oberseite) 2.6.1 Aufbringen eines Präpolymeren/Monomer-Gemischs auf der noch nicht beschichteten Seite des PV-PSA-Laminats 2.6.2 Polymerisation und Vernetzung des Präpolymeren/Monomer-Gemischs zur elastischen Zwischenschicht (2a) 2.7. Abdeckung der Oberseite mit einer Kaschierfolie (1a) oder mit einer transparenten Frontseitenfolie (1b)
Substrate ( 3 ) can be a plastic plate (thickness: 0.5 mm to 2 cm, possibly thicker plates can be used), a plastic film (0.01 mm to less than 0.5 mm) or mineral glass.
  • 2. The production of the PV-PSA composite (s. ) takes place in several stages: 2.1. Placing the PV string ( 2 B ) on a release movie, if necessary. lying on a support plate, 2.2. Production of a PSA film (elastic intermediate layer 2c ) in the thickness of about 0.05 mm to 2.0 mm 2.2.1 application of a prepolymer / monomer mixture on the PV string, which is on the release film, 2.2.2 polymerization and crosslinking of the prepolymer / monomer Mixture for the elastic intermediate layer ( 2c 2.3. Laminating the PSA film with another release film ( 3a ) or with a backsheet ( 3b 2.4. Turning the one-side coated PV-PSA laminate 2.5. Removing the previously lower-side release movie 2.6. Production of a PSA film (elastic intermediate layer 2a 0.05 mm to 2 mm (top side) 2.6.1 Application of a prepolymer / monomer mixture on the not yet coated side of the PV-PSA laminate 2.6.2 Polymerization and Crosslinking of the Prepolymer / Monomer Mixture to the elastic intermediate layer ( 2a 2.7. Cover of the top with a laminating film ( 1a ) or with a transparent front foil ( 1b )

Bei Verwendung von flexiblen Dünnschichtzellen ist das PV-PSA-Laminat in dieser Form z.B. als Rollenware transportabel.When using flexible thin film cells, the PV-PSA laminate in this form is e.g. as roll goods transportable.

Alternativ kann der PV-PSA-Verbund auch direkt auf eine Glas- oder Kunststoffscheibe oder auf eine Barriere-Folie laminiert werden, wie in dargestellt.

  • 3. Der Herstellprozess des PV-Moduls (s. ) erfolgt durch Lamination des PV-PSA-Laminats in einem moderaten Temperaturbereich (ca. 15 Grad C bis 45 Grad C) auf das jeweilige Substrat. Grundsätzlich ist es möglich, beliebige Substrate als Front- oder Rückseite zu verwenden. Diese können bedarfsweise mit einer haftvermittelnden Beschichtung zu Verbesserung der Klebkraft auf dem Substrat ausgestattet werden.
Alternatively, the PV-PSA composite may also be laminated directly to a glass or plastic disk or to a barrier film as in shown.
  • 3. The manufacturing process of the PV module (s. ) is carried out by lamination of the PV-PSA laminate in a moderate temperature range (about 15 degrees C to 45 degrees C) to the respective substrate. In principle, it is possible to use any substrates as the front or back. If necessary, these can be provided with an adhesion-promoting coating to improve the bond strength on the substrate.

Kommt ein PV-PSA-Laminat mit flexiblen Dünnschichtzellen zum Einsatz, kann die Lamination vorteilhafterweise in einem Rollenlaminator ohne Vakuum stattfinden, z.B. auf eine Glasscheibe oder auf eine transparente Kunststoffscheibe.If a PV-PSA laminate with flexible thin-film cells is used, the lamination may advantageously take place in a roll laminator without vacuum, e.g. on a glass pane or on a transparent plastic pane.

Ein PV-PSA-Laminat mit kristallinen Zellen kann alternativ im Vakuum-Laminator aufgebracht werden.A PV-PSA laminate with crystalline cells may alternatively be applied in the vacuum laminator.

Die Herstellung des PV-Moduls erfolgt in mehreren Stufen:

  • 1. Rollenlamination 1.1. Dekaschierung des Release-Films der Ober- oder Unterseite des PV-PSA-Laminats. 1.2. Zufuhr des PV-PSA-Laminats und Rollen-Lamination auf dem Substrat (1 oder 3) Die folgenden Schritte sind optional: 1.3. Dekaschierung des noch verbleibenden Release-Films. 1.4. Zufuhr und Rollen-Lamination auf dem Substrat (1 oder 3). Alternativ:
  • 2. Vakuum-Lamination 1.1. Dekaschierung des Release-Films der Ober- oder Unterseite des PV-PSA-Laminats. 1.2. Beschickung des Vakuum-Laminators mit dem Substrat (1 oder 3) und dem auf Abstand gehaltenen PV-PSA-Laminats, dessen offene PSA-Klebschicht dem Substrat zugewandt ist. 1.3. Evakuierung des Laminators und Zusammenfügen von Substrat und PV-PSA-Laminat im Vakuum. 1.4. Belüftung und Entnahme des PV-Moduls
The PV module is produced in several stages:
  • 1. Roller lamination 1.1. Decap the release film of the top or bottom of the PV-PSA laminate. 1.2. Supply of PV-PSA laminate and roll lamination on the substrate (1 or 3) The following steps are optional: 1.3. Decapitation of the remaining release film. 1.4. Feed and roll lamination on the substrate (1 or 3). Alternative:
  • 2. Vacuum Lamination 1.1. Decap the release film of the top or bottom of the PV-PSA laminate. 1.2. Charging the vacuum laminator with the substrate (1 or 3) and the spaced PV-PSA laminate whose open PSA adhesive layer faces the substrate. 1.3. Evacuation of the laminator and assembly of substrate and PV-PSA laminate in vacuum. 1.4. Ventilation and removal of the PV module

Die folgenden Schritte sind optional:

  • 1.5. Dekaschierung des noch verbleibenden Release-Films.
  • 1.6. Beschickung des Vakuum-Laminators mit dem Substrat (1 oder 3) und dem auf Abstand gehaltenen PV-PSA-Laminats.
  • 1.7. Evakuierung des Laminators und Zusammenfügen von Substrat und PV-PSA-Laminat.
  • 1.8. Belüftung und Entnahme des PV-Moduls
The following steps are optional:
  • 1.5. Decapitation of the remaining release film.
  • 1.6. Charging the vacuum laminator with the substrate (1 or 3) and the spaced PV-PSA laminate.
  • 1.7. Evacuation of the laminator and assembly of substrate and PV-PSA laminate.
  • 1.8. Ventilation and removal of the PV module

An die Herstellung der so erhaltenen PV-Halbzeuge oder -Module schließt sich die Konfektionierung an, wie z.B. das Setzen der elektrischen Kontakte und der Anschlussdosen.The manufacture of the PV semi-finished products or modules thus obtained is followed by the assembly, as described, for example, in US Pat. the setting of the electrical contacts and the junction boxes.

AbkürzungenAbbreviations

ETFEETFE Ethylen-Tetrafluorethylen-CopolymerETFE copolymer EVAEVA Ethylen-Vinylacetat-CopolymerEthylene-vinyl acetate copolymer PCPC Polycarbonatpolycarbonate PETPET Polyethylenterephthalatpolyethylene terephthalate PMMAPMMA Polymethyl(meth)acrylatPolymethyl (meth) acrylate PSAPSA Pressure Sensitive AdhesivePressure Sensitive Adhesive PVPV Photovoltaikphotovoltaics PVFPVF Polyvinylidenfluoridpolyvinylidene fluoride

BeispieleExamples

Beispiel 1: Herstellung eines PV-PSA-Laminats aus flexiblen Zellen mit einseitigem Release-FilmExample 1: Preparation of a PV-PSA laminate of flexible cells with single-sided release film

Ein handelsübliches einseitig Teflon-beschichtetes Papier (Release-Film) wird auf einer stabilen Trägerplatte mittels doppelseitigem Klebeband befestigt.A commercially available unilaterally Teflon-coated paper (release film) is attached to a stable support plate by means of double-sided adhesive tape.

Auf das Teflon-beschichtete Papier wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer Kunststoff-Folie geklebt. Ein String aus verlöteten flexiblen PV-Zellen (CIGS-Zellen auf Edelstahlfolie, CIGS (auch CIGSSe oder CIS) steht für Cu(In,Ga)(S,Se)2 und ist eine Dünnschichttechnologie für Solarzellen und steht als Abkürzung für die verwendeten Elemente Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen. In der Anwendung werden verschiedene Kombinationen dieser Elemente verwendet: Die wichtigsten Beispiele sind Cu(In,Ga)Se2 (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) oder CuInS2 (Kupfer-Indium-Disulfid)) wird mit der photoaktiven Seite nach unten in die vom Rahmen umgebene Fläche gelegt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A/B = 1/1) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der Vernetzungsreaktion (ca. 1 bis 2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt, eine Folie aus Polyethylen/Alu-Verbund (Rückseitenfolie) über die Fläche gerollt und in einem Rollenlaminator angepresst.On the Teflon-coated paper, a 0.5 mm thick frame made of a plastic film is glued. A string of soldered flexible PV cells (CIGS cells on stainless steel foil, CIGS (also CIGSSe or CIS) stands for Cu (In, Ga) (S, Se) 2 and is a thin-film technology for solar cells and stands as an abbreviation for the elements used Copper, indium, gallium, sulfur and selenium are used in various combinations of these elements: The most important examples are Cu (In, Ga) Se 2 (copper indium gallium diselenide) or CuInS 2 (copper indium disulfide )) is placed with the photoactive side down in the area surrounded by the frame. At one edge of the surface, the premixed reaction resin (eg silicone, Silgel 612 A / B = 1/1) is applied and stripped off with a doctor blade. After the crosslinking reaction (about 1 to 2 h at RT), the frame is removed, a polyethylene / aluminum composite (backsheet) film is rolled over the surface and pressed into a roll laminator.

Der so hergestellte Verbund wird von der Trägerplatte gelöst und auf den Rücken gedreht. Das Teflon-Papier wird entfernt und die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert. Nach der Reaktion wird das Teflon-Papier über die Fläche gerollt und angepresst. Das so hergestellte PV-PSA-Laminat kann nun transportiert, gerollt und gelagert werden.The composite thus produced is released from the carrier plate and rotated on the back. The Teflon paper is removed and the second layer of reaction resin is applied and polymerized as described above. After the reaction, the Teflon paper is rolled over the surface and pressed. The PV-PSA laminate thus produced can now be transported, rolled and stored.

Beispiel 2: Herstellung eines PV-Moduls aus dem PV-PSA-LaminatExample 2: Production of a PV module from the PV-PSA laminate

Von dem in Bsp 1. hergestellten PV-PSA-Laminat wird das Teflon-Papier abgezogen. Das PV-PSA- Laminat wird über eine Laminatorwalze (Rückseitenfolie zeigt zur Walze) auf eine 5 mm dicke PLEXIGLAS®-Platte laminiert. Alternativ kann auch eine Platte aus anderen transparenten Werkstoffen, z.B. Glas oder Polycarbonat verwendet werden.From the PV-PSA laminate produced in Example 1, the Teflon paper is peeled off. The PV laminate is PSA (which shows back-side film to the roller) by a laminator on a 5 mm thick PLEXIGLAS ® panel laminated. Alternatively, a plate of other transparent materials, such as glass or polycarbonate can be used.

Alternativ kann das PV-PSA-Laminat aus Bsp. 1 direkt nach dem Aufbringen und der Reaktion der zweiten Lage Reaktionsharz auf die transparente Platte laminiert werden.Alternatively, the PV-PSA laminate of Ex. 1 may be laminated to the transparent plate immediately after application and reaction of the second layer of reaction resin.

Beispiel 3: Herstellung eines PV-Moduls auf einer PLEXIGLAS®-Platte Example 3: Production of a PV Module on a PLEXIGLAS ® Sheet

Auf eine 5 mm dicke PLEXIGLAS®-Platte wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer Kunststoff-Folie geklebt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A/B = 1/1) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der Vernetzungsreaktion zur Haftschicht (ca. 1–2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt und der String aus flexiblen PV-Zellen mit der photoaktiven Seite zur PLEXIGLAS®-Platte über eine Laminatorwalze auf die Haftschicht abgerollt, wobei die Walze die Haftschicht nicht berührt. Anschließend wird die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert.On a 5 mm thick PLEXIGLAS ® plate, a 0.5 mm thick frame made of a plastic film is glued. At one edge of the surface, the premixed reaction resin (eg silicone, Silgel 612 A / B = 1/1) is applied and stripped off with a doctor blade. After the crosslinking reaction to the adhesive layer (about 1-2 h at RT), the frame is removed and the string of flexible PV cells with the photoactive side to the PLEXIGLAS ® plate unrolled over a laminator on the adhesive layer, the roller does not the adhesive layer touched. Subsequently, the second layer of reaction resin is applied and polymerized as described above.

Um eine blasenfreien Aufbringung des Strings auf die Haftschicht zu gewährleisten, kann über eine zweite Rolle ein Teflonpapier auf der Rückseite des Strings in den Laminator gezogen werden. In diesem Fall kann der Anpressdruck der Laminatorwalze nach Bedarf eingestellt werden. Das Teflonpapier wird vor dem Aufbringen der zweiten Lage des Reaktionsharzes wieder entfernt.In order to ensure a bubble-free application of the string to the adhesive layer, a Teflon paper on the back of the string can be pulled into the laminator via a second roller. In this case, the pressure of the laminator roller can be adjusted as needed. The Teflon paper is removed again before applying the second layer of the reaction resin.

Besipiel 4: Herstellung eines PV-Moduls mit kristallinen ZellenExample 4: Preparation of a PV module with crystalline cells

Ein handelsübliches einseitig Teflon-beschichtetes Papier (Release-Film) wird auf einer stabilen Trägerplatte mittels doppelseitigem Klebeband befestigt.A commercially available unilaterally Teflon-coated paper (release film) is attached to a stable support plate by means of double-sided adhesive tape.

Auf das Teflon-beschichtete Papier wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer Kunststoff-Folie geklebt. Ein String aus verlöteten kristallinen PV-Zellen wird mit der photoaktiven Seite nach unten in die vom Rahmen umgebene Fläche gelegt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A/B = 1/1) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der Vernetzungsreaktion (ca. 1–2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt, eine Folie aus Polyethylen/Alu-Verbund (Rückseitenfolie) über die Fläche gerollt und in einem Rollenlaminator angepresst.On the Teflon-coated paper, a 0.5 mm thick frame made of a plastic film is glued. A string of soldered crystalline PV cells is placed with the photoactive side down in the area surrounded by the frame. At one edge of the surface, the premixed reaction resin (e.g., silicone, Silgel 612 A / B = 1/1) is applied and stripped off. After the crosslinking reaction (about 1-2 hours at RT), the frame is removed, a polyethylene / aluminum composite (backsheet) film is rolled over the surface and pressed into a roll laminator.

Der so hergestellte Verbund wird von der Trägerplatte gelöst und auf den Rücken gedreht. Dabei wird der Verbund durch eine zweite Trägerplatte auf der Rückseite gestützt. Das Teflon-Papier wird entfernt und die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert. The composite thus produced is released from the carrier plate and rotated on the back. The composite is supported by a second carrier plate on the back. The Teflon paper is removed and the second layer of reaction resin is applied and polymerized as described above.

Der so erhaltene Verbund wird mit der nach oben zeigenden offenen Haftklebschicht in eine Vakuum-Kammer gebracht, in der in einer über dem PV-PSA-Verbund befindlichen Haltvorrichtung eine 5mm dicke PLEXIGLAS®-Platte waagrecht fixiert ist. Nach dem Evakuieren wird der PV-PSA-Verbund über eine Hubvorrichtung flächig mit der PLEXIGLAS®-Platte in Kontakt gebracht und laminiert.The composite thus obtained is contacted with the upwardly facing open pressure sensitive adhesive layer in a vacuum chamber, in which within an opening located above the PV-PSA composite support device, a 5mm thick PLEXIGLAS ® panel is horizontally fixed. After evacuation, the PV-PSA composite is brought into contact with the PLEXIGLAS ® sheet over a lifting device and laminated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Abb. 1:

1a
Release Film
1b
Transparente Frontfolie
2
PV-PSA-Verbund, bestehend aus (2a), (2b) u. (2c)
2a
Elastische Zwischenschicht
2b
PV-String
2c
Elastische Zwischenschicht
3a
Release Film
3b
Rückseitenfolie
Abb. 2:
1
Transparente Frontscheibe oder -folie
2
PV-PSA-Verbund, bestehend aus (2a), (2b) u. (2c)
2a
Elastische Zwischenschicht
2b
PV-String
2c
Elastische Zwischenschicht
3
Rückseite
Abb. 3:
1
transparente Trägerschicht, Kunststoffscheibe
2a
Elastische Haftschicht I
2b
Elastische Haftschicht II
3
Rückseitenfolie
4
Auftragsdüsen
5
PV-Zellen
Fig. 1:
1a
Release movie
1b
Transparent front foil
2
PV-PSA composite consisting of ( 2a ) 2 B u. ( 2c )
2a
Elastic interlayer
2 B
PV string
2c
Elastic interlayer
3a
Release movie
3b
Back sheet
Fig. 2:
1
Transparent windscreen or foil
2
PV-PSA composite consisting of ( 2a ) 2 B u. ( 2c )
2a
Elastic interlayer
2 B
PV string
2c
Elastic interlayer
3
back
Fig. 3:
1
transparent carrier layer, plastic disc
2a
Elastic adhesive layer I
2 B
Elastic adhesive layer II
3
Back sheet
4
application nozzles
5
PV cells

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (12)

Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV-Zellen und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (PV-PSA-Verbund), dadurch gekennzeichnet, dass die PV-Zellen in mehreren Stufen mit der flüssigen, polymerisierbaren Einbettungsmasse beschichtet werden und die Einbettungsmasse schichtweise polymerisiert wird.A process for producing a composite of PV cells and an elastic, self-adhesive embedding mass (PV-PSA composite), characterized in that the PV cells are coated in several stages with the liquid, polymerizable embedding mass and the embedding mass is polymerized in layers. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stufe des PV-PSA-Verbunds auf einem Release-Film polymerisiert wird.A method according to claim 1, characterized in that at least one stage of the PV-PSA composite is polymerized on a release film. Verfahren gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Release-Film auf einer Stützplatte liegt.A method according to claim 2, characterized in that the release film is on a support plate. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als polymerisierbare Einbettungmasse ein Silikonharz verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that a silicone resin is used as the polymerizable embedding mass. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als polymerisierbare Einbettungmasse ein Polyurethanharz verwendet wird.A method according to claim 1, characterized in that a polyurethane resin is used as the polymerizable embedding mass. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als polymerisierbare Einbettungmasse ein Acrylatharz verwendet wird. A method according to claim 1, characterized in that an acrylate resin is used as the polymerizable embedding mass. Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV-Zellen und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (PV-PSA-Verbund), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Auflegen des PV-Strings (2b) auf einen Release-Film, b. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2c) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2,0 mm, i. Aufbringen der polymerisierbaren Einbettungsmasse auf den PV-String, der auf dem Release-Film liegt, ii. Polymerisation und Vernetzung der polymerisierbaren Einbettungsmasse zur elastischen Zwischenschicht (2c), c. Kaschieren des PSA-Films mit einem weiteren Release-Film (3a) oder mit einer Rückseitenfolie (3b), d. Wenden des einseitig beschichteten PV-PSA-Laminats, e. Entfernen des vorher unterseitigen Release-Films, f. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2a) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2 mm (Oberseite), i. Aufbringen der polymerisierbaren Einbettungsmasse auf der noch nicht beschichteten Seite des PV-PSA-Laminats, ii. Polymerisation und Vernetzung der polymerisierbaren Einbettungsmasse zur elastischen Zwischenschicht (2a), g. Abdeckung der Oberseite mit einer Kaschierfolie (1a) oder mit einer transparenten Frontseitenfolie (1b).Process for producing a composite of PV cells and an elastic, self-adhesive embedding compound (PV-PSA composite), characterized by the following steps: a. Placing the PV string ( 2 B ) on a release movie, b. Production of a PSA film (elastic intermediate layer 2c ) in the thickness of about 0.05 mm to 2.0 mm, i. Applying the polymerizable encapsulant to the PV string lying on the release film, ii. Polymerization and Crosslinking of the Polymerizable Embedding Composition to the Elastic Intermediate Layer ( 2c c. Laminating the PSA film with another release film ( 3a ) or with a backsheet ( 3b ), d. Turning the one-side coated PV-PSA laminate, e. Removing the previously lower-side release movie, f. Production of a PSA film (elastic intermediate layer 2a ) in the thickness of about 0.05 mm to 2 mm (top), i. Applying the polymerizable embedding compound on the not yet coated side of the PV-PSA laminate, ii. Polymerization and Crosslinking of the Polymerizable Embedding Composition to the Elastic Intermediate Layer ( 2a g. Cover of the top with a laminating film ( 1a ) or with a transparent front foil ( 1b ). Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls, dadurch gekennzeichnet, dass ein nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 hergestelltes PV-PSA-Laminat nach Entfernen eines Release-Films auf eine Trägerplatte aufgebracht wird. A process for the preparation of a PV module, characterized in that a produced according to one of the claims 1 to 7 PV-PSA laminate is applied after removal of a release film on a support plate. Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das PV-PSA-Laminat in einem kontinuierlichen Verfahren aufgebracht wird.Process for producing a PV module according to claim 8, characterized in that the PV-PSA laminate is applied in a continuous process. Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das PV-PSA-Laminat im Vakuum aufgebracht wird.Process for producing a PV module according to claim 8, characterized in that the PV-PSA laminate is applied in a vacuum. PV-Modul, das nach einem der Patentansprüche 1–10 hergestellt wurde.PV module made according to any one of claims 1-10. PV-Modul, erhältlich nach einem der Patentansprüche 1 bis 10.PV module, obtainable according to one of the claims 1 to 10.
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