DE102018114135A1 - Method of manufacturing a photovoltaic module - Google Patents

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Marcel Kühne
Stephanie Kunath
Michael Mette
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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls umfasst: Bereitstellen (S110) eines Rückseitensubstrats (110); Aufbringen (S120) von zumindest einer Photovoltaikzelle (130) auf das Rückseitensubstrats (110); Aufbringen (S130) von aushärtbarem Abstützmaterial (140) in einem Randbereich (R) seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) auf das Rückseitensubstrat (110); Aufbringen (S140) einer Glasschicht (120) auf die Photovoltaikzelle (130) und dem Abstützmaterial (140); Aushärten (S150) des Abstützmaterial (140); und Laminieren (S160) des gestapelten Rückseitensubstrats (110), der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) mit dem ausgehärteten seitlichen Abstützmaterial (140) und der Glasschicht (120). Das ausgehärtete Abstützmaterial (140) weist eine Härte auf, die einen Mindestabstand zwischen dem Rückseitensubstrat (110) und der Glasschicht (120) während des Laminierens (S150) gewährleistet.A method of manufacturing a photovoltaic module comprises: providing (S110) a backside substrate (110); Applying (S120) at least one photovoltaic cell (130) to the rear substrate (110); Applying (S130) curable support material (140) in an edge region (R) laterally next to the at least one photovoltaic cell (130) on the rear substrate (110); Applying (S140) a glass layer (120) to the photovoltaic cell (130) and the support material (140); Curing (S150) the support material (140); and laminating (S160) the stacked backside substrate (110), the at least one photovoltaic cell (130) with the hardened side support material (140) and the glass layer (120). The hardened support material (140) has a hardness that ensures a minimum distance between the backside substrate (110) and the glass layer (120) during lamination (S150).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls und insbesondere auf ein Glas-Glas-Laminat, das durch eine Einbindung von aushärtendem Material in das Einbettungsmaterial eine Kantenverpressung des Glas-Glas-Laminats verhindert.The present invention relates to a method for producing a photovoltaic module and in particular to a glass-glass laminate, which prevents an edge compression of the glass-glass laminate by incorporating hardening material in the embedding material.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Photovoltaikmodule werden häufig als Laminate hergestellt, wobei das Laminat beispielsweise aus einem Materialstapel mit einem Vorderseitenglas (Lichteinfallsseite), einem Einkapselungsmaterial, Photovoltaikzellen und eine stabile Rückseitenfolie gebildet wird. Darüber hinaus gibt es auch Glas-Glas-Module mit einem Vorderseitenglas und einem Rückseitenglas, zwischen denen die Photovoltaikzellen in dem Einkapselungsmaterial als Laminat eingebettet werden. Bei der Lamination kommt es häufig zu sogenannten Eckverpressungen von zumindest einem der Gläser.Photovoltaic modules are often manufactured as laminates, the laminate being formed, for example, from a material stack with a front glass (light incidence side), an encapsulation material, photovoltaic cells and a stable back film. In addition, there are also glass-glass modules with a front glass and a rear glass, between which the photovoltaic cells are embedded in the encapsulation material as a laminate. During lamination, so-called corner pressing of at least one of the glasses often occurs.

4A und 4B veranschaulichen das Problem der Eckverpressungen von Modulen, die ein Vorderseitenglas 401, ein Rückseitensubstrat 402 (Glassubstrat oder Rückseitenfolie) aufweisen, zwischen denen die Photovoltaikzellen 410 in dem Einkapselungsmaterial 430 eingebettet sind. Die bei der Lamination wirkende Kraft kann zu einem Verbiegen des Vorderseitenglases 401 und/oder des Rückseitensubstrates 402 führen, was anschließend Rückstellkräfte F verursacht. 4A and 4B illustrate the problem of corner grouting of modules using a front glass 401 , a backside substrate 402 (Glass substrate or backsheet) between which the photovoltaic cells 410 in the encapsulation material 430 are embedded. The force acting on the lamination can cause the front glass to bend 401 and / or the backside substrate 402 lead, which then causes restoring forces F.

In der 4A ist das Beispiel gezeigt, bei dem das Rückseitensubstrat 402 sich nicht verbiegt, während das darüber angeordnete Vorderseitenglas 401 sich durch die Kraft bei der Lamination verbiegt, sodass nach der Lamination eine Rückstellkraft F wirkt. In der 4B ist der Fall gezeigt, bei dem sowohl das Vorderseitenglas 401 als auch das Rückseitensubstrat 402 sich infolge der Lamination verbiegen. Ursache hierfür sind Gummianpressmatten, die im Laminator oben und unten ausgebildet sind.In the 4A the example is shown in which the backside substrate 402 does not bend while the front glass located above it 401 bends due to the force of the lamination, so that a restoring force F acts after the lamination. In the 4B the case is shown in which both the front glass 401 as well as the backside substrate 402 bend as a result of the lamination. The reason for this are rubber pressure mats, which are formed in the laminator at the top and bottom.

Die Rückstellkräfte F bergen ein enormes Risiko, da sie die Langzeitstabilität des Photovoltaikmoduls gefährden. So können sich zum Beispiel in einem Abstand L vom Rand Hohlräume 405 in dem Einbettungsmaterial 430 bilden, da z.B. das Vorderseitenglas 401 und/oder das Rückseitensubstrat 402 in diesem Abstand L nach oben gedrückt werden/wird (siehe 4A). Die Rückstellkräfte F können außerdem zu einer späteren Delamination führen. Als Folge können sich Spalte oder Risse in der Nähe der Photovoltaikzellen 410 bilden, die wiederum ein Eindringen von Feuchtigkeit begünstigen. Schließlich wird - infolge der variierenden Laminatdicke - die Zuverlässigkeit des Rahmungsprozesses beeinträchtigt.The restoring forces F pose an enormous risk because they endanger the long-term stability of the photovoltaic module. For example, cavities can form at a distance L from the edge 405 in the embedding material 430 form because, for example, the front glass 401 and / or the backside substrate 402 are pressed upwards at this distance L (see 4A) , The restoring forces F can also lead to later delamination. As a result, there may be gaps or cracks near the photovoltaic cells 410 form, which in turn promote the penetration of moisture. Finally - due to the varying laminate thickness - the reliability of the framing process is impaired.

Diese unerwünschten Verspannungen treten insbesondere an den zellfreien Eckbereichen des Moduls auf, sodass dort die Gefahr der Risse oder Hohlräume 405 besonders akut ist. Messungen haben ergeben, dass bei einem normalen Abstand zwischen dem Vorderseitenglas 401 und dem Rückseitensubstrat von beispielsweise 6,5 mm dieser Abstand in Eckbereichen auf 5,5 mm und entlang der Ränder auf 6,1 mm sinken kann. In Ähnlicher Weise kann der Abstand L im Randbereich der langen Seite 60mm, entlang der kurzen Seite 70 mm und für den Eckbereich bis zu 100 mm betragen. Somit reichen die Spannungen bis tief ins Innere des Photovoltaikmoduls.These undesirable tensions occur in particular at the cell-free corner areas of the module, so that there is a risk of cracks or cavities 405 is particularly acute. Measurements have shown that at a normal distance between the front glass 401 and the backside substrate of, for example, 6.5 mm, this distance can decrease to 5.5 mm in corner regions and to 6.1 mm along the edges. Similarly, the distance L can be 60 mm in the edge region on the long side, 70 mm along the short side and up to 100 mm for the corner region. The voltages thus reach deep inside the photovoltaic module.

Dieses Problem wurde bisher dadurch gelöst, dass zum Beispiel Distanzleisten in der Nähe der Ränder genutzt werden (siehe DE 100 50 612 A1 ), um den Abstand zwischen dem Vorderseitenglas und dem Rückseitensubstrat fest einzustellen. Eine gezielte Vermeidung von Eckverpressungen ist damit möglich. Ein Nachteil solcher Abstandhalter besteht aber darin, dass damit nicht immer genau der richtige Abstand eingestellt wird, da herstellungsbedingt immer Schwankungen vorliegen. Da Außerdem für diese bekannten Abstandhalter häufig Metall genutzt wird (wegen der hohen Festigkeit), kommt es während der späteren Nutzung zu enorme thermische Spannungen. Daher werden solche Abstandhalter nach der Lamination in der Regel wieder entfernt. Dies stellt einen enormen Aufwand dar.So far, this problem has been solved by using spacer strips near the edges (see DE 100 50 612 A1 ) to fix the distance between the front glass and the back substrate. A targeted avoidance of corner pressing is possible. However, a disadvantage of such spacers is that they do not always set the correct distance, since there are always fluctuations due to the manufacturing process. In addition, since metal is often used for these known spacers (because of the high strength), enormous thermal stresses occur during later use. Such spacers are therefore usually removed again after lamination. This is an enormous effort.

Daher besteht ein Bedarf nach verbesserten Photovoltaikmodullaminaten, die die obengenannten Probleme vermeidet.There is therefore a need for improved photovoltaic module laminates that avoid the above problems.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls nach Anspruch 1 und ein Photovoltaikmodul nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1.The above-mentioned object is achieved by a method for producing a photovoltaic module according to claim 1 and a photovoltaic module according to claim 8. The dependent claims relate to advantageous developments of the method according to claim 1.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

  • - Bereitstellen eines Rückseitensubstrats (z.B. aus Glas);
  • - Aufbringen von zumindest einer Photovoltaikzelle auf das Rückseitensubstrat;
  • - Aufbringen von aushärtbarem Abstützmaterial in einem Randbereich seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle auf das Rückseitensubstrat;
  • - Aufbringen einer Glasschicht auf die Photovoltaikzelle und dem Abstützmaterial;
  • - Aushärten des Abstützmaterial; und
  • - Laminieren des gestapelten Rückseitensubstrats, der zumindest einen Photovoltaikzelle mit dem ausgehärteten seitlichen Abstützmaterial und der Glasschicht.
The present invention relates to a method for producing a photovoltaic module. The process comprises at least the following steps:
  • - Providing a backside substrate (eg made of glass);
  • - Application of at least one photovoltaic cell on the back substrate;
  • - Application of hardenable support material in an edge area to the side of the at least one photovoltaic cell on the back substrate;
  • - Application of a glass layer on the photovoltaic cell and the support material;
  • - hardening of the support material; and
  • - Laminating the stacked rear substrate, the at least one photovoltaic cell with the hardened lateral support material and the glass layer.

Es ist ebenfalls möglich, dass die Photovoltaikzellen und das Abstützmaterial auf die Glasschicht aufgebracht werden und danach das Rückseitensubstrat auf die Photovoltaikzellen und dem Abstützmaterial ausgebildet wird.It is also possible for the photovoltaic cells and the support material to be applied to the glass layer and then for the rear-side substrate to be formed on the photovoltaic cells and the support material.

Das ausgehärtete Abstützmaterial weist eine Härte auf, die einen Mindestabstand zwischen der Glasschicht und dem Rückseitensubstrat während des Laminierens gewährleistet.The cured support material has a hardness that ensures a minimum distance between the glass layer and the backside substrate during lamination.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als Laminat der verpresste und abgedichtete Schichtstapel mit zumindest dem Rückseitensubstrat, einer Glasschicht, den/der Photovoltaikzelle(n), einem möglichen Einkapselungsmaterial und dem Abstandshalter bezeichnet.In the context of the present invention, the pressed and sealed layer stack with at least the rear substrate, a glass layer, the photovoltaic cell (s), a possible encapsulation material and the spacer is referred to as laminate.

Optional umfasst der Schritt des Aushärtens ein Bestrahlen des aushärtbaren Abstützmaterials, wobei insbesondere eine UV-Strahlung oder eine andere elektromagnetische Strahlung, die das Aushärten beschleunigt, genutzt werden kann. Optional ist das aushärtbare Abstützmaterial ein selbsthärtendes Material, wobei insbesondere ein Harz genutzt werden kann (z.B. ein 2-Komponentenharz). Da die Selbstaushärtung eine gewisse Zeit braucht, kann der Schritt des Aushärtens in diesem Fall durch eine zeitliche Abfolge der Schritte ausgeführt werden, bei der das Laminieren erst nach einer Aushärtung des selbsthärtenden Materials ausgeführt wird.Optionally, the hardening step comprises irradiating the hardenable support material, in particular UV radiation or another electromagnetic radiation which accelerates hardening can be used. Optionally, the hardenable support material is a self-hardening material, whereby in particular a resin can be used (e.g. a 2-component resin). In this case, since the self-hardening takes a certain time, the hardening step can be carried out by a sequence of steps in which the lamination is carried out only after the self-hardening material has hardened.

Optional umfasst der Schritt des Aufbringens des Abstützmaterials ein Aufbringen einer Paste (oder eines Gels oder eines anderen dickflüssigen Materials) in mehreren Bereichen, insbesondere in Eckbereichen des Photovoltaikmoduls. Beispielsweise kann das Abstützmaterial punktförmig mit einer Punktdichte aufgebracht werden (z.B. mittels einer oder mehrerer Düsen), wobei die Punktdichte in den Eckbereichen größer gewählt werden kann als in anderen Randbereichen des Photovoltaikmoduls. Die Stabilität der nach der Aushärtung entstehenden Abstandshalter kann an die zu erwartende Krafteinwirkung angepasst werden. Beispielsweise können in Eckbereichen mehrere Bereiche ausgebildet werden, sodass Eckverpressungen nicht auftreten können. Das Aufbringen und das Aushärten des Einbettungsmaterial kann maschinell bzw. automatisch erfolgen, sodass im Gegensatz zu konventionellen Verfahren ein manuelles Ein- und Ausbringen von Eckabstandshaltern nicht erforderlich ist.Optionally, the step of applying the support material comprises applying a paste (or a gel or another viscous material) in several areas, in particular in corner areas of the photovoltaic module. For example, the support material can be applied in a point shape with a point density (e.g. by means of one or more nozzles), the point density in the corner areas being able to be chosen larger than in other edge areas of the photovoltaic module. The stability of the spacers created after curing can be adapted to the expected force. For example, several areas can be formed in corner areas so that corner pressing cannot occur. The embedding material can be applied and hardened mechanically or automatically, so that, in contrast to conventional methods, manual insertion and removal of corner spacers is not necessary.

Optional ist des Rückseitensubstrat eine weitere Glasschicht, sodass das Photovoltaikmodul insbesondere ein Glas-Glas-Modul ist.Another glass layer of the rear substrate is optional, so that the photovoltaic module is in particular a glass-glass module.

Außerdem kann vor dem Schritt des Laminierens Einkapselungsmaterial zwischen dem Rückseitensubstrat und der Glasschicht aufgebracht werden, wobei das Laminieren ein zumindest teilweises Verschmelzen des Einkapselungsmaterials mit dem Abstützmaterial umfasst, um eine dichte Einbettung der zumindest einen Photovoltaikzelle zu erreichen. Das Einkapselungsmaterial kann beispielsweise Ethylenvinylacetat oder Silikon oder Polyvinylbutyral aufweisen.In addition, encapsulation material can be applied between the backside substrate and the glass layer prior to the lamination step, the lamination comprising at least partially fusing the encapsulation material with the support material in order to achieve a tight embedding of the at least one photovoltaic cell. The encapsulation material can include, for example, ethylene vinyl acetate or silicone or polyvinyl butyral.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Photovoltaikmodul mit einem Rückseitensubstrat und einer Glasschicht, zumindest einer Photovoltaikzelle, die zwischen dem Rückseitensubstrat und der Glasschicht angeordnet ist; und einem Abstandshalter aus einem aushärtbaren Material (z.B. UV-härtendes Material oder ein Harz). Der Abstandshalter ist in einem Randbereich seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle zwischen dem Rückseitensubstrat und der Glasschicht ausgebildet, um einen Mindestabstand zwischen dem Rückseitensubstrat und der Glasschicht beim Laminieren zu gewährleisten.The present invention also relates to a photovoltaic module with a rear substrate and a glass layer, at least one photovoltaic cell, which is arranged between the rear substrate and the glass layer; and a spacer made of a curable material (e.g. UV curing material or a resin). The spacer is formed in an edge area laterally next to the at least one photovoltaic cell between the rear substrate and the glass layer in order to ensure a minimum distance between the rear substrate and the glass layer during lamination.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lösen somit zumindest einen Teil der eingangs erwähnten Probleme dadurch, dass in den Eck- und/oder Randbereichen ein oder mehrere Regionen mit einem besonderen Abstützmaterial ausgebildet werden, die zum Beispiel als Paste oder dickflüssig aufgetragen werden und vor dem Laminieren (nach dem Aufsetzen der Glasschicht) aushärtet werden. Das Aushärten kann beispielsweise durch eine Bestrahlung mit einer UV-Strahlung (oder anderer Härtungsverfahren) geschehen. Damit wird das Abstützmaterial während der Modulherstellung derart deformiert, dass es genau die Dicke aufweist, die dem Abstand zwischen dem Rückseitensubstrat und der Glasscheibe entspricht. Die beispielhafte UV-Aushärtung fixiert diesen Abstand, sodass in der nachfolgenden Lamination Eckverpressungen vermieden werden. Dieses Verfahren kann für verschiedene Photovoltaikmodule genutzt werden und ist nicht auf einen vorbestimmten Abstand zwischen den gegenüberliegenden Rückseitensubstrat und der Glasscheibe eingeschränkt.Exemplary embodiments of the present invention thus solve at least some of the problems mentioned at the outset by forming one or more regions with a special supporting material in the corner and / or edge regions, which are applied, for example, as a paste or viscous and before lamination (after the glass layer) are hardened. The curing can be done, for example, by irradiation with UV radiation (or other curing processes). The support material is thus deformed during module production in such a way that it has exactly the thickness that corresponds to the distance between the rear side substrate and the glass pane. The exemplary UV curing fixes this distance, so that corner pressing is avoided in the subsequent lamination. This method can be used for various photovoltaic modules and is not restricted to a predetermined distance between the opposite rear side substrate and the glass pane.

Weitere Vorteile von Ausführungsbeispiele umfassen insbesondere:

  • - Der resultierende Abstandshalter kann sich mit dem Einkapselungsmaterial derart verbinden, dass eine dichte und stabile Packung erreicht wird und somit ein zuverlässiger Schutz vor Feuchtigkeit oder Schmutz erreicht wird.
  • - Es ist keine Anpassung der Werkstückabstände im Laminator erforderlich.
  • - Es ermöglicht eine bessere räumliche Nutzung der Prozesskammer im Laminator.
  • - Es ist keine Anpassung des Transportsystems erforderlich.
  • - Es brauchen keine zusätzlichen Arbeitsschritte nach der Lamination durchgeführt werden.
  • - Es ergeben sich keine optischen Nachteile.
  • - Außerdem wird eine Verbesserung der Qualität des Rahmungsprozesses bei der Verwendung von viskosen Klebstoffen erreicht.
  • - Ausführungsbeispiele bieten ebenfalls günstigere Prozesskosten.
Further advantages of exemplary embodiments include in particular:
  • - The resulting spacer can connect to the encapsulation material in such a way that a tight and stable packing is achieved and thus reliable protection against moisture or dirt is achieved.
  • - It is not necessary to adjust the workpiece distances in the laminator.
  • - It allows better use of the process chamber in the laminator.
  • - No adjustment of the transport system is necessary.
  • - No additional work steps need to be carried out after the lamination.
  • - There are no optical disadvantages.
  • - In addition, an improvement in the quality of the framing process is achieved when using viscous adhesives.
  • - Embodiments also offer lower process costs.

Figurenlistelist of figures

Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränkt, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.

  • 1 zeigt ein Photovoltaikmodul nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2A,2B zeigen weitere Details des Auftragens des Abstützmaterials gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
  • 3 zeigt einen Flussdiagram für ein Verfahren zur Herstellung des Photovoltaikmoduls nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
  • 4A,4B veranschaulicht Probleme bei der konventionellen Laminatproduktion.
The embodiments of the present invention will be better understood from the following detailed description and the accompanying drawings, which, however, should not be taken to limit the disclosure to the specific embodiments, but are for explanation and understanding only.
  • 1 shows a photovoltaic module according to an embodiment of the present invention.
  • 2A . 2 B show further details of the application of the support material according to further embodiments.
  • 3 shows a flowchart for a method for producing the photovoltaic module according to embodiments of the present invention.
  • 4A . 4B illustrates problems in conventional laminate production.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt ein Photovoltaikmodul mit einem Rückseitensubstrat 110 und einer Glasschicht 120, zumindest einer Photovoltaikzelle 130, die zwischen dem Rückseitensubstrat 110 und der Glasschicht 120 angeordnet ist und ein Randbereich R freilässt. Ein Abstandhalter 140 ist in dem Randbereich R seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle 130 zwischen dem Rückseitensubstrat 110 und der Glasschicht 120 ausgebildet, um einen Mindestabstand zwischen dem Rückseitensubstrat 110 und der Glasschicht 120 bei einem Bilden des Laminats zu gewährleisten. Das Rückseitensubstrat 110 kann insbesondere eine weitere Glasschicht oder Glasscheibe sein. 1 shows a photovoltaic module with a rear substrate 110 and a layer of glass 120 , at least one photovoltaic cell 130 that between the backside substrate 110 and the glass layer 120 is arranged and an edge area R leaves free. A spacer 140 is in the edge area R to the side of the at least one photovoltaic cell 130 between the back substrate 110 and the glass layer 120 formed a minimum distance between the back substrate 110 and the glass layer 120 to ensure when forming the laminate. The back substrate 110 can in particular be a further glass layer or glass pane.

Gemäß Ausführungsbeispielen weist der Abstandshalter 140 ein aushärtbares Material (Abstützmaterial) auf, das dickflüssig oder als Paste aufgetragen wird und so - nach dem Aushärten - automatisch den gewünschten Abstand sicherstellt. Das Aushärten erfolgt vor dem Laminieren des gezeigten Stapels, zum Beispiel mittels einer Bestrahlung mit UV-Licht. Um eine ausreichende Festigkeit zu erreichen, wird das Abstützmaterial 140 entsprechend gewählt.According to exemplary embodiments, the spacer has 140 a curable material (support material), which is applied viscous or as a paste and thus - after curing - automatically ensures the desired distance. Curing takes place before the stack shown is laminated, for example by means of irradiation with UV light. In order to achieve sufficient strength, the support material 140 chosen accordingly.

2A und 2B zeigen beispielhaft eine mögliche Anordnung des Abstützmaterials 140 in Form von punktförmigen Bereichen 141, 142, 143 entlang des Randes und der Ecken der beispielhaften Glasscheiben 110, 120. 2A and 2 B show an example of a possible arrangement of the support material 140 in the form of punctiform areas 141 . 142 . 143 along the edge and corners of the exemplary glass panels 110 . 120 ,

Die Dichte der punktförmigen Bereiche 141, 142, 143 von Abstützmaterial 140 kann in Abhängigkeit der erwarteten Krafteinwirkung gewählt werden. So kann beispielsweise in den Eckbereichen 141 gezielt eine höher Dichte von punktförmigen Bereichen ausgebildet werden, um dort höheren Krafteinwirkungen standhalten zu können. Entlang der kurzen Seite können Bereiche 143 mit einer geringeren Dichte und entlang der langen Seite können Bereiche 142 mit der geringste Dichte ausgebildet werden. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die Dichten auch anders gewählt werden, wobei vorteilhafterweise der punktförmigen Bereiche in Abhängigkeit der erwarteten Krafteinwirkung gewählt werden. Die Bereiche 141, 142, 143 brauchen nicht punktförmig zu sein, sondern können auch eine andere Form (viereckig, dreieckig, oval, linienförmig etc.) aufweisen. Die Photovoltaikzelle 130 können durch das Abstützmaterial 140 auch ganz oder teilweise umschlossen werden.The density of the punctiform areas 141 . 142 . 143 of support material 140 can be selected depending on the expected force. For example, in the corner areas 141 specifically, a higher density of punctiform areas are formed in order to be able to withstand higher forces. Areas along the short side 143 areas with a lower density and along the long side 142 be formed with the lowest density. In further exemplary embodiments, the densities can also be selected differently, the punctiform regions advantageously being selected as a function of the expected force. The areas 141 . 142 . 143 need not be punctiform, but can also have a different shape (square, triangular, oval, linear, etc.). The photovoltaic cell 130 can through the support material 140 also be wholly or partially enclosed.

3 zeigt Flussdiagramm für ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls. Das Verfahren umfasst die Schritte:

  • - Bereitstellen S110 eines Rückseitensubstrats 110;
  • - Aufbringen S120 von zumindest einer Photovoltaikzelle 130 auf das Rückseitensubstrat 110;
  • - Aufbringen S130 von aushärtbarem Abstützmaterial 140 in einem Randbereich R seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle 130 auf das Rückseitensubstrat 110;
  • - Aufbringen S140 einer Glasschicht 120 auf die Photovoltaikzelle 130 und dem Abstützmaterial 140;
  • - Aushärten S150 des Abstützmaterial 140; und
  • - Laminieren S160 der gestapelten Rückseitensubstrats 110, der zumindest einen Photovoltaikzelle 130 mit dem ausgehärteten seitlichen Abstützmaterial 140 und der Glasschicht 120.
3 shows a flowchart for a method for producing a photovoltaic module. The process includes the steps:
  • - Provide S110 a backside substrate 110 ;
  • - Apply S120 of at least one photovoltaic cell 130 on the back substrate 110 ;
  • - Apply S130 of curable support material 140 in an edge area R to the side of the at least one photovoltaic cell 130 on the back substrate 110 ;
  • - Apply S140 a layer of glass 120 on the photovoltaic cell 130 and the support material 140 ;
  • - Harden S150 of the support material 140 ; and
  • - Laminate S160 the stacked backside substrate 110 who have at least one photovoltaic cell 130 with the hardened lateral support material 140 and the glass layer 120 ,

Die Prozessierung kann auch umgekehrt erfolgen, sodass der Schichtstapel beginnend mit der Glasschicht 120 gebildet wird.The processing can also take place in reverse, so that the layer stack starts with the glass layer 120 is formed.

Das Abstützmaterial 140 kann in dickflüssiger Form oder als Paste beispielsweise mittels Düsen an definierten Orten (siehe 2B) in einer definierten Menge aufgetragen werden. Das Abstützmaterial 140 kann dabei derart gewählt werden, dass es sich optisch Aushärten lässt (beispielsweise unter Nutzung einer UV-Strahlung), die dann dazu führt, dass das Abstützmaterial 140 formstabil wird und als ein Abstandshalter wirkt. Ein Zusammenpressen der beispielhaften Glasscheiben bei der Lamination wird dadurch verhindert.The support material 140 can be in viscous form or as a paste, for example using nozzles at defined locations 2 B) to be applied in a defined amount. The support material 140 can be chosen such that it can be optically cured (for example using UV radiation), which then leads to the support material 140 becomes dimensionally stable and acts as a spacer. This prevents the exemplary glass panes from being pressed together during lamination.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann das Abstützmaterial 140 in das Einkapselungsmaterial eingebettet sein. Die Abstützmaterial 140 ist beispielsweise aus einem Material, das gut mit dem Einkapselungsmaterial verschmilzt bzw. verklebt und dadurch keine Undichtigkeiten bildet und außerdem elektrisch isolierend ist. Das Abstützmaterial 140 kann beispielsweise zumindest eines der folgenden Materialien umfassen: Acryl, (Epoxid)Harze, Silikone. Außerdem weisen beide Materialien möglichst einen gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, um spätere thermische Spannungen gering zu halten.In further embodiments, the support material 140 be embedded in the encapsulation material. The support material 140 is, for example, made of a material that melts or sticks well to the encapsulation material and therefore does not form any leaks and is also electrically insulating. The support material 140 can comprise, for example, at least one of the following materials: acrylic, (epoxy) resins, silicones. In addition, both materials have the same thermal expansion coefficient as possible, in order to keep thermal stresses low.

Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features of the invention disclosed in the description, the claims and the figures can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

110110
Rückseitensubstrat (weitere Glasschicht)Backside substrate (further glass layer)
120120
Glasschichtglass layer
130, 410130, 410
zumindest eine Photovoltaikzelleat least one photovoltaic cell
140140
aushärtbares Abstützmaterialcurable support material
141, 142, 143141, 142, 143
Bereiche mit punktförmig aufgebrachtem AbstützmaterialAreas with punctiform support material
401401
VorderseitenglasFront glass
402402
RückseitensubstratRear substrate
430430
Einkapselungsmaterialencapsulant
RR
Randbereichborder area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (8)

Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls mit folgenden Schritten: Bereitstellen (S110) eines Rückseitensubstrats (110) und einer Glasschicht (120); Aufbringen (S120) von zumindest einer Photovoltaikzelle (130) auf das Rückseitensubstrat (110) oder auf die Glasscheibe (120); Aufbringen (S130) von aushärtbarem Abstützmaterial (140) in einem Randbereich (R) seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) auf das Rückseitensubstrat (110) oder auf die Glasscheibe (120); Aufbringen (S140) der Glasschicht (120) oder des Rückseitensubstrats (110) auf die Photovoltaikzelle (130) und dem Abstützmaterial (140); Aushärten (S150) des Abstützmaterial (140); und Laminieren (S160) der gestapelten Rückseitensubstrats (110), der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) mit dem ausgehärteten seitlichen Abstützmaterial (140) und der Glasschicht (120), wobei das ausgehärtete Abstützmaterial (140) eine Härte aufweist, die einen Mindestabstand zwischen der Rückseitensubstrats (110) und der Glasschicht (120) während des Laminierens (S150) gewährleistet.Method for producing a photovoltaic module with the following steps: Providing (S110) a backside substrate (110) and a glass layer (120); Applying (S120) at least one photovoltaic cell (130) to the rear substrate (110) or to the glass pane (120); Applying (S130) hardenable support material (140) in an edge region (R) laterally next to the at least one photovoltaic cell (130) on the rear substrate (110) or on the glass pane (120); Applying (S140) the glass layer (120) or the backside substrate (110) to the photovoltaic cell (130) and the support material (140); Curing (S150) the support material (140); and Laminating (S160) the stacked rear substrate (110), the at least one photovoltaic cell (130) with the hardened lateral support material (140) and the glass layer (120), wherein the cured support material (140) has a hardness that ensures a minimum distance between the backside substrate (110) and the glass layer (120) during lamination (S150). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Aushärtens (S150) ein Bestrahlen des aushärtbaren Abstützmaterials (140), insbesondere mit einer UV-Strahlung, umfasst.Procedure according to Claim 1 , wherein the step of curing (S150) comprises irradiating the curable support material (140), in particular with UV radiation. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das aushärtbare Abstützmaterial (140) ein selbsthärtendes Material, insbesondere ein Harz oder Acryl oder Silikone, umfasst und der Schritt des Aushärtens (S150) eine zeitliche Abfolge der Schritte umfasst, sodass das Laminieren (S160) erst nach einer Aushärtung des selbsthärtenden Materials ausgeführt wird.Procedure according to Claim 1 , wherein the hardenable support material (140) comprises a self-hardening material, in particular a resin or acrylic or silicone, and the step of hardening (S150) comprises a chronological sequence of the steps, so that the lamination (S160) is carried out only after hardening of the self-hardening material becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Aufbringens (S140) des Abstützmaterials (140) ein Aufbringen einer Paste in mehreren Bereichen, insbesondere in Eckbereichen des Photovoltaikmoduls umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the step of applying (S140) the support material (140) comprises applying a paste in several areas, in particular in corner areas of the photovoltaic module. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Abstützmaterial (140) punktförmig mit einer Punktdichte aufgebracht wird und die Punktdichte in den Eckbereichen größer ist als anderen Randbereichen (R) des Photovoltaikmoduls.Procedure according to Claim 4 , wherein the support material (140) is applied in a point shape with a point density and the point density in the corner areas is greater than other edge areas (R) of the photovoltaic module. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückseitensubstrat (110) eine weitere Glasschicht umfasst und vor dem Schritt des Laminierens (S160) ein Aufbringen von Einkapselungsmaterial zwischen der Glasschicht (120) und der weiteren Glasschicht (120) umfasst ist, und wobei das Laminieren (S150) ein zumindest teilweises Verschmelzen des Einkapselungsmaterials mit dem Abstützmaterial (140) umfasst, um eine dichte Einbettung der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) zu erreichen.Method according to one of the preceding claims, wherein the backside substrate (110) comprises a further glass layer and before the step of lamination (S160), an encapsulation material is applied between the glass layer (120) and the further glass layer (120), and wherein the lamination (S150) comprises at least partially fusing the encapsulation material with the support material (140) in order to achieve a tight embedding of the at least one photovoltaic cell (130). Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Einkapselungsmaterial Ethylenvinylacetat oder Silikon oder Polyvinylbutyral aufweist.Procedure according to Claim 6 wherein the encapsulation material comprises ethylene vinyl acetate or silicone or polyvinyl butyral. Photovoltaikmodullaminat mit: einer Rückseitensubstrats (110) und einer Glasschicht (120); zumindest einer Photovoltaikzelle (130), die zwischen dem Rückseitensubstrats (110) und der Glasschicht (120) angeordnet ist; und zumindest einem Abstandshalter (140) aus einem aushärtbaren Material, der in einem Randbereich (R) seitlich neben der zumindest einen Photovoltaikzelle (130) zwischen dem Rückseitensubstrats (110) und der Glasschicht (120) ausgebildet ist und einen Mindestabstand zwischen dem Rückseitensubstrat (110) und der Glasschicht (120) bei einem Bilden des Laminats gewährleistet.Photovoltaic module laminate with: a backside substrate (110) and a glass layer (120); at least one photovoltaic cell (130) arranged between the backside substrate (110) and the glass layer (120); and at least one spacer (140) made of a hardenable material, which is formed in an edge area (R) laterally next to the at least one photovoltaic cell (130) between the rear substrate (110) and the glass layer (120) and a minimum distance between the rear substrate (110) and the glass layer (120) is guaranteed when the laminate is formed.
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