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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaikmodul.
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Hintergrund der Erfindung
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Fotovoltaikmodule umfassen typischerweise aus einem fotovoltaisch aktiven Bauteil, das entweder kristallinen Zellen oder mehrere nacheinander abgeschiedenen Dünnschichten umfasst, in dem die Sonnenstrahlung in elektrische Energie umgewandelt wird, und einer Verkapselung dieser aktiven Bauteile, die dafür sorgt, dass die Witterungseinflüsse während des Betriebes unter Außenbedingungen keine oder eine nur sehr geringe Einflüsse auf den Betrieb und die Effektivität des Fotovoltaikmoduls haben. Typischerweise umfasst die Verkapselung aus einer speziellen witterungsbeständigen Folie (sogenannte Tedlar-Folie) oder einem Rückglas. Beide Verkapselungsmaterialien werden mittels einer Laminationsfolie mit dem Frontglas und den aktiven Bereichen des Solarmoduls verbunden. Die Laminationsfolie besteht typischerweise aus Thermoplasten (PVB) oder vernetzenden Polymeren (EVA). Der Verkapselungsprozess ist insbesondere wichtig für die Langzeitstabilität der Module. Auf der anderen Seite stellt der Laminationsprozess einen aufwendigen Prozessschritt dar (Folienzuschneiden, -handling, Zusammenfügen des Laminiergutes, Lamination). Auch kann es bei Fehlern im Laminierprozess zu erhöhtem Ausschuss kommen.
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Es ist wünschenswert, ein Fotovoltaikmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Fotovoltaikmoduls anzugeben, das einen zuverlässigen Betrieb des Fotovoltaikmoduls ermöglicht. Weiterhin ist es wünschenswert, dass das Fotovoltaikmodul kostengünstig herstellbar ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fotovoltaikmodul ein Substrat. Mindestens eine Fotovoltaikzelle ist auf dem Substrat angeordnet. Mindestens eine Lackschicht zum Abdichten des Fotovoltaikmoduls gegenüber Umwelteinflüssen ist auf der dem Substrat abgewandten Seite der Fotovoltaikzelle angeordnet.
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Die Fotovoltaikzelle ist von einer Seite durch das Substrat gegenüber den Umwelteinflüssen geschützt. Auf der dem Substrat abgewandten Seite sowie den quer dazu verlaufenden Seitenflächen der Fotovoltaikzelle ist die Fotovoltaikzelle durch die Lackschicht gegenüber den Umwelteinflüssen geschützt. Die Umwelteinflüsse umfassen beispielsweise Feuchtigkeit wie Wasserdampf und Staub. Durch die Lackschicht wird weitest möglich verhindert, dass während des Betrieb des Fotovoltaikmoduls Feuchtigkeit und/oder weitere Umwelteinflüsse zu der Fotovoltaikzelle gelangen. Die Lackschicht hält die Umwelteinflüsse von der Fotovoltaikzelle ab.
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Die Lackschicht ist in Ausführungsformen mit einer dem Substrat abgewandten Oberfläche in Kontakt mit der Umgebung. Auf der Lackschicht sind keine Weiteren Schichten oder Substrate angeordnet. Die abgewandte Oberfläche der Lackschicht ist während des Betriebs in Kontakt mit den Umwelteinflüssen. Beispielsweise kommt die abgewandte Oberfläche der Lackschicht während des Betriebs in Kontakt mit Feuchtigkeit.
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Durch den Rückseitenschutz der Fotovoltaikzelle mittels der Lackschicht wird auf die herkömmlich verwendeten Rückseitensubstrate mit zusätzlichen Polymerfolien und Laminatfolien verzichtet. Dadurch weisen die Fotovoltaikmodule ein geringeres Gewicht auf. Zudem sind die Module gut gegen die Umwelteinflüsse geschützt und weisen eine hohe Stabilität gegenüber Witterungseinflüssen auf, da sie auch im Randbereich der Fotovoltaikzelle dicht abgeschlossen sind. Bei Verwendung eines herkömmlichen Rückseitensubstrats ist zwischen den beiden Substraten am Rand ein Spalt, durch den beispielsweise Wasserdampf eindringen und zu der Fotovoltaikzelle gelangen kann. Ein erfindungsgemäßes Fotovoltaikmodul weist einen solchen Spalt nicht auf, da statt dem Rückseitensubstrat die Lackschicht aufgetragen ist, die auch den Randbereich der Fotovoltaikzelle abdichtet.
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In weiteren Ausführungsformen umfasst die Lackschicht eine Mehrzahl von Teilschichten. Die Teilschichten sind als Schichtstapel angeordnet. Die Teilschichten sind angrenzend zueinander auf der Fotovoltaikzelle angeordnet und die jeweils aneinander angrenzenden Teilschichten berühren sich.
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Die Teilschichten können jeweils spezielle Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise ist eine Teilschicht eine Grundschicht, die zum Korrosionsschutz dient. Eine weitere Teilschicht ist beispielsweise eine Decklackschicht, die insbesondere zum Witterungsschutz dient.
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Weiterhin ist in Ausführungsformen eine Fülllackschicht angeordnet, die Unebenheiten ausgleicht. Unebenheiten treten beispielsweise durch elektrische Anschlüsse auf.
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In weiteren Ausführungsformen sind weitere Teillackschichten angeordnet, die vorgegebene Eigenschaften aufweisen, beispielsweise eine hygroskopische Teilschicht. Die hygroskopische Teilschicht umfasst beispielsweise Butyl und absorbiert Wasserdampf sehr gut.
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In weiteren Ausführungsformen ist ein hygroskopisches Material in eine der Teilschichten eingemischt.
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Das Fotovoltaikmodul ist in den Ausführungsbeispielen ein Dünnfilmfotovoltaikmodul.
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Dünnschichtfotovoltaikzellen weisen zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie fotoaktive Schichten einer Dicke im Bereich von jeweils wenigen zehn Nanometern bis einigen Mikrometern auf. Üblicherweise werden die fotoaktiven Schichten, die eine p-dotierte Schicht, eine im Wesentlichen intrinsische Schicht und eine n-dotierte Schicht umfassen, auf ein Substrat abgeschieden.
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In weiteren Ausführungsformen weist das Fotovoltaikmodul kristalline Fotovoltaikzellen auf. Die Fotovoltaikzellen sind beispielsweise auf das Substrat aufgeklebt.
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In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fotovoltaikmoduls ein Bereitstellen eines Substrats. Mindestens eine Fotovoltaikzelle wird auf dem Substrat angeordnet. Mindestens eine Lackschicht wird auf die mindestens eine Fotovoltaikzelle aufgebracht, um das Fotovoltaikmodul gegenüber Umwelteinflüssen abzudichten.
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Durch das Aufbringen der Lackschicht wird die Fotovoltaikzelle beziehungsweise das Fotovoltaikmodul kostengünstig gegenüber Umwelteinflüssen abgedichtet. Es kann auf den herkömmlichen Laminationsprozess zum Anordnen des Rückseitensubstrats verzichtet werden. Dadurch können sowohl die Laminationsfolie als auch das Rückseitensubstrat eingespart werden. Zudem wird das Herstellungsverfahren dadurch vereinfacht und die Zeit, die zur Herstellung eines Fotovoltaikmoduls benötigt wird, wird verringert, da der Laminierschritt herkömmlich sehr zeitaufwendig ist. Dadurch ergibt sich ein niedriger Flächenbedarf und niedrigere Investitionskosten für die Herstellungsanlagen. Weiterhin wird die Belackung automatisch betrieben. Dies führt zu niedrigeren Ausschussraten als bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren, da dort Fehler im Leckeprozess und/oder Laminierprozess zu Ausschüssen führen.
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In Ausführungsformen wird die Lackschicht durch ein Aufsprayen aufgebracht.
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In weiteren Ausführungsformen wird die Lackschicht mittels Siebdruck aufgebracht.
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In weiteren Ausführungsformen wird die Lackschicht mittels einer rotierenden Walze aufgebracht.
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In Ausführungsformen werden unterschiedliche Teilschichten der Lackschicht unterschiedlich aufgebracht. Beispielsweise wird eine Teilschicht mittels eines Sprayverfahrens aufgebracht und eine weitere Teilschicht mittels Siebdruck.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleichwirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen ersehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse zueinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie beispielsweise Bereiche oder Schichten, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fotovoltaikmoduls gemäß einer Ausführungsform,
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2 eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Fotovoltaikmoduls der 1 gemäß einer Ausführungsform,
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3 eine schematische Darstellung des Bereichs der 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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4 eine schematische Darstellung eines weiteren Bereichs des Fotovoltaikmoduls der 1 gemäß einer Ausführungsform,
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5 eine schematische Darstellung des Bereichs der 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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6 eine schematische Darstellung eines Fotovoltaikmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fotovoltaikmoduls 100 gemäß Ausführungsformen. Das Fotovoltaikmodul 100 ist eingerichtet, in betriebsfertigem Zustand Strahlungsenergie in elektrische Energie umzuwandeln.
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Das Fotovoltaikmodul 100 ist vom Typ eines Dünnfilmfotovoltaikmoduls. Das Fotovoltaikmodul weist eine Mehrzahl von Fotovoltaikzellen 2 auf, die elektrisch in Reihe geschaltet sind. Beispielhaft handelt es sich bei dem Substrat 1 um ein flächig ausgedehntes Flachglas. Auf einer Oberfläche 11 des Substrats 1 sind die Fotovoltaikzellen 2 angeordnet. Die Fotovoltaikzellen 2 umfassen in Ausführungsformen jeweils beginnend an der Oberfläche 11 ein Frontseiten-Elektrode aus TCO (transparent conductive oxide, transparente leitfähige Oxidschicht), eine photoaktive Schichtfolge und eine Rückseitenelektrode. Die photoaktive Schichtenfolge umfasst eine Abfolge von p-dotiertem, intrinsischen und n-dotiertem amorphen und/oder mikrokristallinen Silizium. Die intrinsische Schicht ist im Wesentlichen undotiert. Die Elektroden und die photoaktive Schichtfolge können jeweils in aufeinanderfolgenden Vakuumbeschichtungsprozessen aufgebracht sein. Neben Silizium kommen als Halbleitermaterialien für die photoaktive Schichtenfolge Germanium sowie Verbindungshalbleiter wie Cadmiumtellurid und CIS beziehungsweise CIGS zum Einsatz. In weiteren Ausführungsformen sind die Fotovoltaikzellen 2 organische Fotovoltaikzellen und Konzentratorzellen auf Basis von III–V Halbleitern. In weiteren Ausführungsformen ist das Substrat ein Rückseitensubstrat und die Lackschicht 7 ist in Betrieb der Sonneneinstrahlung zugewandt. Die Lackschicht 7 ist dann transparent.
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Auf einer dem Substrat 1 abgewandten Oberfläche 21 der Fotovoltaikzellen 2 ist eine Lackschicht 7 angeordnet. Die Lackschicht 7 ist ebenfalls auf den quer zu der Oberfläche 21 verlaufenden Seitenflächen 22 und 23 angeordnet. Die Seitenflächen 22 und 23 sind jeweils die Seitenflächen der äußersten Fotovoltaikzellen 2. Neben der Seitenfläche 22 beziehungsweise neben der Seitenfläche 23 ist keine weitere Fotovoltaikzelle angeordnet. Die Lackschicht 7 bedeckt sowohl die Oberfläche 21 als auch die Seitenflächen 22 und 23. Eine von dem Substrat 1 und den Fotovoltaikzellen 2 abgewandte Oberfläche 77 der Lackschicht 7 ist in Kontakt mit der Umgebung. Die Lackschicht ist zwischen der Umgebung und den Fotovoltaikzellen angeordnet. In Betrieb kommt die Lackschicht 7 und insbesondere die Oberfläche 77 in Kontakt mit der Umwelt und den Umwelteinflüssen. Beispielsweise wird die Oberfläche 77 in Betrieb nass. Die Lackschicht 7 ist die letzte Schicht des Schichtstapels der von dem Fotovoltaikmodul 2 gebildet wird und der mit dem Substrat 1 beginnt. Auf der Oberfläche 77 sind keine weiteren flächig ausgedehnten Elemente, insbesondere keine Elemente zum Witterungsschutz wie Rückseitensubstrate, angeordnet.
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Die Lackschicht 7 wird im feuchten oder pulverförmigen Zustand aufgetragen und härtet nachfolgend aus, insbesondere durch thermisch. Der Lack besteht aus einem Bindemittel, Lösungsmittel sowie optional weiteren Komponenten wie Pigmenten und/oder Additiven um besondere Eigenschaften des Lacks zu ermöglichen.
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Das Bindemittel umfasst lange Molekülketten (organisch oder anorganisch), die sich nach dem Auftragen beim Aushärten ineinander verschlaufen oder chemisch verbinden. Dadurch wird die Haftung auf dem Untergrund, insbesondere den Fotovoltaikzellen 2 und dem Substrat 1, ermöglicht. Das Lösungsmittel verdunstet nach dem Auftragen und dabei nähern sich die Bindemittelmoleküle an und der Lack wird fest. Das Lösungsmittel ist beispielsweise Wasser.
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Das Aushärten erfolgt insbesondere unter Zuführung von Luft und/oder Wärme an den aufgebrachten Lack. In weiteren Ausführungsformen wird der Lack zur Aushärtung mit ultravioletter Strahlung bestrahlt.
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In weiteren Ausführungsformen werden zwei Komponentenbindemittel verwendet. Dabei wird ein Härter als zweite Komponente zugemischt, der dann zu einer chemischen Reaktion und Verfestigung des Lacks führt. Beispielsweise werden hierzu mindestens einer aus den Folgenden verwendet: Epoxidharze Acrylharze, Polycarbonatharze, Polystyrenharze, Polyesterharze, Polyethylenharze (PET), fluoridhaltige Harze und Polyimidharze.
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Die Lackschicht 7 wird insbesondere über Spraydüsen aufgesprüht. In weiteren Ausführungsformen wird die Lackschicht 7 über rotierende Walzen aufgebracht. In wiederum weiteren Ausführungsbeispielen wird die Lackschicht 7 mittels eines weiteren Druck- oder Abscheideverfahren aufgebracht. Insbesondere ist es möglich, ein Tauchverfahren zu verwenden.
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Die zur elektrischen Kontaktierung verwendeten Bereiche der Fotovoltaikzellen 2 werden nach dem Aufbringen der Lackschicht 7 freigelegt, so dass die Fotovoltaikzellen 2 elektrisch kontaktierbar sind. Beispielsweise wird jeweils ein Bereich der beiden äußersten Fotovoltaikzellen 2 von der Lackschicht 7 befreit. Dazu wird beispielsweise vor dem Aufbringen der Lackschicht 7 an dem entsprechenden Bereich eine Maske angeordnet, so dass sich kein Lack in dem Bereich absetzt. Die Maske wird nach dem Aufbringen der Lackschicht 7 entfernt und somit können Kontaktelemente montiert werden. Der Kontaktbereich wird in weiteren Ausführungsformen durch Einstrahlung von Laserstrahlung oder chemische Ätzverfahren freigelegt.
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2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A der 1 gemäß Ausführungsformen. Die Lackschicht 7 umfasst eine erste Teilschicht 71, die auf der Oberfläche 21 der Fotovoltaikzellen 2 angeordnet ist. Die Teilschicht 71 berührt die Fotovoltaikzellen 2. Auf einer Oberfläche 73 der Teilschicht 71, die den Fotovoltaikzellen 2 abgewandt ist, ist eine weitere Teilschicht 72 der Lackschicht 7 angeordnet. Die Teilschicht 72 berührt die Teilschicht 71 auf der der Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Oberfläche 73 der Teilschicht 71. Die Teilschichten 71 und 72 sind ebenso an den Seitenflächen 22 und 23 angeordnet.
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Die Teilschicht 71, die näher an den Fotovoltaikzellen 2 angeordnet ist als die Teilschicht 72 ist eine Grundlackschicht, die zum Korrosionsschutz dient. Die Teilschicht 71 ist zwischen der Teilschicht 72 und den Fotovoltaikzellen 2 angeordnet. Die Teilschicht 71 umfasst häufig eine Epoxibasis. Die Teilschicht 71 schützt die Fotovoltaikzellen 2 vor chemischen Reaktionen mit Stoffen aus der Umgebung, beispielsweise Sauerstoffkorrosion und/oder Wasserstoffkorrosion.
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Die Teilschicht 72 umfasst eine Klarlack. Die Teilschicht 72 ist in Ausführungsformen die am weitesten von den Fotovoltaikzellen 2 beabstandete Teilschicht der Teilschichten der Lackschicht 7 und schließt den Schichtstapel der Teilschichten nach außen ab. Die Teilschicht 72 dient als Witterungsschutz. Weiterhin dient die Teilschicht 72 als Schutz gegen ultraviolette Strahlung. Weiterhin dient die Teilschicht 72 als Abriebschutz. Zusätzlich sind in Ausführungsformen PVF-(Polyvinylfluorid)-Pikmente beziehungsweise Tedla-Pikmente als Witterungsschutz angeordnet.
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Auf die Teilschicht 72, insbesondere einer den Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Oberfläche der Teilschicht 72 sind in Ausführungsformen Rückträger angeordnet. Die Rückträger (nicht gezeigt) sind beispielsweise auf die Lackschicht 7, insbesondere auf die Teilschicht 72, aufgeklebt. Der Rückträger dient als Montageschnittstelle zur Montage des Fotovoltaikmoduls auf einer Unterkonstruktion. Weiterhin stabilisiert der Rückträger das Fotovoltaikmodul mechanisch.
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Die Teilschichten der Lackschicht 7 sind in X-Richtung der 2 insbesondere jeweils zwischen 15 und 250 µm dick. Beispielsweise weisen die Teilschichten in X-Richtung jeweils eine Dicke zwischen 50 und 100 µm auf. Die Lackschicht 7 weist beispielsweise insgesamt eine Dicke von weniger als 1 mm auf.
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In weiteren Ausführungsformen weist die Lackschicht 7 mehr als zwei Teilschichten auf, beispielsweise drei oder mehr Teilschichten. Die Teilschichten sind in Ausführungsformen jeweils mit dem gleichen Verfahren aufgebracht, beispielsweise sind alle Teilschichten aufgesprüht. In weitere Ausführungsformen sind die Teilschichten mit unterschiedlichen Verfahren aufgebracht, beispielsweise ist die Teilschicht 71 aufgesprüht und die Teilschicht 72 mittels eines Druckverfahrens aufgebracht.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A der 1 gemäß weiteren Ausführungsformen. Im Unterschied zu 2 weist die Lackschicht 7 gemäß den Ausführungsformen der 3 fünf Teilschichten auf, die als Schichtstapel auf der Oberfläche 21 der Fotovoltaikzellen 2 angeordnet sind.
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Eine erste Teilschicht 71 berührt die Oberfläche 21 der Fotovoltaikzellen 2. Die Teilschicht 71 ist wie in Verbindung mit 2 erläutert ausgebildet. Die Teilschicht 71 dient zudem als elektrische Isolierung für die Fotovoltaikzellen, beispielsweise weist die Teilschicht 71 dazu ein Polyehtylenharz auf, insbesondere PET (Polyethylenterephthalat). In weiteren Ausführungsformen ist auf der Oberfläche 21 eine weitere Teilschicht angeordnet, um die Fotovoltaikzellen elektrisch zu isolieren. Auf dieser Teilschicht ist dann die Teilschicht 71 angeordnet.
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Auf der den Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Seite der Teilschicht 71 ist eine weitere Teilschicht 74 angeordnet. Die Teilschicht 74 ist eine Metallschicht und umfasst beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer. Diese Schicht ist im Wesentlichen undurchlässig für Wasserdampf. Die Metallschicht wird in Ausführungsformen ganzflächig als Folie aufgeklebt. In weiteren Ausführungsformen wird sie aufgesprüht oder mittels anderen Verfahren aufgebracht.
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Auf der den Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Seite der Metallschicht 74 ist eine Teilschicht 75 angeordnet, die hygroskopisch wirkt. Beispielsweise umfasst die Teilschicht 75 Butyl. Die Teilschicht 75 ist eingerichtet, Feuchtigkeit aus der Umgebung zu binden und absorbiert Wasserdampf sehr gut. In weiteren Ausführungsformen wird hygroskopisch wirkendes Material einer der weiteren Teilschichten, beispielsweise der Teilschicht 72 beigemischt. In diesem Fall kann auf die Teilschicht 75 verzichtet werden.
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Auf der den Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Seite der Teilschicht 75 ist eine Teilschicht 76 angeordnet. Die Teilschicht 76 ist eine Fülllackschicht, um Unebenheiten auszugleichen. Unebenheiten treten beispielsweise durch Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung der Fotovoltaikzellen auf. Um nach außen eine glatte Oberfläche zu erhalten, werden diese Unebenheiten durch die Fülllackschicht 76 ausgeglichen.
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Auf der den Fotovoltaikzellen 2 abgewandten Seite der Teilschicht 76 ist die Teilschicht 72 angeordnet, die wie in Verbindung mit 2 erläutert ausgebildet ist.
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In weiteren Ausführungsformen ist die Reihenfolge der Teilschichten der Lackschicht 7 eine andere als in Verbindung mit 3 erläutert. Beispielsweise folgt die Teilschicht 76 auf die Teilschicht 74 und die Teilschicht 75 ist zwischen der Teilschicht 71 und der Teilschicht 76 angeordnet.
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4 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung des Bereichs B der 1.
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Das Substrat 1 weist eine Seitenfläche 13 auf, die quer zu der Oberfläche 11 verläuft. Ein Bereich 12 der Oberfläche 11, der sich direkt an die Seitenfläche 13 anschließt ist frei von Fotovoltaikzellen 2. Im Bereich 12 ist keine Fotovoltaikzelle 2 angeordnet. Die Lackschicht 7, die die Oberfläche 21 der Fotovoltaikzellen 2 bedeckt erstreckt sich entlang der Seitenfläche 22 der Fotovoltaikzelle 2 im Bereich 12 bis zu dem Substrat 1. Im Bereich 12 ist die Lackschicht 7 in Kontakt mit dem Substrat 1.
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Die Lackschicht 7 bedeckt die Seitenflächen der Fotovoltaikzelle 2 und bettet die Fotovoltaikzellen 2 somit ein. Die Fotovoltaikzellen 2 sind auf einer Seite von dem Substrat 1 bedeckt. Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Fotovoltaikzellen 2 von der Lackschicht 7 bedeckt. Auf dieser Seite berührt die Lackschicht 7 die Fotovoltaikzellen 2. Auf den quer dazu verlaufenden Seitenflächen 22 und 23 sind die beiden äußeren Fotovoltaikzellen 2 ebenfalls von der Lackschicht 7 bedeckt und werden von dieser berührt. Auf den weiteren quer zu den Seitenflächen 22 und 23 verlaufenden Seitenflächen sind die Fotovoltaikzellen 2 ebenfalls von der Lackschicht bedeckt und werden von dieser berührt. Somit sind die Fotovoltaikzellen durch die Lackschicht 7 und das Substrat 1 vollständig umgeben und eingeschlossen.
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Dadurch, dass die Lackschicht 7 sowohl die Randbereiche der Fotovoltaikzellen 2 als auch die Rückseite bedeckt, sind die Fotovoltaikzellen sehr gut gegenüber Umwelteinflüssen geschützt. Die Lackschicht 7 weist keine Spalte oder ähnliches auf, die zusätzlich abgedichtet werden müssten und durch die Feuchtigkeit eindringen könnte. Die Lackschicht 7 ummantelt die Fotovoltaikzellen 2 vollständig bis auf die Bereiche, die mit dem Substrat 1 Kontaktflächen aufweisen. So ist ein zuverlässiger Witterungsschutz ermöglicht.
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Um den Bereich 12 frei von Fotovoltaikzellen 2 zu bekommen, wird das Material der Fotovoltaikzellen 2 im Bereich 12 von dem Substrat 1 entfernt. Beispielsweise geschieht dies durch Einstrahlen von Laserstrahlung, wodurch die Materialien 2 im Bereich 12 vom Substrat 1 entfernt werden. Der Bereich 12 ist etwa 10 bis 20 mm breit. Bei Abtragung der Fotovoltaikzellen 2 im Bereich 12 mittels Laser ist die Oberfläche 11 im Bereich 12 relativ glatt und eben. Dies führt zu einer sehr guten Ummantelung der Fotovoltaikzellen 2 im Randbereich der Seitenflächen 22 beziehungsweise 23.
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In weiteren Ausführungsformen wird das Material der Fotovoltaikzellen 2 durch Schleifen oder Abrasivverfahren entfernt.
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Dies ist in 5 schematisch dargestellt. Gemäß den Ausführungsformen der 5 ist im Unterschied zu den Ausführungsformen der 4 die Oberfläche 11 im Bereich 12 rau. Dadurch haftet die Lackschicht 7 sehr gut auf der Oberfläche 11 des Substrats 1.
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In weiteren Ausführungsformen wird das Material der Fotovoltaikzellen 2 sowohl durch Schleifen als auch durch das Einstrahlen der Laserstrahlung entfernt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung des Fotovoltaikmoduls 100 gemäß weiteren Ausführungsformen. Im Unterschied zu 1 ist das Fotovoltaikmodul gemäß 6 kein Dünnfilm-Fotovoltaikmodul sondern die Fotovoltaikzellen 2 sind kristalline Fotovoltaikzellen. Die Fotovoltaikzellen 2 sind jeweils mittels einer Klebeverbindung 8 auf das Substrat 1 geklebt. Daraufhin wird die Lackschicht 7 aufgebracht und ummantelt die Fotovoltaikzellen 2.
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In weiteren Ausführungsformen kann auf die Klebeverbindungen 8 verzichtet werden und die Fotovoltaikzellen 2 berühren direkt das Substrat 1 und werden durch die Lackschicht 7 gehalten und befestigt. Dabei ist es auch möglich, dass als Substrat 1 ein Glasfaserteppich verwendet wird, der sich beim Belacken verfestigt. In wiederum weiteren Ausführungsformen wird die Lackschicht 7 vor den Fotovoltaikzellen 2 aufgebracht, wobei die Bereiche, in denen nachfolgend die Fotovoltaikzellen 2 angeordnet werden frei von der Lackschicht 7 bleiben. In die Bereiche, die frei von der Lackschicht 7 sind, werden dann die Fotovoltaikzellen 2 eingebracht und nachfolgend wird eine Rückbelackung aufgebracht, die die Fotovoltaikzellen zur Umgebung abschließt.
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Durch die Verwendung der Lackschicht 7 als Rückseitenverkapselung lassen sich sowohl Dünnfilmfotovoltaikmodule als auch Fotovoltaikmodule mit kristallinen Zellen sowie Fotovoltaikmodule mit organischen Fotovoltaikzellen oder Konzentratorzellen kostengünstig herstellen. Die Materialkosten für den Lack sind günstiger als für die herkömmlich verwendeten Laminationsfolie und Rücksubstrat. Durch die die Vereinfachung der Prozesskette und Verringerung der Prozesszeit ergeben sich weitere Kostenvorteile.
