DE202012101023U1 - solar module - Google Patents
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Abstract
Solarmodul, umfassend (a) ein erstes festes Trägermaterial; (b) ein zweites festes Trägermaterial; und (c) eine oder mehrere zwischen dem ersten Trägermaterial und dem zweiten Trägermaterial angeordnete, in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzelle(n), wobei die Polymermatrix durch Aushärten einer mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthaltende Matrixzusammensetzung, die eine strukturviskose Flüssigkeit mit Fließgrenze ist, hergestellt ist.A solar module comprising (a) a first solid support material; (b) a second solid support material; and (c) one or more polymer matrix-encapsulated solar cells disposed between the first support material and the second support material, wherein the polymer matrix is prepared by curing a matrix composition containing at least one polymerizable compound which is a pseudorandom fluid.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarmodul, das mittels eines Verfahrens zur Einkapselung einer oder mehrerer Solarzelle(n) in einer Polymermatrix, wobei als Matrixzusammensetzung eine die polymerisierbare Verbindung enthaltende strukturviskose Flüssigkeit mit Fließgrenze eingesetzt wird, hergestellt wurde.The present invention relates to a solar module which has been produced by means of a process for encapsulating one or more solar cells in a polymer matrix, using as the matrix composition a yield-limiting pseudoplastic liquid containing the polymerizable compound.
Hintergrundbackground
Die in herkömmlichen Solarmodulen enthaltenen Solarzellen sind üblicherweise in ein Polymermaterial eingebettet, um sie vor Umwelteinflüssen zu schützen. Dabei liegen die eingebetteten Solarzellen meistens zwischen einer oberen Glasschicht und einer Rückseitenschicht, die aus Glas (Doppelglasmodule) oder aus einer abdichtenden Folie (Glas-Folien-Module) besteht. Das Material zur Einbettung der Solarzellen ist üblicherweise Ethylvinylacetat (EVA), das in Form einer Folie verwendet wird. Insgesamt weisen übliche zur Einbettung von Solarzellen verwendete Polymere (EVA, PVB, Polyolefine) nur geringe UV-Stabilität auf und müssen durch entsprechende Absorbersubstanzen vor den schädlichen Wirkungen der UV-Strahlung geschützt werden. Dadurch geht jedoch ein Teil des Lichts (bis zu 3%) ungenutzt verloren. Insbesondere für neuartige Zellkonzepte wie Selektive Emitter Zellen ist es unerlässlich diesen Anteil des Lichts besser ausnutzen zu können als es mit herkömmlichen Einbettmaterialien möglich ist.The solar cells contained in conventional solar modules are usually embedded in a polymer material to protect them from environmental influences. The embedded solar cells are usually between an upper glass layer and a backside layer, which consists of glass (double glass modules) or of a sealing film (glass-film modules). The material for embedding the solar cells is usually ethyl vinyl acetate (EVA), which is used in the form of a film. Overall, common polymers used for embedding solar cells (EVA, PVB, polyolefins) have only low UV stability and must be protected by suitable absorber substances from the harmful effects of UV radiation. However, some of the light (up to 3%) is lost unused. In particular, for novel cell concepts such as selective emitter cells, it is essential to be able to better exploit this proportion of light than is possible with conventional embedding materials.
Es existieren nur wenige inhärent UV-stabile Polymere die dieser schützenden Absorber nicht bedürfen. Ein Beispiel für solche inhärent UV-stabilen Polymere sind Silikone. Dreidimensional vernetzte Silikon-Elastomere weisen zusätzlich sehr gute thermomechanische Eigenschaften auf, die sie für die Einkapselung von Solarzellen geeignet machen. So liegt der Glasübergangspunkt unter –40°C und sie zeigen generell eine geringe Änderung der mechanischen Eigenschaften mit der Temperatur.There are only a few inherently UV-stable polymers that do not require this protective absorber. An example of such inherently UV-stable polymers are silicones. Three-dimensionally crosslinked silicone elastomers additionally have very good thermomechanical properties which make them suitable for the encapsulation of solar cells. Thus, the glass transition point is below -40 ° C and they generally show little change in mechanical properties with temperature.
Diese Materialien können jedoch nur in flüssiger Form, insbesondere als additionsvernetzende 2-Komponenten-Materialien, verarbeitet werden (Flüssig-Einkapselung). Dabei werden die beiden Komponenten durch einen zugesetzten Katalysator dauerhaft zu einem gummi-elastischen Polymer verknüpft. Die Notwendigkeit diese Materialien in flüssiger Form zu verarbeiten gestaltet jedoch ihre Anwendung im Solarmodulbau insbesondere für die Massenfertigung komplex. Ein bekanntes Flüssig-Einkapselungsverfahren mit Flüssigsilikon wird mit einem außerordentlich langsam härtenden 2K-System durchgeführt indem die Zellmatrix vertikal zwischen zwei Glasplatten befestigt wird, die Kanten des Layups abgedichtet und das Silikon langsam von unten aufsteigend eingefüllt wird. Dieses Verfahren ist jedoch für eine automatisierte Massenfertigung mit hohem Durchsatz ungeeignet.However, these materials can only be processed in liquid form, in particular as addition-curing 2-component materials (liquid encapsulation). The two components are permanently linked by a catalyst added to a rubber-elastic polymer. However, the need to process these materials in liquid form makes their application in solar module construction complex especially for mass production. A well-known fluid encapsulation process with liquid silicone is performed with an extremely slow curing 2K system by vertically fixing the cell matrix between two glass plates, sealing the edges of the layup, and slowly filling the silicone from below. However, this method is unsuitable for high throughput automated mass production.
Andere Verfahren bedienen sich Prozesse zur horizontalen Einkapselung, die aber insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen an das verwendete Einkapselungsmaterial problematisch sind. Beispielsweise beschreibt die
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Solarmodul umfassend
- (a) ein erstes festes Trägermaterial;
- (b) ein zweites festes Trägermaterial; und
- (c) eine oder mehrere zwischen dem ersten Trägermaterial und dem zweiten Trägermaterial angeordnete, in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzelle(n), wobei die Polymermatrix durch Aushärten einer mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthaltende Matrixzusammensetzung, die eine strukturviskose Flüssigkeit mit Fließgrenze ist, hergestellt ist.
- (a) a first solid support material;
- (b) a second solid support material; and
- (c) one or more solar cell (s) encapsulated within the polymer matrix between the first support material and the second support material, wherein the polymer matrix is prepared by curing a matrix composition containing at least one polymerizable compound which is a pseudoplastic liquid with yield value.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Solarmodul, umfassend
- (a) ein erstes festes Trägermaterial;
- (b) ein zweites festes Trägermaterial;
- (c) eine oder mehrere zwischen dem ersten Trägermaterial und dem zweiten Trägermaterial angeordnete, in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzelle(n); und
- (d) einen oder mehrere Abstandshalter, die aus mindestens einem ersten Element und mindestens einem mit dem ersten Element verbundenen zweiten Element ausgebildet sind, wobei das erste Element in eine aus Solarzelle(n), Polymermatrix, erstem Trägermaterial und zweitem Trägermaterial ausgebildete Baueinheit derart eingreift, dass ein definierter Abstand zwischen erstem Trägermaterial und zweitem Trägermaterial ausgebildet ist, und wobei das mindestens eine zweite Element derart angeordnet ist, dass es eine Außenkante der Baueinheit zumindest teilweise überlappt.
- (a) a first solid support material;
- (b) a second solid support material;
- (c) one or more solar cell (s) encapsulated within the polymer matrix between the first substrate and the second substrate; and
- (D) one or more spacers, which are formed from at least a first element and at least one second element connected to the first element, wherein the first element engages in such a solar cell (s), polymer matrix, first carrier material and second carrier material formed unit in that a defined distance between the first carrier material and the second carrier material is formed, and wherein the at least one second element is arranged such that it overlaps an outer edge of the assembly at least partially.
Schließlich betrifft die Erfindung in einem dritten Aspekt ein Solarmodul umfassend eine oder mehrere in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzellen, hergestellt durch ein Verfahren, das umfasst:
- (a) Auftragen einer Matrixzusammensetzung, die mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthält, auf die Oberfläche eines ersten festen Trägermaterials, wobei die Matrixzusammensetzung eine strukturviskose Flüssigkeit mit Fließgrenze ist;
- (b) Auflegen der Solarzelle(n) auf die auf die Oberfläche des ersten Trägermaterials aufgetragene Matrixzusammensetzung;
- (c) Auftragen der Matrixzusammensetzung auf die Oberfläche der Solarzelle(n);
- (d) Auflegen eines zweiten festen Trägermaterials auf die auf die Oberfläche der Solarzelle(n) aufgetragene Matrixzusammensetzung;
- (e) Verpressen der Struktur aus Solarzelle(n), Matrixzusammensetzung, erstem und zweiten Trägermaterial, so dass die Solarzelle(n) von einer durchgehenden Schicht aus Matrixzusammensetzung umgeben sind; und
- (f) Polymerisation der Matrixzusammensetzung um die Polymermatrix zu bilden.
- (a) applying to the surface of a first solid support material a matrix composition containing at least one polymerizable compound, the matrix composition being a pseudoplastic liquid-crystalline boundary;
- (b) placing the solar cell (s) on the matrix composition applied to the surface of the first support material;
- (c) applying the matrix composition to the surface of the solar cell (s);
- (d) applying a second solid support material to the matrix composition applied to the surface of the solar cell (s);
- (e) pressing the structure of solar cell (s), matrix composition, first and second carrier material so that the solar cell (s) are surrounded by a continuous layer of matrix composition; and
- (f) polymerizing the matrix composition to form the polymer matrix.
Beschreibung der FigurenDescription of the figures
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die zur Einbettung eingesetzten Basispolymere derart in ihren rheologischen Eigenschaften verändert werden können, dass die bei der Verarbeitung von mittelviskosen, fließfähigen Materialien auftretenden Probleme umgangen werden.The present invention is based on the recognition that the base polymers used for embedding can be changed in their rheological properties such that the in the Processing of medium-viscosity, flowable materials occurring problems are bypassed.
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Solarmodul hergestellt mittels eines im folgenden beschriebenen Verfahren zur Einkapselung einer oder mehrerer Solarzelle(n) in einer Polymermatrix. Dabei wird eine Matrixzusammensetzung, die mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthält, auf die Oberfläche eines ersten festen Trägermaterials, aufgetragen. Bei der Matrixzusammensetzung, aus der durch Polymerisation die Polymermatrix entsteht, handelt es sich um eine flüssige Zusammensetzung, die strukturviskos ist und eine Fließgrenze besitzt.In a first aspect, the present invention therefore relates to a solar module produced by means of a method described below for encapsulating one or more solar cells in a polymer matrix. In this case, a matrix composition containing at least one polymerizable compound is applied to the surface of a first solid support material. The matrix composition from which the polymer matrix is formed by polymerization is a liquid composition which is pseudoplastic and has a yield point.
„Polymermatrix”, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Polymere enthaltendes, festes Material, in welches die Solarzellen eingebettet sind. Das Polymermatrixmaterial kann im vollständig ausgehärteten Zustand elastisch oder unelastisch sein."Polymer matrix" as used herein refers to a polymer-containing solid material in which the solar cells are embedded. The polymer matrix material may be elastic or inelastic when fully cured.
„Strukturviskosität”, wie hierin austauschbar mit „Pseudoplastizität” oder „Scherentzähung” verwendet, bezieht sich auf die Eigenschaft nicht-Newtonscher Flüssigkeiten bei steigender Scherkraft eine Verringerung der Viskosität zu zeigen."Intrinsic viscosity," as used interchangeably herein with "pseudoplasticity" or "shear thinning", refers to the property of non-Newtonian fluids to exhibit a reduction in viscosity with increasing shear force.
„Fließgrenze”, wie hierin verwendet, bezieht sich auf die Eigenschaft einer Flüssigkeit oder Dispersion bei geringen Schergraden eine starke Fließbehinderung zu zeigen, die das Verfließen verhindert, wobei die Fließbehinderung erst bei Einwirkung einer Kraft, die die Fließgrenze übersteigt, aufgehoben wird."Yield point", as used herein, refers to the property of a liquid or dispersion to exhibit, at low shear rates, a severe flow obstruction which prevents flow, with the flow restriction being relieved only upon exposure to a force exceeding the yield value.
In dem hierin beschriebenen Verfahren wird nach dem Auftragen der Matrixzusammensetzung auf ein festes Substrat, d. h. das erste feste Trägermaterial, wie z. B. ein Frontglas, eine oder mehrere Solarzelle(n) auf die Matrixzusammensetzung aufgelegt. Das Auflegen erfolgt derart, dass sich die Matrixzusammensetzung zwischen Solarzelle(n) und Trägermaterial befindet und die Solarzelle(n) nicht direkt mit dem Trägermaterial in Kontakt kommt/kommen.In the method described herein, after coating the matrix composition onto a solid substrate, i. H. the first solid support material, such as. As a front glass, one or more solar cell (s) placed on the matrix composition. The laying on takes place in such a way that the matrix composition is between solar cell (s) and carrier material and the solar cell (s) does not come into direct contact with the carrier material.
In einem nächsten Schritt wird dann Matrixzusammensetzung auf die Oberfläche der Solarzelle aufgetragen und dann ein zweites festes Trägermaterial, beispielsweise eine Rückseitenfolie oder ein Rückseitenglas, auf die Matrixzusammensetzung aufgelegt. Das Auflegen erfolgt erneut derart, dass sich die Matrixzusammensetzung zwischen Solarzelle(n) und zweitem Trägermaterial befindet und kein direkter Kontakt zwischen Solarzelle(n) und Trägermaterial besteht.In a next step, matrix composition is then applied to the surface of the solar cell and then a second solid support material, for example a backsheet or a backside glass, is applied to the matrix composition. The laying on again takes place in such a way that the matrix composition is located between the solar cell (s) and the second carrier material and there is no direct contact between solar cell (s) and carrier material.
Üblicherweise sind die Trägermaterialien so dimensioniert, dass sie an allen Seiten über die eine oder mehreren Solarzellen vorstehen und somit eine vollständige Einkapselung der Solarzellen erlauben.Usually, the carrier materials are dimensioned so that they protrude on all sides via the one or more solar cells and thus allow complete encapsulation of the solar cells.
In einem Schritt des beschriebenen Verfahrens werden Abstandshalter in das Layup eingefügt. Dabei werden diese derart positioniert, dass zumindest am Rand der Struktur aus Solarzelle(n), Matrixzusammensetzung, erstem und zweitem Trägermaterial ein definierter Abstand zwischen erstem und zweitem Trägermaterial eingehalten wird. Das Einfügen der Abstandshalter kann in jedem Schritt des Aufbaus des Layups erfolgen, beispielsweise vor dem Auflegen der Solarzelle(n), vor dem Auftragen der Matrixzusammensetzung auf die Solarzelle(n), oder vor oder nach dem Auflegen des zweiten Trägermaterials. Diese Abstandshalter sind derart geformt, dass sie einen definierten Abstand zwischen erstem und zweitem Trägermaterial gewährleisten. Diese Abstandshalter können beispielsweise in einen Kantenschutzrahmen integriert sein.In one step of the described method, spacers are inserted into the layup. In this case, they are positioned in such a way that a defined distance between the first and second carrier material is maintained at least at the edge of the structure of solar cell (s), matrix composition, first and second carrier material. The insertion of the spacers can be carried out in each step of the construction of the layup, for example, before the application of the solar cell (s), before applying the matrix composition to the solar cell (s), or before or after the application of the second carrier material. These spacers are shaped so that they ensure a defined distance between the first and second carrier material. These spacers can be integrated, for example, in an edge protection frame.
Nachdem durch diese Schritte das Layup aus erstem Trägermaterial, Matrixzusammensetzung, Solarzelle(n), Matrixzusammensetzung und zweitem Trägermaterial gebildet wurde, wird die Layup-Struktur verpresst. Das Verpressen erfolgt derart, dass die Matrixzusammensetzung verfließt und eine die eine oder mehreren Solarzelle(n) umgebende Schicht bildet, die frei von Lufteinschlüssen ist. „Verpressen” bedeutet somit hierin, dass erstes und zweites Trägermaterial zusammengepresst werden und dadurch eine durchgehende, die Solarzellen einkapselnde Schicht aus Matrixzusammensetzung gebildet wird. Der beim Verpressen verwendete Druck ist so gewählt, dass er über der Fließgrenze der Matrixzusammensetzung liegt und daher zum Verfließen der Matrixzusammensetzung führt. Dadurch ist das Ausbilden einer die Solarzellen vollständig umgebenden Polymerschicht möglich.After the layup of the first carrier material, matrix composition, solar cell (s), matrix composition and second carrier material has been formed by these steps, the layup structure is pressed. The pressing is carried out in such a way that the matrix composition flows away and forms a layer surrounding the one or more solar cells, which is free of air inclusions. As used herein, "pressing" thus means that the first and second substrates are pressed together to form a continuous, solar cell encapsulating layer of matrix composition. The pressure used in the compression is chosen so that it is above the yield point of the matrix composition and therefore leads to flow of the matrix composition. This makes it possible to form a polymer layer which completely surrounds the solar cells.
Die Polymerisation der Matrixzusammensetzung um die Polymermatrix zu bilden kann während jedes Schrittes des Verfahrens erfolgen. Beispielsweise kann die Polymerisation bereits mit der Herstellung der Matrixzusammensetzung gestartet werden. Eine solche Vorgehensweise erfordert, abhängig von der für die vollständige Polymerisation erforderlichen Zeit, eine entsprechend schnelle Verarbeitung der Matrixzusammensetzung. Alternativ kann die Polymerisation auch während des Verpressens oder danach gestartet werden, beispielsweise durch Erhitzen der Layup-Struktur.The polymerization of the matrix composition to form the polymer matrix may occur during any step of the process. For example, the polymerization can already be started with the preparation of the matrix composition. Such a procedure requires correspondingly rapid processing of the matrix composition, depending on the time required for complete polymerization. Alternatively, the polymerization may also be started during or after the compression, for example by heating the layup structure.
Eine beispielhafte Ausführungsform der verschiedenen Schritte des Verfahrens ist schematisch in
In verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens enthält die Matrixzusammensetzung mindestens zwei, mindestens drei oder mehr polymerisierbare Verbindungen.In various embodiments of the method, the matrix composition contains at least two, at least three or more polymerizable compounds.
„Mindestens ein”, „mindestens zwei”, „mindestens drei” usw., wie hierin verwendet, bedeutet 1 oder mehr, 2 oder mehr bzw. 3 oder mehr und schließt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr ein."At least one", "at least two", "at least three", etc., as used herein, means 1 or more, 2 or more, or 3 or more, and includes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more.
Bei den in der Matrixzusammensetzung enthaltenen polymerisierbaren Verbindungen kann es sich um jede bekannte synthetische oder natürliche polymerisierbare Verbindung handeln. Insbesondere können diese Verbindungen Monomere der gewünschten Polymere oder Präpolymere sein. Falls es sich um Präpolymere handelt, können diese aus einer Art Monomer oder aus zwei oder mehr verschiedenen Arten von Monomeren bestehen. Die aus den polymerisierbaren Verbindungen gebildeten Polymere können lineare oder verzweigte Polymere sein. Bei dem Polymer der Polymermatrix kann es sich beispielsweise um eines oder mehrere der Polymere aus der Gruppe bestehend aus Silikonkautschuken, einschließlich Fluorsilikonen, Polyurethanen, Poly(meth)acrylaten und Epoxidharzen oder Mischungen davon handeln. Demensprechend können die in der Matrixzusammensetzung enthaltenen polymerisierbaren Verbindungen Vorstufen dieser Polymere sein, wie beispielsweise Silane, Siloxane, silanmodifizierte Polymere, Polyester, Polyurethanharze (Polyole, Polyisocyanate) insbesondere aliphatische Polyurethanharze, (Meth)acrylate und Epoxide. Bei dem Polymer der Polymermatrix kann es sich ebenfalls um Copolymere und Mischungen der genannten Polymere handeln.The polymerizable compounds contained in the matrix composition may be any known synthetic or natural polymerizable compound. In particular, these compounds may be monomers of the desired polymers or prepolymers. If they are prepolymers, they may be one kind of monomer or two or more different kinds of monomers. The polymers formed from the polymerizable compounds may be linear or branched polymers. The polymer of the polymer matrix may be, for example, one or more of the polymers selected from the group consisting of silicone rubbers including fluorosilicone, polyurethanes, poly (meth) acrylates and epoxy resins, or mixtures thereof. Accordingly, the polymerisable compounds contained in the matrix composition can be precursors of these polymers, for example silanes, siloxanes, silane-modified polymers, polyesters, polyurethane resins (polyols, polyisocyanates), in particular aliphatic polyurethane resins, (meth) acrylates and epoxides. The polymer of the polymer matrix may likewise be copolymers and mixtures of the polymers mentioned.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine polymerisierbare Verbindung ein 2-Komponentensilikon, vorzugsweise ein additionsvernetzendes 2-Komponentensilikon. In einem additionsvernetzenden 2-Komponentensilikon liegen sowohl Silikonpolymere mit freien Silangruppen als auch Silikonpolymere mit freien Vinylgruppen vor, wobei beide Arten von Silikonpräpolymeren eine relativ niedrige Viskosität besitzen, die fließfähig und pumpbar sind. Die beiden Arten von Präpolymeren reagieren in einer Additionsreaktion in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators zu dem gewünschten Silikonkautschuk.In one embodiment of the invention, the at least one polymerizable compound is a 2-component silicone, preferably an addition-curing 2-component silicone. In an addition-curing 2-component silicone, there are both silicone polymers with free silane groups and silicone polymers with free vinyl groups, both types of silicone prepolymers having a relatively low viscosity, which are flowable and pumpable. The two types of prepolymers react in an addition reaction in the presence of a noble metal catalyst to the desired silicone rubber.
Als polymerisierbare Verbindungen oder Zusammensetzungen sind beispielsweise die Polyorganosiloxane, die in der internationalen Patentveröffentlichung
Falls die Matrixzusammensetzung nicht bereits durch die Auswahl der polymerisierbaren Verbindung die gewünschte Strukturviskosität und Fließgrenze besitzt, kann diese durch das Hinzufügen von Verdickungsmitteln zu der Matrixzusammensetzung eingestellt werden. Die Verdickungsmittel sind dabei solche, die zur Herstellung von strukturviskosen Flüssigkeiten geeignet sind. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält die Matrixzusammensetzung daher mindestens ein Verdickungsmittel. Dieses kann in einer Konzentration vorhanden sein, die die Matrixzusammensetzung strukturviskos macht und ihr eine Fließgrenze verleiht. Das Verdickungsmittel kann einen Brechungsindex besitzen der ähnlich, dem des Polymers der Polymermatrix ist. Der Brechungsindex kann dabei beispielsweise einen Wert besitzen der im Bereich ±25% des Brechungsindexes des Polymers liegt.If the matrix composition does not already possess the desired intrinsic viscosity and yield point as a result of the selection of the polymerizable compound, this can be adjusted by adding thickeners to the matrix composition. The thickeners are those which are suitable for the production of pseudoplastic liquids. In various embodiments of the invention, therefore, the matrix composition contains at least one thickener. This can be present in a concentration that makes the matrix composition structurally viscous and gives it a yield point. The thickener may have a refractive index similar to that of the polymer of the polymer matrix. The refractive index may, for example, have a value in the range ± 25% of the refractive index of the polymer.
Wie in
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verdickungsmittel pyrogene Kieselsäure. Beispiele für geeignete Kieselsäuren sind die unter dem Markennamen Aerosil® erhältlichen Kieselsäuren, einschließlich Aerosil 200 oder Aerosil 300. Die Verdickungsmittelpartikel sind vorzugsweise nicht hydrophob beschichtet. Das Verdickungsmittel wird üblicherweise in fester Form eingesetzt und die Partikel haben dabei mittlere Durchmesser von 1 μm oder weniger, vorzugsweise von etwa 200 nm. Die Partikelgrößenverteilung ist vorzugsweise monodispers.In one embodiment of the invention, the thickening agent comprises fumed silica. Examples of suitable silicas are silicas available under the trade name Aerosil ®, including Aerosil 200 or Aerosil 300. The thickener particles are preferably not coated hydrophobic. The thickener is usually used in solid form and the particles have mean diameters of 1 .mu.m or less, preferably of about 200 nm. The particle size distribution is preferably monodisperse.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung hat die Matrixzusammensetzung bei Raumtemperatur (20°C) und Normaldruck (1000 mbar) eine dynamische Nullviskosität η0 von mindestens 103 mPas, vorzugsweise mindestens 104 mPas, noch bevorzugter mindestens 105 mPAs, am bevorzugtesten mindestens 106 mPAs.In various embodiments of the invention, the matrix composition at room temperature (20 ° C) and normal pressure (1000 mbar) has a dynamic zero viscosity η 0 of at least 10 3 mPas, preferably at least 10 4 mPas, more preferably at least 10 5 mPAs, most preferably at least 10 6 mPAs.
Die Fließgrenze τ0 der Matrixzusammensetzung liegt in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bei mindestens 30 Pa, vorzugsweise mindestens 50 Pa, noch bevorzugter mindestens 100 Pa, am bevorzugtesten bei mindestens 150 Pa.The yield strength τ 0 of the matrix composition in various embodiments of the invention is at least 30 Pa, preferably at least 50 Pa, more preferably at least 100 Pa, most preferably at least 150 Pa.
In dem beschriebenen Verfahren kann die Polymerisation der Matrixzusammensetzung durch Erwärmen, UV-Bestrahlung, Zugabe eines Katalysators oder Polymerisationsinitiators, oder durch Mischen von zwei spontan miteinander polymerisierbaren Verbindungen erfolgen.In the process described, the polymerization of the matrix composition can be carried out by heating, UV irradiation, addition of a catalyst or polymerization initiator, or by mixing two spontaneously polymerizable compounds.
Wenn die Polymerisation durch Zugabe eines Katalysators oder Polymerisationsinitiators in die Matrixzusammensetzung erfolgt, kann dieser bereits vor dem Auftragungsschritt in die Matrixzusammensetzung gegeben werden, um die Polymerisation zu starten. Vorzugsweise ist das Verfahren zur Einkapselung einschließlich des Verpressens bereits vor der vollständigen Polymerisation abgeschlossen. Alternativ kann die Polymerisation auch durch Mischen von zwei spontan miteinander polymerisierbaren Verbindungen, optional mit einem zusätzlichen Katalysator oder Polymerisationsinitiator, in der Matrixzusammensetzung gestartet werden. Dieser Polymerisationsstart kann ebenfalls vor dem Auftragungsschritt durchgeführt werden. Falls in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Matrixzusammensetzung mit bereits gestarteter Polymerisationsreaktion eingesetzt wird, ist die Zeit, die zur vollständigen Polymerisation oder bis zu einem Polymerisationsgrad der die Viskosität soweit erhöht, dass die Zusammensetzung keine geeigneten rheologischen Eigenschaften mehr besitzt, benötigt wird, so bemessen, dass die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung in dem Verfahren gewährleistet ist. Beispielsweise kann der Zeitraum bis zur vollständigen Polymerisation oder bis zu einem Polymerisationsgrad der die Viskosität soweit erhöht, dass die Zusammensetzung keine zur Verarbeitung in dem Verfahren geeigneten rheologischen Eigenschaften mehr besitzt, in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bis zu 24 h, bis zu 18 h, bis zu 12 h, bis zu 6 h, bis zu 4 h, bis zu 3 h, bis zu 2 h, bis zu 1 h, vorzugsweise bis zu 30 Minuten, bis zu 20 Minuten, oder bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt etwa 5 Minuten betragen.If the polymerization occurs by adding a catalyst or polymerization initiator to the matrix composition, it may be added to the matrix composition prior to the application step to initiate the polymerization. Preferably, the process of encapsulation, including compression, is completed prior to complete polymerization. Alternatively, the polymerization may also be started by mixing two spontaneously polymerizable compounds, optionally with an additional catalyst or polymerization initiator, in the matrix composition. This start of polymerization can also be carried out before the application step. If a matrix composition with an already started polymerization reaction is used in the process according to the invention, the time required for complete polymerization or for a degree of polymerization which increases the viscosity to such an extent that the composition no longer has suitable rheological properties is such that the processability of the composition is ensured in the process. For example, the time to complete polymerization or to a degree of polymerization which increases the viscosity to such an extent that the composition no longer has rheological properties suitable for processing in the process may, in various embodiments of the invention, be up to 24 hours, up to 18 hours to 12 hours, up to 6 hours, up to 4 hours, up to 3 hours, up to 2 hours, up to 1 hour, preferably up to 30 minutes, up to 20 minutes, or up to 10 minutes, most preferably about 5 hours Minutes.
Falls die Polymerisation mittels Erwärmen oder UV-Bestrahlung durchgeführt wird, wird die Polymerisation vorzugsweise erst im Schritt des Verpressens oder danach gestartet. Beispielsweise kann das Erwärmen zusammen mit dem Verpressen in einem geeigneten Laminator erfolgen. Falls die Polymerisation durch Erwärmen erfolgt, liegt die Starttemperatur vorzugsweise bei mindestens 50°C, vorzugsweise mindestens 100°C.If the polymerization is carried out by means of heating or UV irradiation, the polymerization is preferably started only in the crimping step or thereafter. For example, the heating may take place together with the pressing in a suitable laminator. If the polymerization is carried out by heating, the starting temperature is preferably at least 50 ° C, preferably at least 100 ° C.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist das erste feste Trägermaterial ein transparentes Frontmaterial. Das Material kann jedes üblicherweise verwendete Frontmaterial sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Glas oder Polycarbonat.In various embodiments of the invention, the first solid support material is a transparent front material. The material may be any commonly used front material, including but not limited to glass or polycarbonate.
Das zweite feste Trägermaterial kann ein Rückseitenmaterial sein. Das Rückseitenmaterial kann beispielsweise Glas oder eine Kunststofffolie sein. Das Rückseitenmaterial muss nicht transparent sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Rückseitenmaterial Glas. Das Rückseitenmaterial kann vorzugsweise UV- und/oder lichtdurchlässig sein und erlaubt dadurch das Aushärten der polymerisierbaren Verbindung durch Bestrahlung mit UV oder sichtbarem Licht durch die Rückseitenschicht.The second solid support material may be a backing material. The backside material may be, for example, glass or a plastic film. The backing material does not have to be transparent. In various embodiments, the backside material is glass. The backside material may preferably be UV and / or translucent, thereby allowing curing of the polymerizable compound by irradiation with UV or visible light through the backside layer.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite feste Trägermaterial Öffnungen aufweisen, die beim Verpressen das Abfließen überschüssiger Mengen an Matrixzusammensetzung erlauben. Die Öffnungen können beispielsweise Punkt- oder streifenförmig sein.In various embodiments, the second solid support material may have openings that allow the extrusion of excess amounts of matrix composition. The openings may be for example point or strip-shaped.
Um das Ausbilden einer Einkapselung die frei von Lufteinschlüssen ist zu gewährleisten, wird die Matrixzusammensetzung vorzugsweise lokal auf mindestens zwei voneinander beabstandete Teilbereiche der Oberfläche des ersten festen Trägermaterials und/oder der einen oder mehreren Solarzelle(n) aufgetragen. Die Auftragung kann beispielsweise in Form von Punkten, Streifen oder Raupen erfolgen. Üblicherweise erfolgt die Auftragung auf mindestens fünf, mindestens 10, mindestens 20 oder mehr Teilbereiche der Oberfläche und/oder der Solarzelle. Die dabei aufgetragene Menge ist so bemessen, dass beim Verpressen eine durchgehende Schicht um die Solarzellen gebildet werden kann so dass die Solarzellen weder untereinander noch mit den Trägermaterialien in direktem Kontakt stehen. Beispiele für Auftragungsformen und -muster sind in
Die Matrixzusammensetzung wird in verschiedenen Ausführungsformen derart aufgetragen, dass beim Verpressen Lufteinschlüsse vermieden werden. Mit anderen Worten das Auftragungsmuster der Matrixzusammensetzung wird abhängig von der Art und Weise wie das Verpressen durchgeführt wird so gewählt, dass die zwischen Trägermaterialien und Solarzelle befindliche Luft abgeführt werden kann und keine Lufteinschlüsse gebildet werden.The matrix composition is applied in various embodiments such that air pockets are avoided during the pressing. In other words, the application pattern of the matrix composition is selected depending on the manner in which the pressing is performed so that the air located between the support materials and the solar cell can be dissipated and no air pockets are formed.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Evakuierungsschritt. Dieser Schritt soll die Bildung von Lufteinschlüssen zwischen Trägermaterialien und Solarzellen, d. h. in der Matrixzusammensetzung verhindern. Die Evakuierung wird vorzugsweise vor oder beim Verpressen durchgeführt, d. h. zu einem Zeitpunkt wo die Layup-Struktur aus Solarzelle, Matrixzusammensetzung, erstem und zweiten Trägermaterial gebildet ist. Die Evakuierung kann beispielsweise durch Anlegen eines Vakuums erfolgen.In various embodiments, the method includes an evacuation step. This step is intended to prevent the formation of trapped air between substrates and solar cells, i. H. in the matrix composition. The evacuation is preferably carried out before or during pressing, d. H. at a time when the layup structure of solar cell, matrix composition, first and second carrier material is formed. The evacuation can be done for example by applying a vacuum.
Der Schritt des Verpressens kann auf unterschiedliche, im Stand der Technik allgemein bekannte Art und Weise erfolgen. Insbesondere kann das Verpressen in einem Laminator, beispielsweise einem Laminator wie er üblicherweise zur Herstellung von Solarmodulen eingesetzt wird, erfolgen. Alternativ kann das Layup auch unter einer Walze, vorzugsweise einer flexiblen Walze, durchgeführt werden. Wenn eine solche Walze verwendet wird, ist das zweite Trägermaterial vorzugsweise eine flexible Rückseitenfolie. Das Verpressen mit einer Walze ist schematisch in
Schließlich kann das Verpressen auch durch das Auflegen und das Eigengewicht des zweiten Trägermaterials erfolgen. Dabei kann das Trägermaterial in durchgebogener Form derart aufgelegt werden, dass es zuerst zentral aufgesetzt und dann zu den Rändern abgelegt wird. Das zweite Trägermaterial ist hierbei vorzugsweise aus Glas. Dieses Prinzip ist schematisch in
Möglichkeiten und Vorrichtungen zum Verpressen des Layups, insbesondere in horizontaler Ausrichtung, werden beispielsweise auch in der oben zitierten Gebrauchsmusterschrift
Bei den hierin beschriebenen Verfahren können ein oder mehrere Abstandshalter eingesetzt werden, die in das Layup aus Solarzellen, Matrixzusammensetzung und Trägermaterialien derart eingreifen, dass beim Verpressen ein definierter Abstand zwischen erstem Trägermaterial und zweitem Trägermaterial eingehalten wird. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Abstandshalter aus mindestens einem ersten Element und mindestens einem mit dem ersten. Element verbundenen zweiten Element ausgebildet, wobei das erste Element in das Layup eingreift und die Abstand zwischen erstem und zweiten Trägermaterial gewährleistet und das zweite Element derart angeordnet ist, dass es die Außenkante des Layups zumindest teilweise überlappt.In the methods described herein, one or more spacers can be used, which engage in the layup of solar cells, matrix composition and carrier materials such that during pressing a defined distance between the first carrier material and the second carrier material is maintained. In various embodiments, the spacers are at least a first element and at least one with the first. Element connected second element formed, wherein the first element engages the layup and ensures the distance between the first and second carrier material and the second element is arranged such that it overlaps at least partially the outer edge of the layup.
In verschiedenen. Ausführungsformen kann jeweils ein Abstandshalter mehrere erste Elemente aufweisen, die beabstandet voneinander mit einem zweiten Element verbunden sind. Der Abstand zwischen den einzelnen ersten Elementen kann dabei von 1 mm bis zu 10 oder mehr cm betragen. Die ersten Elemente können dabei eine beliebige Form haben, wobei sie üblicherweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzen und ihre Dicke zusammen mit ihrer Kompressibilität den Abstand zwischen erstem und zweitem Trägermaterial definiert. Geeignete Formen sind rechteckig, dreieckig, halbkreisförmig, und ähnliche. Die einzelnen ersten Elemente, die mit einem einzigen zweiten Element verbunden sind, können unabhängig voneinander derart mit dem zweiten Element verbunden sein, dass sie entweder im Wesentlichen senkrecht zu diesem stehen, d. h. der Abstandshalter ein Tförmiges Profil besitzt, oder in einer Ebene abwechselnd nach oben oder unten weisen, d. h. die ersten Elemente im Querschnitt V-förmig angeordnet sind. In letzterem Fall ist die Verbindung vorzugsweise beweglich ausgebildet, so dass die einzelnen ersten Elemente beim Verpressen im Wesentlichen horizontal zu den Trägermaterialien in einer Ebene angeordnet werden. Beispielhafte Anordnungen sind in den Figuren gezeigt.In different. Embodiments may each have a spacer a plurality of first elements, which are spaced from each other with a second element. The distance between the individual first elements can be from 1 mm to 10 or more cm. The first elements may have an arbitrary shape, wherein they usually have a substantially rectangular cross-section and their thickness together with their compressibility defines the distance between the first and second carrier material. Suitable shapes are rectangular, triangular, semicircular, and the like. The individual first elements, which are connected to a single second element, may be connected to the second element independently of one another so that they are either substantially perpendicular to it, ie. H. the spacer has a T-shaped profile, or alternately facing up or down in one plane, d. H. the first elements are arranged in cross-section V-shaped. In the latter case, the connection is preferably designed to be movable, so that the individual first elements during pressing are arranged substantially horizontally to the carrier materials in a plane. Exemplary arrangements are shown in the figures.
Die Abstandshalter können kompressibel ausgebildet sein.The spacers may be formed compressible.
Die ersten Elemente greifen üblicherweise von etwa 1 mm bis zu 5 cm in das Layup ein.The first elements usually enter from about 1 mm to 5 cm in the layup.
Das zweite Element besitzt in verschiedenen Ausführungsformen ebenfalls einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Dabei kann die Breite der Dicke des verpressten Layups entsprechen oder auch geringer sein. Die Länge kann derart bemessen sein, dass sie der Länger einer Außenkante des Moduls entspricht. Die Dicke beträgt üblicherweise einige mm bis cm. Es ist für das Verpressen vorteilhaft, dass der Rahmen nicht über das Laminat hinausragt, d. h. dass der Rahmen die Kante des verpressten Layups vollständig oder teilweise abdeckt, aber nicht über die Kante in Richtung des ersten bzw. zweiten Trägermaterials hinausragt.The second element also has a substantially rectangular cross-section in various embodiments. The width of the thickness of the compressed layup can be equal or less. The length can be sized be that it corresponds to the length of an outer edge of the module. The thickness is usually a few mm to cm. It is advantageous for the pressing that the frame does not protrude beyond the laminate, ie that the frame completely or partially covers the edge of the compressed layup, but does not project beyond the edge in the direction of the first or second carrier material.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Abstandshalter Bestandteil eines Kantenschutzrahmens sein. Dieser kann bei dem Aushärtungsschritt gleichzeitig mit dem Einbettmaterial verklebt werden. Ein solcher Kantenschutzrahmen ist insbesondere bei Solarmodulen von Vorteil, bei denen sowohl das Vorderseitenmaterial als auch das Rückseitenmaterial Glas ist. Vorteil der Verwendung eines solchen Kantenschutzrahmens sind der Schutz gegen Verrutschen des Layups beim Verpressen und das Vermeiden des Randüberpressens bzw. des Ausfließens von Einbettmaterial. Der Kantenschutzrahmen kann dabei alle Kanten des Solarmoduls umfassen und besteht üblicherweise aus ein, zwei oder mehr Teilen. Der Kantenschutzrahmen kann auf der Kante, d. h. der Querschnittsfläche des Layups aufliegen und/oder mit dieser verklebt sein. Bei dem Rahmen kann es sich um einen Faltrahmen handeln, der im Ganzen abgelängt, an den späteren Ecken gekerbt und dann um das Modul gefaltet und mit diesem verklebt wird. Die Verklebung kann über das Einbettungsmaterial oder ein zusätzliches Klebe- und/oder Abdichtungsmaterial erfolgen. Der einteilige Faltrahmen wird vorzugsweise im Bereich der späteren Anschlussdose verbunden, d. h. er wird beginnend im Bereich der Anschlussdose um das Modul gelegt und schließt daher auch wieder im Bereich der Anschlussdose ab. Schematisch ist ein solcher Rahmen in
Die Abstandhalter bilden einen definierten Abstand zwischen Vorder- und Rückseitenmaterial aus und verhindern dadurch beim Verpressen die Beschädigung der Solarzelle. Falls sie in einen Kantenschutzrahmen integriert sind, können die Abstandshalter entweder in den Modulecken oder über die gesamte oder einen Teil der Rahmenlänge angeordnet sein.The spacers form a defined distance between the front and rear side material and thus prevent damage to the solar cell during pressing. If integrated into an edge protection frame, the spacers may be located either in the module corners or over all or part of the frame length.
Der Kantenschutzrahmen/die Abstandshalter kann/können aus jedem geeigneten Material bestehen. Geeignete Materialien sind im Stand der Technik bekannt und schließen beispielsweise Aluminium, Stahl und Kunststoffe ein. Insbesondere kann der Rahmen aus Aluminium, beispielsweise Endlosaluminium bestehen und ein T-förmiges Profil besitzen. In einer solchen Ausführungsform eines Aluminiumrahmens mit T-Profil ist der Rahmen ein einteiliger Faltrahmen. In einem solchen Rahmen mit T-förmigem Profil greift der Schenkel in das Bauelement ein und dient als Abstandshalter, während die Quere die Außenkante der Baueinheit abdeckt.The edge protection frame / spacers can be made of any suitable material. Suitable materials are known in the art and include, for example, aluminum, steel and plastics. In particular, the frame may be made of aluminum, for example, continuous aluminum and have a T-shaped profile. In such an embodiment of a T-profile aluminum frame, the frame is a one-piece folding frame. In such a T-shaped profile frame, the leg engages the component and serves as a spacer, while the cross covers the outer edge of the assembly.
Der Einsatz eines Kantenschutzrahmens mit im Bereich der Abstandshalter T-förmigem Profil ist schematisch in
Alternativ oder zusätzlich können die Kanten des Layups mit Kunststoff, wie beispielsweise Butylgummi, versiegelt werden. In eine Ausführungsform der Erfindung kann der Rahmen mit einer Butylkautschukmasse mit dem Modul verklebt werden. Dabei kann die Butylkautschukmasse das Modul, d. h. das Einbettungsmaterial, gegenüber der Umgembung abdichten und so beispielsweise einen zusätzlichen Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit darstellen. Die Butylkautschukmasse kann nachvernetzend und/oder initial thermoplastisch sein. Das Verkleben des Rahmens mit dem Modul kann direkt im Laminationsschritt erfolgen. In solchen Ausführungsformen kann das Modul ein Glas-Glas-Modul sein, d. h. sowohl ersters als auch zweites Trägermaterial bestehen aus Glas.Alternatively or additionally, the edges of the layup can be sealed with plastic, such as butyl rubber. In one embodiment of the invention, the frame may be bonded to the module with a butyl rubber compound. In this case, the Butylkautschukmasse the module, d. H. the embedding material, seal against the environment and thus provide, for example, an additional protection against moisture ingress. The butyl rubber composition can be postcrosslinking and / or initially thermoplastic. Gluing the frame to the module can be done directly in the lamination step. In such embodiments, the module may be a glass-glass module, i. H. Both the first and the second carrier material are made of glass.
Der Kantenschutz/Abstandshalter kann des Weiteren Rastelemente umfassen, die das Ablegen des Rückseitenmaterials vor dem Verpressen erlauben. Beim Verpressen wird dann das Rückseitenmaterial über die Rastposition hinweggepresst und der Verbund hergestellt. Ein solches Prinzip ist schematisch in
Wie oben erwähnt, können die Abstandshalter in einem Kantenschutzrahmen integriert oder separat davon eingesetzt werden. Ein solcher Einsatz von separaten, optional wieder entnehmbaren, Abstandshaltern ist schematisch in
Eine weitere Ausführungsform von Abstandshaltern, die in einen Kantenschutzrahmen integriert sind, ist in der
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Solarmodule Glas-Glas-Module. Die Glas-Glas-Einkapselung stellt eine gute Lösung gegen chemische und mechanische Belastungen der Zellmatrix dar wodurch sich die Modullebensdauer erheblich erhöhen lässt.In various embodiments of the invention, the solar modules are glass-glass modules. The glass-glass encapsulation provides a good solution against chemical and mechanical stress on the cell matrix, which can significantly increase the module life.
Das liegt zum einen daran, dass kein Wasser eindringt und daher weniger Korrosion auftritt, zum anderen daran, dass die Zellmatrix liegt in der Spannungsfreimembran liegt. Der Glas-Glas-Aufbau erlaubt weiterhin aufgrund der deutlich erhöhten mechanischen Belastbarkeit der Modulrückseite eine erhöhte rückseitige Unterstützung der Module, z. B. durch Aufkleben von Halterungen in den Besselpunkten des Moduls. Aufgrund der stark verringerten Durchbiegung der Module erlaubt dies, auf einen teuren Modulrahmen mit tragender Funktion zu verzichten und Solarmodule mit deutlich größerer Modulfläche als heute üblich aufzubauen ohne besonders dicke und teure Gläser sowie entsprechend verstärkte Rahmen einsetzen zu müssen.This is due to the fact that no water penetrates and therefore less corrosion occurs, on the other hand, that the cell matrix is located in the voltage free membrane. The glass-glass structure also allows due to the significantly increased mechanical strength of the back of the module increased back support of the modules, eg. B. by sticking brackets in the Bessel points of the module. Due to the greatly reduced flexing of the modules, this makes it possible to dispense with an expensive module frame with a supporting function and to construct solar modules with a significantly larger module area than is usual today without having to use particularly thick and expensive glasses and correspondingly reinforced frames.
Vorgespannte Gläser sind insbesondere an den Modulkanten und Ecken empfindlich gegenüber Schlag und Spannung (veränderter Spannungszustand im Glas) – daher ist ein zusätzlicher Schutz durch einen Rahmen vorteilhaft, selbst wenn der Rahmen nicht zur mechanischen Stabilisierung beiträgt.Prestressed glasses are particularly susceptible to impact and stress at the module edges and corners (altered stress state in the glass) - therefore, additional protection by a frame is advantageous, even if the frame does not contribute to mechanical stabilization.
Die Gläser in Glas-Glas-Modulen neigen während der Lamination zum leichten Verrutschen gegeneinander und zum Überpressen der Laminatkanten, was zu dauerhaften Spannungszuständen am Rand und anschließender Delamination führen kann. Wie bereits oben erwähnt, können diese Nachteile durch Verwendung eines Kantenschutzrahmens gemäß der Erfindung überwunden werden.The glasses in glass-glass modules tend to slippage against each other during lamination and over-press the laminate edges, which can lead to permanent stress states on the edge and subsequent delamination. As already mentioned above, these disadvantages can be overcome by using an edge protection frame according to the invention.
Ein Schutzrahmen kann je nach gewähltem Material neben den eben genannten Anforderungen noch einen weiteren Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit darstellen und erlaubt auch für sehr langlebige Module den Einsatz günstiger feuchtigkeitsempfindlicher Einbettungsmaterialien (z. B. EVA). Ferner kann ein Rahmen aus elektrisch leitfähigem Material kann zudem bei elektrischer Kontaktierung der Enden (ringförmige Ausführung) als Schutz gegen Induktion bei Blitzeinschlag dienen. Die Rahmen gemäß der Erfindung haben des Weiteren den Vorteil, dass sie dünn und kostengünstig sind.Depending on the material chosen, a protective frame can provide further protection against the ingress of moisture in addition to the requirements just mentioned and also allows the use of favorable moisture-sensitive embedding materials (eg EVA) for very long-lasting modules. Furthermore, a frame made of electrically conductive material can also serve as electrical protection against the effects of lightning when the ends are electrically contacted (annular design). The frames according to the invention further have the advantage that they are thin and inexpensive.
Die Erfindung betrifft Solarmodule, die durch die oben beschriebenen Verfahren erzeugt werden.The invention relates to solar modules, which are produced by the methods described above.
In noch einem Aspekt, richtet sich die Erfindung auf ein Solarmodul, umfassend
- (a) ein erstes festes Trägermaterial;
- (b) ein zweites festes Trägermaterial; und
- (c) eine oder mehrere zwischen dem ersten und zweiten Trägermaterial angeordnete, in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzelle(n), wobei die Polymermatrix durch Aushärten einer mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthaltende Matrixzusammensetzung, die eine strukturviskose Flüssigkeit mit Fließgrenze ist, hergestellt ist.
- (a) a first solid support material;
- (b) a second solid support material; and
- (c) one or more polymer matrix encapsulated solar cells disposed between the first and second substrates, wherein the polymer matrix is prepared by curing a matrix composition containing at least one polymerizable compound which is a pseudoplastic liquid with yield value.
In einer Ausführungsform, umfasst das Solarmodul ferner einen oder mehrere Abstandshalter, wie oben definiert. Diese können, wie oben definiert, auch Bestandteil eines Kantenschutzrahmens sein.In an embodiment, the solar module further comprises one or more spacers as defined above. These can, as defined above, also be part of an edge protection frame.
Schließlich erfasst die Erfindung auch Solarmodule, umfassend
- (e) ein erstes festes Trägermaterial;
- (f) ein zweites festes Trägermaterial;
- (g) eine oder mehrere zwischen dem ersten Trägermaterial und dem zweiten Trägermaterial angeordnete, in einer Polymermatrix eingekapselte Solarzelle(n); und
- (h) einen oder mehrere Abstandshalter, die aus mindestens einem ersten Element und mindestens einem mit dem ersten Element verbundenen zweiten Element ausgebildet sind, wobei das erste Element in eine aus Solarzelle(n), Polymermatrix, erstem Trägermaterial und zweitem Trägermaterial ausgebildete Baueinheit derart eingreift, dass ein definierter Abstand zwischen erstem Trägermaterial und zweitem Trägermaterial ausgebildet ist, und wobei das mindestens eine zweite Element derart angeordnet ist, dass es eine Außenkante der Baueinheit zumindest teilweise überlappt.
- (e) a first solid support material;
- (f) a second solid support material;
- (g) one or more solar cell (s) encapsulated within the polymer matrix between the first substrate and the second substrate; and
- (h) one or more spacers formed of at least a first element and at least one second element connected to the first element, the first element being formed into a solar cell (s), Polymer matrix, first carrier material and second carrier material formed unit engages such that a defined distance between the first carrier material and the second carrier material is formed, and wherein the at least one second element is arranged such that it overlaps an outer edge of the assembly at least partially.
In verschiedenen Ausführungsformen sind die Abstandshalter wie oben definiert und können auch Bestandteil eines Kantenschutzrahmens sein.In various embodiments, the spacers are as defined above and may also be part of an edge protection frame.
In den Solarmodulen der Erfindung, können Trägermaterialien, Solarzellen und Matrix wie oben im Zusammenhang mit den Herstellungsverfahren beschrieben definiert sein.In the solar modules of the invention, support materials, solar cells and matrix can be defined as described above in connection with the production methods.
Weitere Ausführungsformen sind in den Ansprüchen enthalten.Further embodiments are contained in the claims.
Die Erfindung wird hierin durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, ist aber nicht auf diese beschränkt. Insbesondere ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass verschiedene Änderungen an der beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung, wie er durch die angefügten Patentansprüche bestimmt wird, abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird somit durch die Patentansprüche bestimmt und es ist beabsichtigt, dass die Erfindung alle Modifikationen und Änderungen, die in den Deutungs- und Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst.The invention is described herein by reference to certain embodiments, but is not limited thereto. In particular, it will be readily apparent to those skilled in the art that various changes may be made in the invention described without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The scope of the invention is thus defined by the claims, and it is intended that the invention encompass all modifications and changes that fall within the scope of the claims and equivalents of the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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