DE3544080A1 - Verfahren zur herstellung eines verbundglases oder eines terrestrischen solargenerators - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind sogenannte Verbundgläser bekannt, z. B. als Windschutzscheiben für Kraftfahrzeuge, bei denen zwei Glasscheiben und eine zwischen ihnen eingebrachte Klebefolie durch Anwendung von Druck und Temperatur zu einem einheitlichen, glasklaren Verbund verschmolzen werden. Nach der Herstellung werden die Kanten der Glasscheiben in einen U-förmigen Rahmen mittels einer klebenden Dichtmasse eingefaßt.

Es ist weiterhin bei der Herstellung von Solargeneratoren bekannt, diese in einer Vakuum-Kammer zu positionieren, wobei der technische Aufbau des Generators aus den Solarzellen, ober- und unterseitig davon angeordneten Schmelzkleberfolien und zwei äußeren Glasscheiben bestehen kann. Nach dem Evakuieren wird über eingebaute Heizungen der Verbund aufgeheizt und dann mechanisch solange belastet, bis die Schmelzkleberfolie alle Fugen ausgefüllt hat. Der notwendige äußere Andruck ist temperatur- und zeitabhängig, bedingt durch die Zähigkeit des Klebers. Auch hier werden die Kanten der Glasscheiben, die praktisch Schutzabdeckungen darstellen, von einem U-förmigen Rahmen und einer zwischen Glasscheiben und Rahmen angeordneten Dichtmasse umgeben.

Der Prozeß des Einbettens oder Einkapselns der Solarzellen oder Solargeneratoren ist relativ komplex, da die gesamten Anordnungen einzeln in kleinen Vakuum-Temperaturkammern oder auch chargenweise in größeren Apparaturen einen Vakuum-Temperatur-Druck-Prozeß durchlaufen müssen. Die bei den genannten Beispielen notwendige Rahmung erfordert einen komplexen Vorrichtungsbau, da der Verbund zum Rahmen freischwimmend in der meist niederviskosen Dichtmasse aus Toleranzgründen sehr genau fixiert werden muß. Hier ist eine besonders lohnintensive Nacharbeit erforderlich, wenn prozeß- oder toleranzbedingte Fehler auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches ein wirtschaftlicher, kontinuierlich ablaufender Herstellungsprozeß erzielt wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrensmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 beschrieben.

Von Vorteil ist, daß das wirtschaftliche und rationelle Herstellungsverfahren nicht nur den Wegfall einzelner Fertigungsschritte, sondern auch das Entfallen von arbeitsintensiver Nacharbeit bei der Dichtung mit sich bringt. Somit ist der gesamte Herstellungsprozeß schneller und einfacher zu bewerkstelligen. Weiterhin wird vom technischen Standpunkt das hergestellte Produkt verbessert, da das für die Rahmendichtung verwendete Material gleichmäßig und toleranzunbeeinflußt das Produkt hermetisch abdichtet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten terrestrischen Solargeneratoren teilweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Verbund mit normalen Solarzellen vor einem Evakuierungsprozeß,

Fig. 2 den Verbund gemäß Fig. 2 nach einem Evakuierungsprozeß, und

Fig. 3 einen mit Dünnschichtsolarzellen ausgerüsteten Verbund nach einem Evakuierungsprozeß.

In allen drei Figuren werden für die einander entsprechenden Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet, soweit dieses möglich ist. So besteht jeweils ein in den Fig. 1 und 2 gezeigter Verbund 10 aus einer oberen und unteren Glasscheibe 3, einer Solarzelle 5, die mit anderen zeichnerisch nicht dargestellten Solarzellen verschaltet ist, und einem U-förmigen Rahmen 2 vorzugsweise aus Metall. Der Rahmen 2 kann an seiner Innenwandung mit einem elastischen Werkstoff beschichtet sein. Aus Fig. 1 sind eine obere bzw. untere Schmelzklebefolie 4 und ein profilierter, gummiartiger Ring 1 mit einer Hohlkehle 6 ersichtlich, die einen an der Stirnseite des Verbundes 10 liegenden Luftkanal bildet. Dieser Luftkanal kann zwischen den Schmelzkleberfolien 4 dadurch vergrößert werden, daß die Solarzelle 5 nach innen zurückgewonnen werden. Er kann auch durch die Verwendung von Schmelzkleberfolien 4 mit Untermaß hergestellt oder vergrößert werden. Über den Luftkanal sowie über einen mit dem Luftkanal in Verbindung stehenden, an dem Ring 1 befestigten, nicht gezeigten Ansaugstutzen wird der Verbund 10 evakuiert. Hierzu wird der Ansaugstutzen vorzugsweise an der Stoßstelle der beiden Enden des U-förmigen Rahmens 2 angeordnet. Wie Fig. 2 zeigt, bilden der Ring 1 und die Schmelzkleberfolien 4, die vorteilhafterweise aus dem gleichen Material bestehen, im Endzustand praktisch eine Einheit.

Es ist möglich, die elektrischen Generatoranschlußleitungen durch den Ansaugstutzen herauszuführen. Auch ist es denkbar, entweder zuerst den profilierten, gummiartigen Ring 1 und dann den U-förmigen Rahmen 2 um den unverklebten Verbund 10 herumzulegen, oder ein Profil, das den Ring 1 ergibt in den zunächst gestreckten Rahmen 2 einzubringen und dann diese beiden Bauelemente gemeinsam um den Verbund 10 zu legen.

In Fig. 3 weist der Verbund 11 nur eine Glasscheibe 3 auf, auf der eine mit anderen Zellen verschaltete Dünnschichtsolarzelle 7 direkt angeordnet ist. Die Rückseite des Verbundes 11 wird durch eine Trägerplatte 8 gebildet, die aus Metall oder Glas bestehen kann. Zwischen der Glasscheibe 3 und der Trägerplatte 8 befindet sich nur eine Schmelzkleberfolie 4, die im dargestellten Zustand mit dem profilierten U-förmigen Ring 1 praktisch eine Einheit bildet, d. h. den Endzustand nach durchgeführtem Prozeß darstellt.

Bei dem zunächst rein mechanischen Aufbau des Verbundes 10 bis 11 mit den um die Stirnseiten des unverklebten Verbundes 10 bzw. 11 herumgelegten profilierten gummiartigen Ring 1 und des U-förmigen Profils 2 beginnt der Prozeß derart, daß zunächst über den Ansaugstutzen evakuiert wird. Die Einkapselung und Rahmung des Verbundes 10 bzw. 11 wird nach seiner Evakuierung in einem Prozeßschritt durch eine Temperatur-Druckbehandlung durchgeführt, wobei durchaus der äußere Luftdruck als Druckkomponente ausreichend sein kann. Es sind hierzu prinzipiell TK- oder IR-Durchlauföfen, aber auch Autoklaven geeignet, wobei bei letzterem die Druckkomponente wesentlich erhöht werden kann. Diese sind jeweils mit geeigneten Anschlüssen bzw. Durchführungen für das erforderliche Evakuieren ausgelegt. Beispielsweise lassen sich in einem IR-Wärmeofen kontinuierlich Generatoren fertigen. Hierbei erfolgt der mechanische Aufbau bzw. die Zusammenstellung des Generators wie oben beschrieben, dann erfolgt das Evakuieren des Verbundes. Derart angeschlossen durchläuft der Generator die IR-Strecke, bei der z. B. bei ca. 70°-100°C die beteiligten Schmelzkleber (Ring 1 unf Folien 4) erweichen und damit ankleben; dieses gilt sowohl für das Material im Bereich zwischen den Scheiben als auch zwischen Scheiben und Rahmen. Bei weiterer Temperaturerhöhung - im betrachteten Fall weiterer IR-Einstrahlung - wird die Viskosität der Schmelzkleberfolie 4 und des zunächst als Dichtring fungierenden Ringes 1 niedriger. Damit fließt durch den äußeren Luftdruck - im Fall des Autoklaven bei höheren Druck - der jetzt schmelzflüssige Kleber in alle Zwischenräume der Anordnung, wobei auch der Außenstutzen zuschmilzt. Es entsteht damit ein klarer Verbund im Bereich der Solarzelle 5 bzw. 7, bei dem auch der Dichtring mit dem Glas und Rahmen im Randbereich verschmolzen ist.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundglases oder eines terrestrischen Solargenerators unter Anwendung einer Temperatur/Druckbehandlung, wobei das Verbundglas zwei Glasscheiben und eine dazwischen liegende Schmelzkleberfolie aufweist oder bei dem Solargenerator die verschalteten Solarzellen zwischen Schmelzkleberfolien gelegt und beidseitig mit Schutzabdeckungen, vorzugsweise Glasscheiben, versehen werden, und wobei die Kanten der Glasscheiben bzw. der Schutzabdeckungen in einem U-förmigen Rahmen mittels einer klebenden Dichtmasse eingefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß um die Stirnseiten des aufgebauten, unverklebten Verbundes (10, 11) ein die Dichtmasse bildender profilierter, gummiartiger Ring (1) herumgelegt wird, daß der Ring (1) von dem U-förmigen Rahmen (2) umfaßt wird, und daß die Einkapselung und Rahmung des Verbundes (10, 11) durch die Temperatur/ Druckbehandlung in einem Prozeßschritt durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines U-förmigen Rahmens (2) aus Metall.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) an seiner Innenwandung mit einem elastischen Werkstoff beschichtet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring (1) verwendet wird, der auf der umlaufenden Stirnseite des Verbundes (10, 11) einen Luftkanal freiläßt, und daß der Verbund (10, 11) über den Luftkanal evakuiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ringes (1), der an seiner Innenseite eine den Luftkanal bildende Hohlkehle (6) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Herstellung bzw. Vergrößerung des Luftkanals dadurch, daß im Randbereich des Verbundes (10, 11) eine Schmelzkleberfolie (4) mit Untermaß eingelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung über einen mit dem Luftkanal in Verbindung stehenden, an dem Ring (1) befestigten Ansaugstutzen durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugstutzen an der Stoßstelle der beiden Enden des U-förmigen Rahmens (2) angeordnet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei Verwendung eines terrestrischen Solargenerators, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Generatoranschlußleitungen durch den Ansaugstutzen herausgeführt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der profilierte, gummiartige Ring (1) zunächst in den U-förmigen Rahmen (2) eingebracht wird, und daß beide Bauteile (1 und 2) zusammen um den aufgebauten, unverklebten Verbund gelegt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von gleichen Materialien für die Schmelzkleberfolie (4) und den profilierten, gummiartigen Ring (1).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Herstellung eines Solargenerators unter Verwendung von Dünnschichtzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschichtsolarzellen (7) verschaltet und an der Innenseite eines Trägersubstrates (3) angeordnet werden, und daß das Trägersubstrat (3) als obere Schutzabdeckung eines Verbundes (11) verwendet wird, der eine zweite untere Schutzabdeckung (8) und zwischen den Schutzabdeckungen (3, 8) eine Schmelzkleberfolie (4) aufweist.