DE3544080A1 - Process for producing a composite glass or a terrestrial solar generator - Google Patents

Process for producing a composite glass or a terrestrial solar generator

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Abstract

Process for producing a composite glass or a terrestrial solar generator using a temperature/pressure treatment, the composite glass having two glass panes and a hot-melt adhesive film disposed between them or, in the case of the solar generator, the connected cells being laid between hot-melt adhesive films and provided on both sides with protective coverings, preferably glass panes. The edges of the glass panes or the protective coverings are enclosed in a U-shaped frame by means of an adhesive sealing composition. A continuous production process is obtained in that a profiled elastomeric ring forming the sealing composition is laid around the end sides of the built-up, non-adhesively-bonded composite. The ring encloses the U-shaped frame. The encapsulation and framing of the composite is carried out by the temperature/pressure treatment in one process step. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 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.So-called laminated glasses are known, e.g. B. as windshields for Motor vehicles with two panes of glass and one placed between them Adhesive film by applying pressure and temperature to a uniform, crystal-clear composite are fused. After making the edges of the glass panes are placed in a U-shaped frame using a adhesive sealant edged.

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.It is also known in the manufacture of solar generators to position in a vacuum chamber, the technical structure of the Generator from the solar cells, arranged on the top and bottom of it Hot melt adhesive films and two outer glass panes can exist. After this Evacuation is heated via built-in heaters and then the composite mechanically loaded until the hot melt adhesive film fills all joints Has. The necessary external pressure is dependent on temperature and time, due to the toughness of the adhesive. Again, the edges of the  Glass panes, which practically represent protective covers, of a U-shaped Surround frame and a sealing compound arranged between glass panes and frame.

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.The process of embedding or encapsulating the solar cells or solar generators is relatively complex because the entire arrangements are individually in small Vacuum temperature chambers or in batches in larger equipment have to go through a vacuum-temperature-pressure process. The ones mentioned Examples of the necessary framing requires a complex fixture construction, since the composite to the frame floating in the mostly low-viscosity Sealant must be fixed very precisely for reasons of tolerance. Here is one particularly wage-intensive rework required if process- or tolerance-related Errors occur.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches ein wirtschaftlicher, kontinuierlich ablaufender Herstellungsprozeß erzielt wird.The invention is therefore based on the object of a method of the beginning to create the kind mentioned, through which an economical, continuous ongoing manufacturing process is achieved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Verfahrensmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved by the characterizing features of the method of claim 1 solved.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 beschrieben.Embodiments of the invention are described in subclaims 2 to 12.

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.The advantage is that the economical and rational manufacturing process not only the elimination of individual manufacturing steps, but also that Eliminate labor-intensive reworking of the seal. Thus, the entire manufacturing process is quicker and easier to do. Furthermore, from a technical point of view, the manufactured product improved because the material used for the frame seal is even and hermetically seals the product without tolerance.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten terrestrischen Solargeneratoren teilweise dargestellt, und zwar zeigen:In the drawing are embodiments of according to the invention Processed terrestrial solar generators partially shown,  and show:

Fig. 1 einen Verbund mit normalen Solarzellen vor einem Evakuierungsprozeß, Fig. 1 is a composite with normal solar cells from an evacuation process,

Fig. 2 den Verbund gemäß Fig. 2 nach einem Evakuierungsprozeß, und Fig. 2 shows the laminate in accordance with Fig. 2 according to an evacuation process, and

Fig. 3 einen mit Dünnschichtsolarzellen ausgerüsteten Verbund nach einem Evakuierungsprozeß. Fig. 3 equipped with a thin layer solar cell composite according to one evacuation process.

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.In all three figures, the same reference numerals are used for the corresponding components, insofar as this is possible. Thus, each one shown in Figs. 1 and 2, composite 10 comprises an upper and lower glass plate 3, a solar cell 5, the solar cells drawing, not shown, with others is connected, and a U-shaped frame 2 is preferably made of metal. The frame 2 can be coated on its inner wall with an elastic material. From FIG. 1, an upper or lower melt adhesive film 4 and a profiled, rubber-like ring 1 with a groove 6 are visible which forms a lying at the front side of the assembly 10, air channel. This air duct can be enlarged between the hot-melt adhesive films 4 by recovering the solar cell 5 inwards. It can also be produced or enlarged by using melt adhesive films 4 with undersize. The composite 10 is evacuated via the air duct and via an intake port, not shown, connected to the air duct and fastened to the ring 1 . For this purpose, the intake manifold is preferably arranged at the joint of the two ends of the U-shaped frame 2 . As shown in Fig. 2, form the ring 1 and the hot-melt adhesive film 4, which advantageously consist of the same material, in the final state practically a unit.

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.It is possible to lead the electrical generator connection lines out through the intake manifold. It is also conceivable either to first place the profiled, rubber-like ring 1 and then the U-shaped frame 2 around the unglued composite 10 , or to insert a profile which results in the ring 1 into the initially elongated frame 2 and then these two components together to lay the composite 10 .

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.In FIG. 3, the composite 11 has only one glass pane 3 , on which a thin-film solar cell 7 connected to other cells is arranged directly. The back of the composite 11 is formed by a carrier plate 8 , which can be made of metal or glass. Between the glass pane 3 and the carrier plate 8 there is only a hot-melt adhesive film 4 , which in the illustrated state forms a unit with the profiled U-shaped ring 1 , ie represents the final state after the process has been carried out.

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.In the initially purely mechanical construction of the composite 10 to 11 with the profiled rubber-like ring 1 and the U-shaped profile 2 placed around the end faces of the non-bonded composite 10 and 11 , the process begins in such a way that evacuation is first carried out via the suction nozzle. The encapsulation and framing of the composite 10 or 11 is carried out after its evacuation in one process step by means of a temperature-pressure treatment, whereby the external air pressure can certainly be sufficient as a pressure component. In principle, TK or IR continuous furnaces are suitable for this, but also autoclaves, in which case the pressure component can be increased significantly. These are each designed with suitable connections or bushings for the necessary evacuation. For example, generators can be continuously manufactured in an IR heating furnace. The mechanical construction or assembly of the generator takes place as described above, and then the assembly is evacuated. Connected in this way, the generator runs through the IR path, in which, for. B. at about 70 ° -100 ° C soften the hot melt adhesives involved (ring 1 and 4 foils) and stick with them; This applies both to the material in the area between the panes and between the panes and frame. If the temperature rises further — in the case under consideration further IR radiation — the viscosity of the hot-melt adhesive film 4 and of the ring 1 initially functioning as a sealing ring becomes lower. As a result, through the external air pressure - in the case of the autoclave at higher pressure - the now molten adhesive flows into all gaps in the arrangement, whereby the outer connector also melts. This creates a clear bond in the area of solar cell 5 or 7 , in which the sealing ring is also fused to the glass and frame in the edge area.

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.1. A method for producing a laminated glass or a terrestrial solar generator using a temperature / pressure treatment, the laminated glass having two glass panes and a hot melt adhesive film in between, or in the solar generator the interconnected solar cells are placed between hot melt adhesive films and provided with protective covers, preferably glass panes, on both sides, and the edges of the glass panes or the protective covers are encased in a U-shaped frame by means of an adhesive sealing compound, characterized in that a profiled, rubber-like ring ( 1st ) forms the sealing compound around the end faces of the non-bonded composite ( 10, 11 ) ) that the ring ( 1 ) is surrounded by the U-shaped frame ( 2 ) and that the encapsulation and framing of the composite ( 10, 11 ) is carried out by the temperature / pressure treatment in one process step. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines U-förmigen Rahmens (2) aus Metall. 2. The method according to claim 1, characterized by the use of a U-shaped frame ( 2 ) made of metal. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) an seiner Innenwandung mit einem elastischen Werkstoff beschichtet ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the frame ( 2 ) is coated on its inner wall with an elastic material. 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.4. The method according to claim 1, characterized in that a ring ( 1 ) is used, which leaves an air duct on the circumferential end face of the composite ( 10, 11 ), and that the composite ( 10, 11 ) is evacuated via the air duct. 5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ringes (1), der an seiner Innenseite eine den Luftkanal bildende Hohlkehle (6) aufweist.5. The method according to claim 4, characterized by the use of a ring ( 1 ) which has on its inside a groove forming the air channel ( 6 ). 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.6. The method according to claim 4 or 5, characterized by a production or enlargement of the air duct in that in the edge region of the composite ( 10, 11 ) a hot melt adhesive film ( 4 ) is inserted with undersize. 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.7. The method according to claim 4, characterized in that the evacuation is carried out via a connected to the air duct, on the ring ( 1 ) attached intake manifold. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugstutzen an der Stoßstelle der beiden Enden des U-förmigen Rahmens (2) angeordnet wird.8. The method according to claim 7, characterized in that the intake manifold is arranged at the joint of the two ends of the U-shaped frame ( 2 ). 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei Verwendung eines terrestrischen Solargenerators, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Generatoranschlußleitungen durch den Ansaugstutzen herausgeführt werden.9. The method according to claim 7 or 8, when using a terrestrial Solar generator, characterized in that the electrical generator connecting lines be led out through the intake manifold. 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.10. The method according to claim 1, characterized in that the profiled, rubber-like ring ( 1 ) is first introduced into the U-shaped frame ( 2 ), and that both components ( 1 and 2 ) are placed together around the assembled, unglued composite . 11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von gleichen Materialien für die Schmelzkleberfolie (4) und den profilierten, gummiartigen Ring (1). 11. The method according to claim 1, characterized by the use of the same materials for the hot-melt adhesive film ( 4 ) and the profiled, rubber-like 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.12. The method according to any one of claims 1 to 11 for producing a solar generator using thin-film cells, characterized in that the thin-film solar cells ( 7 ) are connected and arranged on the inside of a carrier substrate ( 3 ), and that the carrier substrate ( 3 ) as the upper Protective cover of a composite ( 11 ) is used, which has a second lower protective cover ( 8 ) and a hot melt adhesive film ( 4 ) between the protective covers ( 3, 8 ).
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