EP2257993A1 - Solarmodul und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Solarmodul und verfahren zu seiner herstellung

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Publication number
EP2257993A1
EP2257993A1 EP09718592A EP09718592A EP2257993A1 EP 2257993 A1 EP2257993 A1 EP 2257993A1 EP 09718592 A EP09718592 A EP 09718592A EP 09718592 A EP09718592 A EP 09718592A EP 2257993 A1 EP2257993 A1 EP 2257993A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealing compound
strand
glass sheet
conductor
solar module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09718592A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Schmitt
Tobias Neff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bystronic Lenhardt GmbH
Original Assignee
Bystronic Lenhardt GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bystronic Lenhardt GmbH filed Critical Bystronic Lenhardt GmbH
Publication of EP2257993A1 publication Critical patent/EP2257993A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention is based on a solar module with two glass panels, which together with a circumferentially arranged between them spacers include an interior in which solar cells are arranged.
  • a solar module is known for example from DE 199 50 893.
  • the object of the invention is to show a way, as with less effort an electrical connection can be led out of the moisture-sealed interior of a solar module, without affecting the sealing of the interior.
  • a strand of a first sealant composition is applied to the first glass sheet of the solar module to form the spacer circumferentially, which has a recess at a point at which an electrical conductor is to be passed through the spacer.
  • This recess may for example be a gap, but is preferably formed as a point of the strand at which this has a reduced thickness, measured perpendicular to the glass sheet.
  • first sealing compound adhesives are preferably used, which are used in the insulating glass pane production, for example in the known under the name TPS method, to bond two glass sheets together.
  • Sealants commonly used in insulating glass manufacturing can be applied as a paste and subsequently solidified.
  • Particularly suitable are thermoplastics, in particular polyisobutylene.
  • Especially suitable and therefore are commonly used for the production of insulating glass adhesives, which contain additives for adjusting mechanical properties and to increase the UV resistance additives, in particular powder grains, such as graphite or soot particles, and therefore are electrically conductive.
  • an electrical contact between the electrical conductor, which is used as a connection for solar cells of the solar module, and the first sealing compound is avoided in that the recess is at least partially filled with an electrically insulating second sealing compound.
  • the conductor is then placed on the second sealing compound and then covered with an electrically insulating third sealing compound, so that it is surrounded in the region of the recess all around electrically insulating of the second and the third sealing compound.
  • the same material is preferably used for the sake of simplicity.
  • different materials can also be used to enclose the electrical conductor in an electrically insulating manner so that it passes through the spacer without contact with first sealing compound.
  • the second and third sealants may be applied as a solidifying paste, preferably using thermoplastic adhesives or hot melt adhesives.
  • thermoplastic adhesives or hot melt adhesives Particularly suitable is polyisobutylene, which is a sufficiently good electrical insulator without conductive additives, such as graphite powder or the like.
  • a second glass sheet can be placed on the first glass sheet so that the solar cells connected to the conductor are enclosed in an interior surrounded by the two glass sheets and the strand.
  • the third sealing compound can be compressed with a compression device towards the first glass sheet.
  • the third sealing compound is covered with a fourth sealing compound.
  • first and the fourth sealant uses the same material, such as a thermoplastic adhesive with additives to increase UV resistance.
  • the electrically insulating second or third sealing compound can be protected in this way from UV radiation by being covered with first or fourth sealing compound. This is an important advantage because electrically insulating sealants generally do not have good UV resistance. Electrically conductive sealing compounds can survive relatively well over periods of several years without impairing their sealing function due to added UV blocker, in particular graphite particles, UV radiation.
  • An advantageous development of the invention provides that after covering the conductor with electrically insulating sealing compound, circumferentially on the strand of the first sealing compound, a strand of the fourth sealing compound is applied to which then the second glass sheet is placed.
  • a strand of the fourth sealing compound is applied to which then the second glass sheet is placed.
  • a desiccant may be added to the first and / or fourth sealant, as is common in insulating glass panel manufacturing.
  • a strand of a solidifying fifth sealing compound is arranged around the strand of the first sealing compound on its side facing away from the interior.
  • Silicone is preferably used as the fifth sealing compound.
  • the fifth sealant serves to mechanically bond the two glass sheets together and thus mechanically relieve the thermoplastic sealants. This is an important advantage because at high temperatures the thermoplastic sealants may soften so that the two glass sheets may slip relative to one another , This can be counteracted by fifth sealant, which sets to a thermosetting plastic.
  • the fifth sealant can be applied circumferentially in two sub-strands. the, between which is included led out of the interior of the solar module ladder.
  • special single- or multi-component synthetic resins or other thermosetting plastics are suitable.
  • a plurality of conductors which are enclosed by electrically insulating sealing compound, are led through the spacer between the two glass panels.
  • electrically insulating sealing compound In principle, however, it is sufficient to lead a single conductor as a connection electrically isolated.
  • a second connection can be connected to ground potential and, consequently, easily brought into contact with electrically conductive sealing compound.
  • the conductors used for the solar module are preferably flat conductors, for example metal bands. In particular, a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm is advantageous.
  • the conductors are passed naked through the spacer, so not surrounded by a separate insulating jacket.
  • FIG. 1 shows a section of a glass panel of a solar module with an applied strand of a first sealing compound, which has a recess for the passage of a conductor;
  • FIG. 2 shows the glass panel section shown in FIG. 1 after the partial filling of the recess with an electrically insulating second sealing compound
  • FIG. 3 shows the glass panel cut-out after the conductor has been placed on the second sealing compound
  • FIG. 4 the glass panel cutout after covering the conductor with electrically insulating sealing compound
  • FIG. 5 shows the glass panel cutout after a uniform thickness of the strand and of the filled-in recess has been produced by swaging
  • Figure 6 the glass panel cutout after applying a further circumferential strand on the strand of the first sealant and the filled recess.
  • FIGS. 1 to 6 illustrate the steps of an embodiment of a method of manufacturing a solar module that includes solar cells in an interior space enclosed by a first glass sheet, a second glass sheet, and a spacer.
  • a strand 2 of a first sealing compound which has a recess 3 at one location, is circumferentially applied to the first glass panel 1 to form the spacer.
  • the recess 3 is formed in the illustrated embodiment as a point of the strand 2, on which the strand 2 perpendicular to the glass sheet 1 has a reduced thickness.
  • the strand 2 is applied as a solidifying paste.
  • the first sealing compound is thermoplastic and is applied at an elevated temperature of, for example, 60 ° C. to 80 ° C.
  • Polyisobutylene which is stabilized against UV radiation by added UV blockers, in particular graphite particles or soot particles, is particularly suitable as the first sealing compound. These additives cause the first sealing compound to be electrically conductive, so that a conductor used as the connection of the solar cells of the solar module has to be electrically insulated from the strand 2.
  • the recess 3 is partially filled with an electrically insulating second sealing compound 4.
  • the second sealant 4 is also applied as a solidifying paste.
  • a second sealing compound in particular thermoplastic adhesives, such as polyisobutylene are suitable. Polyisobutylene without conductive additives such as graphite or soot, ie graphite particles-free polyisobutylene, has a sufficiently high electrical resistance to sufficiently electrically isolate.
  • an electrical conductor 5 is laid on the electrically insulating second sealing compound 4 as a connection for solar cells of the solar module. The conductor 5 is electrically isolated by the second sealing compound 4 from the strand 2 of the first sealing compound.
  • the electrical conductor 5 is formed as a flat conductor.
  • the flat conductor 5 preferably has a thickness of 0.1 mm to 0.2 mm and may be formed, for example, as a metal strip, in particular made of copper.
  • the electrical conductor 5 is covered with an electrically insulating third sealing compound 6 so that it is surrounded by the second sealing compound 4 and the third sealing compound 6 in an electrically insulating manner in the area of the recess 3.
  • the same material is used as the second sealing compound 4 and as the third sealing compound 6, for example, graphite particle-free polyisobutylene.
  • the recess 3 of the strand 2 is filled with the third sealing compound 6, preferably completely. It is advantageous if a little more second sealing compound 6 is applied than is required for complete filling of the recess 3.
  • FIG. 4 it can be seen that the surface of the third sealing compound 6 facing away from the glass sheet rises slightly above the level of the adjoining strand 2, since a slightly more third sealing compound 6 was applied than would be necessary for completely filling the recess 3 ,
  • the third sealing compound 6 is compressed after application to the conductor 5 with an upsetting device 7 toward the first glass sheet 1.
  • the surface of the third sealant 6 facing away from the glass sheet 1 is brought to the same level as an adjacent surface of the strand 2 of the first sealant.
  • the glass sheet 1 is a completely circumferential strand of sealing compound, the Ciralle perpendicular to the glass panel 1 has the same height.
  • a fourth sealing compound is applied circumferentially to the strand 2 of the first sealing compound.
  • the same material is used for the first and the fourth sealing compound, for example a thermoplastic adhesive which is stabilized by additives against the action of UV radiation.
  • different materials can also be used for the first sealing compound and the second sealing compound.
  • the electrical conductor 5 is surrounded completely by the electrically insulating second sealing compound 4 and the electrically insulating third sealing compound 6 and in this way is electrically insulated from the electrically conductive strands 2, 8.
  • the further strand 8 from the fourth sealing compound is applied in the illustrated exemplary embodiment with a thickness that is constant relative to the glass sheet 1.
  • this is not absolutely necessary, especially if the compression step is dispensed with.
  • a second glass sheet (not shown) is placed in a further process step on the further strand 8 so that solar cells (not shown) connected to the conductor 5 are enclosed in an interior surrounded by the two glass sheets.
  • Other conductors may be made as terminals through further feedthroughs created in the manner described above. Conductors at ground potential do not necessarily have to be electrically isolated from the strings 2 and 8 and can Therefore, just put on the strand 2 and be covered directly by the strand 8.
  • a consolidating, preferably setting, fifth sealing compound for example silicone
  • a consolidating, preferably setting, fifth sealing compound for example silicone
  • a consolidating, preferably setting, fifth sealing compound is introduced into an edge joint between the two mutually superimposed glass panels (not shown).
  • a consolidating, preferably setting, fifth sealing compound for example silicone
  • the fifth sealing compound has solidified to a thermosetting plastic.
  • a solar module manufactured according to the method described above has a first glass sheet 1, a second glass sheet, solar cells arranged in an inner space enclosed by the two glass sheets and a spacer circumferentially disposed therebetween, and electrical conductors 5 serving as terminals of the solar cells are led out of the interior.
  • the spacer is formed by the strand 2 of the first sealing compound, the further strand 8 and the strand of the fifth sealing compound arranged circumferentially in an edge joint between the two connected glass plates.
  • At least one of the conductors 5 is passed through a passage arranged in the spacer.
  • This passage of electrically insulating sealing compound is formed by the second sealing compound 4 and the third sealing compound 6.
  • the conductor 5 guided through the bushing is thus electrically insulated from the electrically conductive sealing compound, namely the first sealing compound of the strand 2 and the fourth sealing compound of the strand 8.
  • the electrically conductive sealing compound is located between the first glass sheet 1 and the implementation, as well as between the second glass panel and the execution.
  • the spacer thus has a circumferential strand of electrically conductive sealing compound, which is formed in the illustrated embodiment of the two strands 2 and 8 and surrounds the implementation all around.

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls, das in einem von einer ersten und einer zweiten Glastafel und einem Abstandhalter umschlossenen Innenraum Solarzellen enthält, wobei auf die erste Glastafel (1) zur Ausbildung des Abstandhalters umlaufend ein Strang (2) aus einer ersten Versiegelungsmasse aufgebracht wird, der an einer Stelle eine Aussparung (3) aufweist, die Aussparung (3) zumindest teilweise mit einer elektrisch isolierenden zweiten Versiegelungsmasse (4) aufgefüllt wird, auf die zweite Versiegelungsmasse (4) mindestens ein elektrischer Leiter (5) als Anschluss für Solarzellen des Solarmoduls gelegt wird, der Leiter (5) in einer Weise mit einer elektrisch isolierenden dritten Versiegelungsmasse (6) bedeckt wird, dass er im Bereich der Aussparung rundum elektrisch isolierend von der zweiten und der dritten Versiegelungsmasse (4, 6) umgeben ist, und eine zweite Glastafel auf die erste Glastafel (1) aufgesetzt wird, so dass die an den Leiter (5) angeschlossenen Solarzellen in einem von den beiden Glastafeln und dem Strang (2) umgebenen Innenraum eingeschlossen sind. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Solarmodul.

Description

Solarmodul und Verfahren zu seiner Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung geht aus von einem Solarmodul mit zwei Glastafeln, die zusammen mit einem umlaufend zwischen ihnen angeordneten Abstandhalter einen Innenraum einschließen, in dem Solarzellen angeordnet sind. Ein derartiges Solarmodul ist beispielsweise aus DE 199 50 893 bekannt.
Ein Problem bei der Herstellung von solchen Solarmodulen besteht darin, elektrische Anschlüsse der Solarzellen aus dem versiegelten Innenraum nach außen zu führen. Bekannt ist es, in einer der Glastafeln eine Öffnung vorzusehen, durch welche die Anschlüsse geführt werden, und diese Öffnung anschließend mit einer geeigneten Dichtmasse zu versiegeln. Dies erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand.
Bekannt ist es auch, die Anschlüsse als Kupferbänder über den Rand einer der Glastafeln nach außen zu führen, indem die Kupferbänder durch Kleben oder Löten flächig mit der Glastafel verbunden werden und anschließend von einem Abstandhalter mit einer Randversiegelung bedeckt werden. Auch dies erfordert einen großen Aufwand. Zudem ist es sehr schwierig im Bereich der Kupferbänder ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Innenraum zuverlässig zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist es einen Weg aufzuzeigen, wie sich mit geringerem Aufwand ein elektrischer Anschluss aus dem feuchtigkeitsdicht versiegelten Innenraum eines Solarmoduls herausführen lässt, ohne die Abdichtung des Innenraums zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche. Die Aufgabe wird ferner durch ein Solarmodul mit den im Anspruch 13 angegebenen Merkmalen, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Solarmoduls sind Gegenstand der Unteransprüche 14 und 15.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die erste Glastafel des Solarmoduls zur Ausbildung des Abstandhalters umlaufend ein Strang aus einer ersten Ver- siegelungsmasse aufgebracht, der an einer Stelle, an der ein elektrischer Leiter durch den Abstandhalter geführt werden soll, eine Aussparung aufweist. Diese Aussparung kann beispielsweise eine Lücke sein, ist jedoch bevorzugt als eine Stelle des Strangs ausgebildet, an der dieser eine reduzierte Dicke, gemessen senkrecht zur Glastafel, hat. Dies kann durch eine geeignete Steuerung einer Düse zum Appli- zieren der Versiegelungsmasse leicht erreicht werden, indem die Bewegungsgeschwindigkeit der Düse im Bereich der zu erzeugenden Aussparung kurzzeitig erhöht wird und/oder eine Düsenöffnung kurzzeitig verkleinert wird.
Als erste Versiegelungsmasse werden bevorzugt Klebstoffe verwendet, die in der Isolierglasscheibenfertigung, beispielsweise bei dem unter der Bezeichnung TPS bekannten Verfahren, verwendet werden, um zwei Glastafeln miteinander zu verkleben. In der Isolierglasscheibenfertigung gebräuchlichen Versiegelungsmassen können als Paste aufgetragen werden und verfestigen sich anschließend. Geeignet sind insbesondere Thermoplaste, insbesondere Polyisobutylen. Besonders gut geeignet und deshalb für die Isolierglasscheibenfertigung gebräuchlich sind Klebstoffe, die zum Einstellen mechanischer Eigenschaften sowie zur Erhöhung der UV- Beständigkeit Zusätze, insbesondere Pulverkörner, beispielsweise Graphit- oder Russpartikel, enthalten und deshalb elektrisch leitfähig sind.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrischen Leiter, der als Anschluss für Solarzellen des Solarmoduls verwendet wird, und der ersten Versiegelungsmasse dadurch vermieden, dass die Aussparung zumindest teilweise mit einer elektrisch isolierenden zweiten Versiegelungsmasse aufgefüllt wird. Der Leiter wird anschließend auf die zweite Versiegelungsmasse gelegt und danach mit einer elektrisch isolierenden dritten Versiegelungsmasse bedeckt, so dass er im Bereich der Aussparung rundum elektrisch isolierend von der zweiten und der dritten Versiegelungsmasse umgeben ist.
Als zweite und dritte Versiegelungsmasse wird der Einfachheit halber bevorzugt dasselbe Material verwendet. Es können jedoch auch unterschiedliche Materialien verwendet werden, um den elektrischen Leiter elektrisch isolierend rundum einzuschließen, so dass er ohne Kontakt zu ersten Versiegelungsmasse durch den Abstandhalter hindurchgeführt ist. Die zweite und die dritte Versiegelungsmasse können als eine sich verfestigende Paste aufgetragen werden, wobei bevorzugt thermoplastische Klebstoffe oder Schmelzkleber verwendet werden. Geeignet ist insbesondere Polyi- sobutylen, das ohne leitfähige Zusätze, wie Graphitpulver oder ähnliches, ein ausreichend guter elektrischer Isolator ist.
Nachdem der Leiter mit elektrisch isolierender Versiegelungsmasse bedeckt ist, kann auf die erste Glastafel eine zweite Glastafel aufgesetzt werden, so dass die an den Leiter angeschlossenen Solarzellen in einem von den beiden Glastafeln und dem Strang umgebenen Innenraum eingeschlossen sind. Um im Bereich der nun aufgefüllten Aussparung dieselbe Dicke wie in den übrigen Bereichen des Strangs zu er- reichen kann die dritte Versiegelungsmasse mit einer Stauchvorrichtung zur ersten Glastafel hin gestaucht werden.
Bevorzugt wird vor dem Aufsetzen der zweiten Glastafel die dritte Versiegelungsmasse mit einer vierten Versiegelungsmasse bedeckt. Bevorzugt wird für die erste und die vierte Versiegelungsmasse dasselbe Material, also beispielsweise ein thermoplastischer Klebstoff mit Zusätzen zur Erhöhung der UV-Beständigkeit verwendet. Die elektrisch isolierende zweite bzw. dritte Versiegelungsmasse kann auf diese Weise vor UV-Strahlung geschützt werden, indem sie mit erster bzw. vierter Versie- gelungsmasse bedeckt ist. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da elektrisch isolierende Versiegelungsmassen in der Regel keine gute UV-Beständigkeit haben. Elektrisch leitende Versiegelungsmassen können wegen zugesetzter UV-Blocker, insbesondere Graphitpartikeln, UV-Strahlung verhältnismäßig gut über Zeiträume von mehreren Jahren ohne Beeinträchtigung ihrer Dichtfunktion überstehen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass nach dem Bedecken des Leiters mit elektrisch isolierender Versiegelungsmasse, umlaufend auf den Strang aus der ersten Versiegelungsmasse ein Strang aus der vierten Versiegelungsmasse aufgebracht wird, auf den dann die zweite Glastafel aufgesetzt wird. In- dem zwei umlaufende Stränge aus Versiegelungsmasse aufeinander gesetzt werden, lässt sich leichter erreichen, dass sich im Bereich der Leiterdurchführung mit der zweiten und dritten elektrisch isolierenden Versiegelungsmasse eine einheitliche Dicke, gemessen senkrecht zur Glastafelebene, ergibt.
Um Restfeuchtigkeit in dem versiegelten Innenraum des Solarmoduls zu binden kann beispielsweise der ersten und/oder der vierten Versiegelungsmasse ein Trockenmittel zugesetzt sein, wie dies in der Isolierglasscheibenfertigung üblich ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass um den Strang aus der ersten Versiegelungsmasse auf seiner von dem Innenraum abgewandten Seite ein Strang aus einer sich verfestigenden fünften Versiegelungsmasse angeordnet wird. Als fünfte Versiegelungsmasse wird bevorzugt Silikon verwendet. Die fünfte Versiegelungsmasse dient dazu, die beiden Glastafeln mechanisch miteinander zu verbinden und somit die thermoplastischen Versiegelungsmassen mechanisch zu entlas- ten. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da bei hohen Temperaturen die thermoplastischen Versiegelungsmassen weich werden können, so dass die beiden Glastafeln relativ zueinander verrutschen können. Dem kann durch fünfte Versiegelungsmasse, die sich zu einem duroplastischen Kunststoff abbindet, entgegengewirkt werden. Die fünfte Versiegelungsmasse kann umlaufend in zwei Teilsträngen aufgebracht wer- den, zwischen denen der aus dem Innenraum des Solarmoduls herausgeführte Leiter eingeschlossen ist. Als fünfte Versiegelungsmasse sind besondere ein- oder mehrkomponentige Kunstharze oder andere aushärtende Kunststoffe geeignet.
Bevorzugt werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere Leiter, die von elektrisch isolierender Versiegelungsmasse umschlossen sind, durch den Abstandhalter zwischen den beiden Glastafeln hindurchgeführt. Prinzipiell genügt es jedoch, einen einzigen Leiter als Anschluss elektrisch isoliert herauszuführen. Ein zweiter Anschluss kann auf Massepotential gelegt werden und folglich problemlos auch mit elektrisch leitfähiger Versiegelungsmasse in Kontakt gebracht werden. Bei den für das Solarmodul verwendeten Leitern handelt es sich bevorzugt um Flachleiter, beispielsweise Metallbänder. Vorteilhaft ist insbesondere eine Dicke von 0,1 mm bis 0,2 mm. Bevorzugt sind die Leiter nackt durch den Abstandhalter hindurchgeführt, also nicht von einem gesonderten isolierenden Mantel umgeben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : einen Ausschnitt einer Glastafel eines Solarmoduls mit einem aufge- brachten Strang aus einer ersten Versiegelungsmasse, der eine Aussparung zur Durchführung eines Leiters aufweist;
Figur 2: den in Figur 1 dargestellten Glastafelausschnitt nach dem teilweisen Auffüllen der Aussparung mit einer elektrisch isolierenden zweiten Ver- siegelungsmasse;
Figur 3: den Glasstafelausschnitt, nachdem der Leiter auf die zweite Versiegelungsmasse gelegt ist;
Figur 4: den Glastafelausschnitt nach dem Bedecken des Leiters mit elektrisch isolierender Versiegelungsmasse; Figur 5: den Glastafelausschnitt, nachdem durch Stauchen umlaufend eine einheitliche Dicke des Strangs und der aufgefüllten Aussparung erzeugt wurde; und
Figur 6: den Glastafelausschnitt nach dem Aufbringen eines weiteren umlaufenden Strangs auf den Strang aus der ersten Versiegelungsmasse und die gefüllte Aussparung.
Die Figuren 1 bis 6 veranschaulichen die Schritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Solarmoduls, das in einem von einer ersten Glastafel, einer zweiten Glastafel und einem Abstandhalter umschlossenen Innenraum Solarzellen enthält.
In einem ersten Verfahrensschritt, der in Figur 1 veranschaulicht ist, wird auf die ers- te Glastafel 1 zur Ausbildung des Abstandhalters umlaufend ein Strang 2 aus einer ersten Versiegelungsmasse aufgebracht, der an einer Stelle eine Aussparung 3 aufweist. Die Aussparung 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine Stelle des Strangs 2 ausgebildet, an welcher der Strang 2 senkrecht zur Glastafel 1 eine reduzierte Dicke hat. Der Strang 2 wird als eine sich verfestigende Paste aufgetra- gen. Die erste Versiegelungsmasse ist nämlich thermoplastisch und wird bei einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 60° C bis 80° C aufgetragen. Als erste Versiegelungsmasse ist insbesondere Polyisobutylen geeignet, das durch zugesetzte UV-Blocker, insbesondere Graphit- oder Russpartikel, gegen UV-Strahlung stabilisiert ist. Diese Zusätze bewirken, dass die erste Versiegelungsmasse elektrisch leit- fähig ist, so dass ein als Anschluss der Solarzellen des Solarmoduls verwendeter Leiter elektrisch gegenüber dem Strang 2 isoliert werden muss.
In einem in Figur 2 dargestellten zweiten Verfahrensschritt wird die Aussparung 3 teilweise mit einer elektrisch isolierenden zweiten Versiegelungsmasse 4 aufgefüllt. Die zweite Versiegelungsmasse 4 wird ebenfalls als eine sich verfestigende Paste aufgetragen. Als zweite Versiegelungsmasse sind insbesondere thermoplastische Klebstoffe, beispielsweise Polyisobutylen geeignet. Polyisobutylen ohne leitende Zusätze wie Graphit oder Russ, also graphitpartikelfreies Polyisobutylen, hat einen ausreichend hohen elektrischen Widerstand, um elektrisch ausreichend zu isolieren. In einem weiteren Verfahrensschritt, der in Figur 3 dargestellt ist, wird auf die elektrisch isolierende zweite Versiegelungsmasse 4 ein elektrischer Leiter 5 als Anschluss für Solarzellen des Solarmoduls gelegt. Der Leiter 5 ist durch die zweite Versiege- lungsmasse 4 elektrisch von dem Strang 2 aus der ersten Versiegelungsmasse isoliert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Leiter 5 als Flachleiter ausgebildet. Der Flachleiter 5 hat bevorzugt eine Stärke von 0,1 mm bis 0,2 mm und kann beispielsweise als ein Metallband, insbesondere aus Kupfer, ausgebildet sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der in Figur 4 veranschaulicht ist, wird der elektrische Leiter 5 mit einer elektrisch isolierenden dritten Versiegelungsmasse 6 bedeckt, so dass er im Bereich der Aussparung 3 rundum elektrisch isolierend von der zweiten Versiegelungsmasse 4 und der dritten Versiegelungsmasse 6 umgeben ist. Bevorzugt wird als zweite Versiegelungsmasse 4 und als dritte Versiegelungsmasse 6 dasselbe Material verwendet, beispielsweise graphitpartikelfreies Polyisobutylen. Prinzipiell können jedoch auch unterschiedliche elektrisch isolierende Materialien als zweite Versiegelungsmasse 4 und dritte Versiegelungsmasse 6 verwendet werden.
Die Aussparung 3 des Strangs 2 wird mit der dritten Versiegelungsmasse 6, bevorzugt vollständig, aufgefüllt. Dabei ist es günstig, wenn etwas mehr zweite Versiegelungsmasse 6 aufgebracht wird, als zum vollständigen Auffüllen der Aussparung 3 erforderlich ist. In Figur 4 ist zu erkennen, dass sich die von der Glastafel abgewandte Oberfläche der dritten Versiegelungsmasse 6 etwas über das Niveau des angren- zenden Strangs 2 erhebt, da eine etwas mehr dritte Versiegelungsmasse 6 aufgebracht wurde, als zum vollständigen Auffüllen der Aussparung 3 nötig wäre.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der in Figur 5 veranschaulicht ist, wird die dritte Versiegelungsmasse 6 nach dem Aufbringen auf den Leiter 5 mit einer Stauchvor- richtung 7 zur ersten Glastafel 1 hin gestaucht. Durch das Stauchen der dritten Versiegelungsmasse 6 wird die von der Glastafel 1 abgewandte Oberfläche der dritten Versiegelungsmasse 6 auf dasselbe Niveau wie eine angrenzende Oberfläche des Strangs 2 der ersten Versiegelungsmasse gebracht. Auf diese Weise ergibt sich auf der Glastafel 1 ein vollständig umlaufender Strang aus Versiegelungsmasse, der Ci- berall senkrecht zur Glastafel 1 dieselbe Höhe hat.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der in Figur 6 veranschaulicht ist, wird nach dem Bedecken des Leiters 5 mit der dritten Versiegelungsmasse 6 umlaufend auf den Strang 2 aus der ersten Versiegelungsmasse ein weiterer Strang 8 aus einer vierten Versiegelungsmasse aufgebracht. Bevorzugt wird für die erste und die vierte Versiegelungsmasse dasselbe Material verwendet, beispielsweise ein thermoplastischer Klebstoff, der durch Zusätze gegen die Einwirkung von UV-Strahlung stabilisiert ist. Prinzipiell können für die erste Versiegelungsmasse und die zweite Versiegelungsmasse jedoch auch unterschiedliche Materialien verwendet werden.
Der elektrische Leiter 5 ist wie in Figur 6 dargestellt rundum von der elektrisch isolierenden zweiten Versiegelungsmasse 4 und der elektrisch isolierenden dritten Versie- gelungsmasse 6 umgeben und auf diese Weise elektrisch gegenüber den elektrisch leitfähigen Strängen 2, 8 isoliert.
Wie Figur 6 zeigt, wird der weitere Strang 8 aus der vierten Versiegelungsmasse bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer senkrecht zur Glastafel 1 konstan- ten Dicke aufgetragen. Zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht, insbesondere wenn auf den Stauchungsschritt verzichtet wird. Möglich ist es beispielsweise auch, den weiteren Strang 8 mit einer zur Aussparung 3 komplementären Aussparung zu versehen und die zweite Versiegelungsmasse 4 und/oder die dritte Versiegelungsmasse 6 in einer entsprechend großen Menge aufzutragen, so dass diese Ausspa- rung des weiteren Strangs 8 vollständig aufgefüllt wird.
Nach dem Auftragen des weiteren Strangs 8 wird in einem weiteren Verfahrensschritt auf den weiteren Strang 8 eine zweite Glastafel (nicht dargestellt) aufgesetzt, so dass an den Leiter 5 angeschlossene Solarzellen (nicht dargestellt) in einem von den beiden Glastafeln umgebenen Innenraum eingeschlossen sind. Weitere Leiter können als Anschlüsse durch weitere Durchführungen, die in der vorstehend beschriebenen Weise erzeugt wurden, durchgeführt sein. Leiter auf Massepotential müssen nicht unbedingt gegenüber den Strängen 2 und 8 elektrisch isoliert sein und können deshalb auch einfach auf den Strang 2 gelegt und unmittelbar von dem Strang 8 bedeckt werden.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird in eine Randfuge zwischen den beiden aufein- ander gesetzten Glastafeln eine sich verfestigende, vorzugsweise abbindende, fünfte Versiegelungsmasse, beispielsweise Silikon, eingefüllt (nicht dargestellt). Auf diese Weise wird um den Strang 2 aus der ersten Versiegelungsmasse und den Strang 8 aus der vierten Versiegelungsmasse auf seiner von dem Innenraum des Solarmoduls abgewandten Seite ein Strang aus der sich verfestigenden fünften Versiegelungs- masse angeordnet, der die beiden Glastafeln mechanisch dauerhaft miteinander verbindet. Auch bei höheren Temperaturen, die zu einem Erweichen der thermoplastischen Versiegelungsmassen 2, 4, 6, 8 führen können, kann auf diese Weise durch die fünfte Versiegelungsmasse ein stabiler Verbund der beiden Glastafeln gewährleistet werden. Bei einem fertigen Solarmodul hat sich die fünfte Versiegelungsmas- se zu einem duroplastischen Kunststoff verfestigt.
Ein gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestelltes Solarmodul hat eine erste Glastafel 1 , eine zweite Glastafel, Solarzellen, die einem von den beiden Glastafeln und einem umlaufend zwischen ihnen angeordneten Abstandhalter einge- schlossenen Innenraum angeordnet sind, und elektrische Leiter 5, die als Anschlüsse der Solarzellen aus dem Innenraum herausgeführt sind. Der Abstandhalter wird bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren von dem Strang 2aus der ersten Versiegelungsmasse, dem weiteren Strang 8 und dem umlaufend in einer Randfuge zwischen den beiden verbundenen Glastafeln angeordneten Strang aus der fünften Ver- siegelungsmasse gebildet.
Mindestens einer der Leiter 5 ist durch eine in dem Abstandhalter angeordnete Durchführung hindurchgeführt. Diese Durchführung aus elektrisch isolierender Versiegelungsmasse wird von der zweiten Versiegelungsmasse 4 und der dritten Ver- siegelungsmasse 6 gebildet. Der durch die Durchführung geführte Leiter 5 ist auf diese Weise gegenüber elektrisch leitender Versiegelungsmasse, nämlich der ersten Versiegelungsmasse des Strangs 2 und der vierten Versiegelungsmasse des Strangs 8, elektrisch isoliert. Die elektrisch leitende Versiegelungsmasse befindet sich dabei zwischen der ersten Glastafel 1 und der Durchführung, sowie zwischen der zweiten Glastafel und der Durchführung. Der Abstandhalter weist somit einen umlaufenden Strang aus elektrisch leitender Versiegelungsmasse auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus den beiden Strängen 2 und 8 gebildet ist und die Durchführung rundum umschließt.
Bezugszahlen
1 Glastafel 2 Strang
3 Aussparung
4 Zweite Versiegelungsmasse
5 Leiter
6 Dritte Versiegelungsmasse 7 Stauchvorrichtung
8 Strang

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls, das in einem von einer ersten und einer zweiten Glastafel und einem Abstandhalter umschlossenen Innenraum Solarzellen enthält, wobei auf die erste Glastafel (1) zur Ausbildung des Abstandhalters umlaufend ein Strang (2) aus einer ersten Versiegelungsmasse aufgebracht wird, der an einer Stelle eine Aussparung (3) aufweist, die Aussparung (3) zumindest teilweise mit einer elektrisch isolierenden zweiten Versiegelungsmasse (4) aufgefüllt wird, auf die zweite Versiegelungsmasse (4) mindestens ein elektrischer Leiter (5) als Anschluss für Solarzellen des Solarmoduls gelegt wird, der Leiter (5) in einer Weise mit einer elektrisch isolierenden dritten Versiege- lungsmasse (6) bedeckt wird, dass er im Bereich der Aussparung rundum elektrisch isolierend von der zweiten und der dritten Versiegelungsmasse (4, 6) umgeben ist, und eine zweite Glastafel auf die erste Glastafel (1) aufgesetzt wird, so dass die an den Leiter (5) angeschlossenen Solarzellen in einem von den beiden Glastafeln und dem Strang (2) umgebenen Innenraum eingeschlossen sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als zweite und als dritte Versiegelungsmasse (4, 6) dasselbe Material verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) des Strangs (2) als eine Stelle mit einer senkrecht zur Glastafel (1) reduzierten Dicke ausgebildet ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (3) nach Aufbringen der dritten Versiegelungsmasse (6) senkrecht zur Glastafel (1) vollständig gefüllt ist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dritte Versiegelungsmasse (6) nach dem Aufbringen auf den Leiter (5) mit einer Stauchvorrichtung (7) zur ersten Glastafel (1) hin gestaucht wird, um die von der Glastafel (1) abgewandte Oberfläche der dritten Versiegelungsmasse (6) auf dasselbe Niveau wie eine angrenzende Oberfläche des Strangs (2) aus der ersten Versiegelungsmasse zu bringen.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Versiegelungsmasse mit einer vierten Versiegelungsmasse bedeckt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Bedecken des Leiters (5) mit der dritten Versiegelungsmasse (6) umlaufend auf den Strang (2) ein Strang (8) aus einer vierten Versiegelungsmasse aufgebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (8) aus der vierten Versiegelungsmasse mit einer senkrecht zur Glastafel (1) konstanten
Dicke aufgetragen wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erste und als vierte Versiegelungsmasse dasselbe Material verwendet wird.
10.Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte Versiegelungsmasse thermoplastisch sind.
11.Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die vierte Versiegelungsmasse einen elektrisch leitfähigen Zusatz enthalten.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Strang (2) aus der ersten Versiegelungsmasse auf seiner von dem Innenraum abgewandten Seite ein Strang aus einer abbindenden fünften Versiegelungsmasse angeordnet wird.
13. Solarmodul mit einer ersten Glastafel (1), einer zweiten Glastafel,
Solarzellen, die in einem von den beiden Glastafeln und einem umlaufend zwi- sehen ihnen angeordneten Abstandhalter eingeschlossenen Innenraum angeordnet sind, und elektrischen Leitern (5), die als Anschlüsse der Solarzellen aus dem Innenraum herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Leiter (5) durch eine in dem Abstandhalter angeordnete Durchführung aus einer elektrisch isolierenden Versiegelungsmasse (4, 6) hindurchgeführt ist, welche den durch die Durchführung geführten Leiter (5) gegenüber elektrisch leitender Versiegelungsmasse (2, 8) elektrisch isoliert, die sich zwischen der ersten Glastafel (1) und der Durchführung sowie zwischen der zweiten Glastafel und der Durchführung befindet.
14. Solarmodul nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter einen umlaufenden Strang (2) aus elektrisch leitender Versiegelungsmasse aufweist, welche die Durchführung rundum umschließt.
15. Solarmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandhalter auf der von dem Innenraum abgewandten Seite des Strangs (2) aus elektrisch leitender Versiegelungsmasse einen Strang (2) aus duroplastischem Kunststoff aufweist.
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