WO2011041806A2 - Vakuumelement und verfahren zum herstellen desselben - Google Patents

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    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/677—Evacuating or filling the gap between the panes ; Equilibration of inside and outside pressure; Preventing condensation in the gap between the panes; Cleaning the gap between the panes
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Definitions

  • the invention relates to a vacuum element having the features of the introductory part of the independent claim directed to the element on the one hand, and a method for producing such elements having the features of the independent claim directed to the method on the other.
  • the invention has for its object to provide a vacuum element of the type mentioned and a method for producing the same.
  • vacuum element By the method proposed according to the invention, on the one hand, and with the construction of the vacuum element proposed according to the invention, problem-free production of such vacuum elements is possible and it is also readily possible to include further components in the vacuum element, such components having arrangements for converting solar energy into useful energy , eg Solar modules (for the recovery of electricity) or solar panels (for the recovery of heat energy), or display elements may be.
  • vacuum elements with different functions are considered.
  • the vacuum elements according to the invention in addition to the above-mentioned embodiments, can also be insulating elements, insulating glass, data display elements (vacuum elements with enclosed display devices, such as screens, displays, etc.).
  • the flat components are made of transparent, in particular transparent material, in particular plastic or glass or even (Non-ferrous) metal.
  • transparent material in particular plastic or glass or even (Non-ferrous) metal.
  • the glass is tempered glass, eg toughened safety glass.
  • the method according to the invention it is also possible to achieve a secure connection between the individual components of the vacuum element according to the invention by interposing between the two-dimensional components a component that bonds them together and is enclosed in the interior of the vacuum element (assembly).
  • a component that bonds them together and is enclosed in the interior of the vacuum element (assembly).
  • films, preferably composite films, may be provided on the inside of at least one of the surface components (in particular glass panels).
  • Such composite films for example single-layer films of polyvinyl butyral (PVB), have the advantage that the entry of light which strikes the solar module (or solar collector) arranged inside the vacuum element occurs without a transition from a more visually denser medium (eg glass) an optically thinner medium (eg air) takes place and reflection, in particular total reflection, is avoided, so that the energy yield is improved, since no losses occur due to reflected light.
  • Adverse reflections can also be reduced or avoided by means of antireflective layers applied to the inside of the first component.
  • the material which bonds together the two-dimensional components may be in the form of a solution (the solvent of which evaporates during assembly) or in the form of granules, e.g. Silicone granules (which melts during assembly).
  • the method according to the invention for producing vacuum elements comprises the following method steps:
  • a first component transparent or transparent flat element, such as plate, glass sheet, in particular solar glass
  • an edge coating is provided, optionally after prelaminating, with an edge coating.
  • an assembly which, for example, may be a solar module (photovoltaic element) or a plurality of solar modules and / or at least one solar collector (chambers which are generally flowed through by a liquid heat transfer medium), is arranged inside the, in particular diffusion-tight, edge coating.
  • the composition used, for example, for the edge coating may be one that is also used for the sealing of insulating glass.
  • adhesives examples include butyl rubber and hot melt adhesives ("HotMelt", for example on ethylene vinyl acetate or polyester base).
  • HotMelt hot melt adhesives
  • reactive component adhesives but also glass solderable metals, such as tin, can be used.
  • the second component placed preferably measures are provided which prevent the second component over its entire length of the circumference comes into contact with the strand, so that all around openings for the escape of air from the interior or the room are provided between the components and the strand.
  • This laterally open arrangement of the two components is introduced into a chamber which is optionally evacuated with heating.
  • the assembly is pressed and laminated under vacuum maintained upright, that is, at a pressure lower than the ambient pressure.
  • it is preferred to press with the aid of a press ram which acts on the entire (outer) surface of the second component.
  • a vacuum element which may be, for example, an insulating element, a display element or an insulating glass unit, with spacers,
  • FIG. 3 shows in five successive steps the production of a vacuum element with a solar module designed as a thin-film photovoltaic module
  • Fig. 4 in side view the detail 1 in Fig. 3 / 3.3 in an enlarged scale
  • FIG. 5 shows the production of a solar module (photovoltaic element) in six successive stages.
  • the method illustrated by way of example in FIG. 1 proceeds as follows:
  • Edge coating material 8 is applied as a strand to a glass pane 7 (first component) (FIG. 1).
  • Edge coating material 8 is applied to an already pre-laminated 9 glass pane 7 (FIG. 2).
  • Edge coating material 8 is applied to a coated glass sheet 10 (for the production of thin film PV modules) ( Figure 3).
  • vacuum glass spacers 11 are placed on the sealed glass pane 7 (first component) (FIG. 1).
  • a composite film 9 ie a film interconnecting the components of the vacuum element
  • wafers or thin-film films 12 are inserted into a glass pane 7 provided with strand 8 (FIG. 2), or into the already sealed 8 prelaminated 9 Disk 7 only the wafer or the thin film 12 inserted (Fig. 3).
  • the rear glass panes 7 (second component) and any necessary composite films 9 are placed on the prefabricated elements. Due to the special application (see detail 1 in FIG. 4) of the strand of sealing compound 8, the rear glass pane 7 (second component) rests only occasionally on the strand of edge coating compound 8 acting as a sealing cord, so that the resulting (essentially running around ) Gap 13 vacuum can be generated inside the element.
  • the prefabricated elements After the prefabricated elements have been positioned at the feed table in front of a press chamber, they are either conveyed by a belt conveyor or another
  • Part 2 After reaching the desired final pressure in the chamber, the movable pressure plate (Part 2) is moved down and pressed, while the two glass panes 7 close together. A temperature entry is required in this process for certain film types 9 (autoclave-free films).
  • the vacuum pump (part 1) is turned off, the pressure plate (part 2) lifted and the vacuum element slowly exposed to the prevailing atmospheric pressure.
  • the flaps (part 3) are opened and the finished one
  • Vacuum element transported in the direction of the exit table (part 5).
  • an autoclave process may follow to complete the modules.
  • the above-mentioned composite film is preferably a single-layer film, and is particularly composed of polyvinyl butyral (PVB).
  • PVB polyvinyl butyral
  • the strand which is also placed in the first component along its circumference with respect to this, preferably offset inwardly, for example, consists of in the insulating glass production usual sealing material (usually a curing polysulfide) or a diffusion-tight adhesive, such as (reactive) HotMelt (hot melt adhesive, for example based on ethylene-vinyl acetate, polyester-based or polyamide-based).
  • sealing material usually a curing polysulfide
  • a diffusion-tight adhesive such as (reactive) HotMelt (hot melt adhesive, for example based on ethylene-vinyl acetate, polyester-based or polyamide-based).
  • spacer which cause the gap, which is provided at least in a part of the edge of the sheet-like components, also used in the strand pins, U-shaped bracket and the like. Can be used. Spacers, of whatever kind, are within the scope of the invention, although not essential, since it is only essential that at the edge of the flat components initially there is a gap that allows the evacuation of the interior.
  • the above-mentioned treatment in the autoclave is preferably carried out at a temperature sufficient to activate the composite sheet of polyvinyl butyral (PVB), so that the components are bonded together with inserted solar modules (solar collectors).
  • PVB polyvinyl butyral
  • a strand 8 of adhesive material (e.g., hot melt adhesive) is applied to a glass sheet 7 around the periphery thereof.
  • a composite film 9 is placed within the bounded by the strand 8 of adhesive area.
  • the photovoltaic elements 12 solar cells
  • a further composite film 9 is placed.
  • a liquid e.g. a liquid silicone or granules are applied.
  • the liquid used in place of the second composite foil may comprise a solution of a material carrying out the function of the composite foil, e.g. Silicone, whose solvent is evaporated in the subsequent step of heating and evacuation. If a granulate, e.g. a silicone granulate is applied, melts this and takes over the function of the further composite film.
  • a further glass pane 7 is placed as the next step and the arrangement thus obtained, consisting of two glass sheets. between which a strand of adhesive is present in the peripheral region and between which a lower and an upper composite film (instead of the upper composite film can also be provided a liquid, such as a silicone) heated and pressed in a vacuum, so that in the last image (5 6) results in the top film (or liquid or granule) becoming transparent to allow light to enter the solar cells and the solar cells are partially embedded in the lower composite film and the upper composite film ,
  • vacuum elements which optionally contain an assembly in the form of at least one solar module (photovoltaic element) and / or a solar collector or a display element is in a space between two flat components, in particular transparent or transparent plates, such as glass, over
  • a vacuum of sealing material is produced by generating an under-pressure by placing an assembly of stranded first component and a second component spaced apart from but parallel thereto into a vacuum chamber and pressing it under vacuum.
  • an elevated temperature can also be used in order to laminate films provided between the components with the components and possibly existing components.

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Abstract

Zum Herstellen von Vakuumelementen, die gegebenenfalls eine Bestückung in Form von wenigstens einem Solarmodul (Photovoltaikelement) und/oder einem Solarkollektor oder einem Anzeigeelement enthalten, wird in einem Raum zwischen zwei flächigen Bauteilen, insbesondere durchsichtigen oder transparenten Platten, wie Glasscheiben, die über einen Strang aus Versiegelungsmaterial miteinander verbunden sind, Unterdruck dadurch erzeugt, dass eine Anordnung aus mit Strang versehenem ersten Bauteil und davon im Abstand, aber parallel dazu angeordnetem zweiten Bauteil, in eine Vakuumkammer eingebracht und unter Vakuum verpresst wird. Dabei kann gegebenenfalls auch eine erhöhte Temperatur angewendet werden, um zwischen den Bauteilen vorgesehene Folien mit den Bauteilen und gegebenenfalls vorhandenen Bestückungen zu laminieren.

Description

Vakuumelement und Verfahren zum Herstellen desselben
Die Erfindung betrifft ein Vakuumelement mit den Merkmalen des einleitenden Teils des unabhängigen auf das Element gerichteten Anspruches einerseits, und ein Verfahren zum Herstellen solcher Elemente mit den Merkmalen des unabhängigen, auf das Verfahren gerichteten Anspruchs andererseits.
Beim Herstellen von Vakuumelementen der gattungsgemäßen Art wird meist so vorgegangen, dass über eine Öffnung in der Randabdichtung zwischen flächigen Bauteilen Luft aus dem Innenraum des Vakuumelementes durch Absaugen entfernt wird.
Dies ist eine langwierige und mühsame Aufgabe, insbesondere weil das nachträgliche Abdichten der Öffnung, durch die das Vakuum angelegt worden ist, mühsam und fehlerhaft ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vakuumelement der eingangs genannten Gattung und ein Verfahren zum Herstellen desselben vorzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Verfahren, das die Merkmale von Anspruch 1 aufweist und mit einem Vakuumelement, das die Merkmale von Anspruch 14 aufweist.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Arbeitsweise einerseits und mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aufbau des Vakuumelementes anderseits ist ein problemlo- ses Herstellen solcher Vakuumelemente möglich und es ist auch ohne Weiteres möglich, in das Vakuumelement weitere Bauteile einzuschließen, wobei solche Bauteile Anordnungen zum Umwandeln von Sonnenenergie in brauchbare Energie, z.B. Solarmodule (zum Gewinnen vom elektrischem Strom) oder Solarkollektoren (zum Gewinnen von Wärmeenergie), oder Anzeigeelemente sein können.
Im Rahmen der Erfindung sind Vakuumelemente mit unterschiedlicher Funktion in Betracht gezogen. Es kann sich bei den erfindungsgemäßen Vakuumelementen, zusätzlich zu den oben erwähnten Ausführungsformen, auch um Isolierelemente, Isolierglas, Datenanzeige- elemente (Vakuumelemente mit eingeschlossenen Anzeigevorrichtungen, wie Bildschirme, Displays usw.) handeln.
Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und bei dem erfindungsgemäßen Vakuumelement vorgesehen, dass die flächigen Bauteile, wenigstens der in Gebrauchslage dem einfallenden Sonnenlicht zugekehrte Bauteil, aus transparentem, ins- besondere durchsichtigem Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder Glas oder auch (Nichteisen-)Metall, bestehen. Beispielsweise ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt, dass das Glas gehärtetes Glas, z.B. Einscheibensicherheitsglas, ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, eine sichere Verbindung zwischen den einzelnen Bauteilen des Vakuumelementes gemäß der Erfindung zu erreichen, indem zwischen den flächigen Bauteilen ein diese miteinander verbindender und im Inneren des Vakuumelementes eingeschlossene Bauteile (Bestückung) festlegender Werkstoff eingebracht ist. So können beispielsweise an der Innenseite von wenigstens einem derflächigen Bauteile (insbesondere Glastafeln) Folien, vorzugsweise Verbundfolien, vorgesehen sein. Solche Verbundfolien, beispielsweise einlagige Folien aus Polyvinylbutyral (PVB), haben den Vorteil, dass der Eintritt von Licht, das auf das im Inneren des Vakuumelementes angeordnete Solarmodul (oder Solarkollektor) trifft, ohne einen Übergang von einem optisch dichteren Medium (z.B. Glas) auf ein optisch dünneres Medium (z.B. Luft) erfolgt und Reflexion, insbesondere Totalreflexion, vermieden ist, sodass die Energieaus- beute verbessert ist, da keine Verluste durch reflektiertes Licht auftreten. Nachteilige Reflexionen können auch durch auf der Innenseite des ersten Bauteils aufgebrachte antireflektierende Schichten verringert bzw. vermieden werden.
Alternativ zu den genannten Folien kann der die flächigen Bauteile miteinander verbindende Werkstoff in Form einer Lösung (dessen Lösungsmittel beim Zusammenbau verdampft) oder in Form von Granulat, z.B. Silikongranulat, (das beim Zusammenbau schmilzt) sein.
Im Wesentlichen umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Vakuumelementen die folgenden Verfahrensschritte:
Ein erster Bauteil (transparentes oder durchsichtiges Flachelement, wie Platte, Glastafel, insbesondere Solarglas) wird, gegebenenfalls nach Vorlaminieren, mit einer Randbeschich- tung versehen. Innerhalb der, insbesondere diffusionsdichten, Randbeschichtung wird gegebenenfalls eine Bestückung angeordnet, die beispielsweise ein Solarmodul (Photovoltaik-Element) oder mehrere Solarmodule und/oder wenigstens ein Sonnenkollektor (von einem in der Regel flüssigen Wärmeübertragungsmedium durchströmte Kammern) sein kann. Die beispielsweise für die Randbeschichtung verwendete Masse kann eine sein, die auch für das Versiegeln von Isolierglas verwendet wird. Bei diesen Massen, die für die Randbeschichtung verwendet werden können, kann es sich in der Regel um diffusionsdichte Klebemassen handeln. Beispiele für solche Klebemassen sind u.a. Butylkautschuk und Schmelzklebstoffe ("HotMelt", z.B. auf Ethylen- Vinyl- Acetat- oder Polyester-Basis). Alternativ können reaktionsschnelle Komponentenkleber, aber auch mit Glas verlötbare Metalle, wie Zinn, verwendet werden. Nachdem dies geschehen ist, wird gegebenenfalls nach Auflegen einer weiteren Folie, insbesondere einer Verbundfolie, der zweite Bauteil aufgelegt, wobei bevorzugt Maßnahmen vorgesehen sind, welche verhindern, dass der zweite Bauteil über seine gesamte Länge des Umfanges mit dem Strang in Berührung kommt, sodass ringsum Öffnungen für den Austritt von Luft aus dem Innenraum bzw. dem Raum zwischen den Bauteilen und dem Strang vorgesehen sind. Diese seitlich offene Anordnung aus den zwei Bauteilen wird in eine Kammer eingebracht, die gegebenenfalls unter Erwärmen evakuiert wird. Dann wird die Anordnung unter aufrecht gehaltenem Vakuum, also bei einem Druck, der geringer ist als der Umgebungsdruck, gepresst und laminiert. Dabei wird bevorzugt mit Hilfe eines Pressstempels gepresst, der auf die gesamte (äußere) Fläche des zweiten Bauteils einwirkt. Nachdem verpresst worden ist, also nachdem der erste und der zweite Bauteil ringsum abdichtend über dem Strang der Randbeschichtung miteinander verbunden sind, wobei auch vorgesehen sein kann, dass die zwischen der gegebenenfalls eingebrachten Bestückung und dem zweiten Bauteil vorgesehene Verbundfolie zwischen Bestückung und dem zweiten Bauteil laminiert worden ist, wird das Vakuum aufgehoben und das fertige Vakuumelement kann aus der Vakuum-Press-Kammer entnommen werden.
Weitere Einzelheiten und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Vakuumelementes ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen, an Hand welcher die Prozess- abfolge beim Herstellen erfindungsgemäßer Vakuumelemente in drei Ausführungsvarianten beschrieben wird:
Es zeigt:
Fig. 1 in sechs aufeinanderfolgenden Schritten das Herstellen eines Vakuumelementes, das beispielsweise ein Isolierelement, ein Anzeigeelement oder eine Isolierglaseinheit sein kann, mit Abstandhaltern,
Fig.2 in sechs aufeinanderfolgenden Schritten das Herstellen eines Vakuumelementes mit Solarmodul (Photovoltaik-Element),
Fig. 3 in fünf aufeinanderfolgenden Schritten das Herstellen eines Vakuumelementes mit als Dünnschicht-Photovoltaik-Modul ausgebildetem Solarmodul,
Fig. 4 in Seitenansicht das Detail 1 in Fig. 3/3.3 in vergrößertem Maßstab und
Fig. 5 in sechs aufeinander folgenden Stufen das Herstellen eines Solarmoduls (Photovol- taikelement). Das in Fig. 1 als Beispiel dargestellte Verfahren läuft wie folgt ab:
1. Diffusionsdichtes Randbeschichtungsmaterial (Strang) auftragen
In einer vertikalen oder horizontalen Appliziereinrichtung wird ein Strang z.B. aus diffusionsdichtem Versiegelungsmaterial auf allen vier Seiten am Rand auf die Glas- Oberfläche (erster Bauteil) aufgetragen. Konturen oder Innenausschnitte können mit dieser Appliziereinrichtung auch mit einem Strang umgeben werden.
1.1 Randbeschichtungsmaterial 8 wird als Strang auf eine Glasscheibe 7 (erster Bauteil) aufgetragen (Fig. 1 ).
1.2 Randbeschichtungsmaterial 8 wird auf eine bereits vorlaminierte 9 Glasscheibe 7 aufgetragen (Fig. 2).
1.3 Randbeschichtungsmaterial 8 wird auf eine beschichtete Glasscheibe 10 aufgetragen (zur Herstellung von Dünnschicht PV-Modulen) (Fig. 3).
Bestückung
Manuell oder automatisch werden je nach zu fertigendem Vakuumelement (Modulausführung) verschiedene Einlagen (Bestückungen) in die versiegelte Scheibe eingelegt.
2.1 Zur Vakuumglaserzeugung (leeres Vakuumelement, also ohne Bestückung) werden auf die versiegelte 8 Glasscheibe 7 (erster Bauteil) Vakuumglasab- standhalter 11 eingelegt (Fig. 1 ).
2.2 Zur PV-Modulherstellung werden entweder in eine mit Strang 8 versehene Glasscheibe 7 eine Verbundfolie 9 (also eine die Bestandteile des Vakuumelementes miteinander verbindende Folie) und Wafer bzw. Dünnschichtfolien 12 eingelegt (Fig. 2), oder in die bereits versiegelte 8 vorlaminierte 9 Scheibe 7 nur die Wafer bzw. die Dünnschichtfolie 12 eingelegt (Fig. 3).
Zusammenbau
Beim Zusammenbau werden die rückseitigen Glasscheiben 7 (zweiter Bauteil) und eventuell notwendige Verbundfolien 9 auf die vorgefertigten Elemente aufgelegt. Durch die spezielle Auftragung (siehe Detail 1 in Fig. 4) des Stranges aus Versiegelungsmasse 8 liegt die rückseitige Glasscheibe 7 (zweiter Bauteil) nur punktuell auf dem als Dichtschnur wirkenden Strang aus Randbeschichtungsmasse 8 auf, so dass durch den entstandenen (im Wesentlichen ringsum verlaufenden) Spalt 13 Vakuum im Inneren des Elementes erzeugt werden kann.
Bei der Vakuumglaserzeugung wird nur eine zweite Glasscheibe 7 (zweiter Bauteil) auf dem als Dichtschnur dienenden Strang aus Randbeschichtungsmasse 8 positioniert (Fig. 1 ).
Bei der Erzeugung von PV-Modulen mit Wafer oder Dünnschichtfolien 12 wird zusätzlich zur rückseitigen Glasscheibe 7 auch noch eine Verbundfolie 9 eingelegt (Fig. 2).
3.3 Bei der Erzeugung von Dünnschichtglasmodulen 10 wird je nach Modulaufbau eine Verbundfolie zur Verbindung der beiden Glasscheiben 7 eingelegt oder auch nicht (Fig. 3).
4. Eitransport in Kammer und Unterdruck erzeugen
Nachdem die vorgefertigten Elemente am Einlauftisch vor einer Presskammer positio- niert wurden, werden sie entweder über einen Riemenförderer oder eine andere
Linearfördervorrichtung in die Presskammer transportiert. Danach werden die Klappen der Kammer (Teil 3) dicht geschlossen und die Vakuumpumpe (Teil 1) beginnt die Kammer zu evakuieren. 5. Strang aus Randbeschichtungsmasse verpressen (je nach Folientype mit Temperaturerhöhung oder ohne Temperaturerhöhung)
Nach Erreichen des gewünschten Enddruckes in der Kammer, wird die bewegliche Pressplatte (Teil 2) nach unten bewegt und verpresst, dabei die beiden Glasscheiben 7 dicht miteinander. Ein Temperatureintrag ist bei diesem Prozess bei bestimmten Folientypen 9 (autoklavenfreie Folien) erforderlich.
6. Vakuum aufheben, Pressplatte heben, Kammer öffnen und austransportieren
Nach erfolgtem Pressvorgang wird die Vakuumpumpe (Teil 1) abgeschaltet, die Pressplatte (Teil 2) gehoben und das Vakuumelement langsam dem vorherrschenden Atmosphärendruck ausgesetzt. Die Klappen (Teil 3) werden geöffnet und das fertige
Vakuumelement in Richtung Auslauftisch (Teil 5) austransportiert.
Je nach Verbundfolientype kann zur Fertigstellung der Module ein Autoklavenprozess folgen.
Die vorstehend erwähnte Verbundfolie ist bevorzugt eine einlagige Folie und besteht insbesondere aus Polyvinylbutyral (PVB).
Bei der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher ein beschichtetes Glas (mit Dünnschicht-Photovoltaik) als erster Bauteil verwendet wird, entfällt das Einlegen von Photovoltaik-Wafern, wie bei dem Verfahren von Fig. 2.
Der Strang, der auch im ersten Bauteil entlang seines Umfanges gegenüber diesem, vorzugsweise nach innen versetzt, angebracht wird, besteht beispielsweise aus in der Isolierglasfertigung üblichem Versiegelungsmaterial (meist ein aushärtendes Polysulfid) oder aber einem diffusionsdichten Klebstoff, wie aus (reaktivem) HotMelt (Schmelzkleber, z.B. auf Basis von Ethylen-Vinyl-Acetat, auf Polyester-Basis oder auf Polyamid-Basis).
Die in einer Ausführungsform vorgesehenen, innerhalb des Stranges angebrachten Vakuumglas-Abstandhalter, die insbesondere verwendet werden, wenn in dem Vakuumelement keine Bestückung in Form eines Solarmoduls und/oder eines Solarkollektors angeordnet wird, und die verhindern, dass sich die Bauteile (Glasscheiben) nach innen wölben, indem die Innenflächen der Bauteile an den Vakuumglas-Abstandhaltern anliegen und von diesen auf Abstand gehalten werden, bestehen beispielsweise aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Werkstoff.
Als Abstandhalter, die den Spalt, der wenigstens in einem Teil des Randes der flächigen Bauteile vorgesehen ist, bewirken, können auch in den Strang eingesetzte Stifte, U-förmige Bügel und dgl. verwendet werden. Abstandhalter, ganz gleich welcher Art, sind im Rahmen der Erfindung zwar bevorzugt, aber nicht wesentlich, da wesentlich nur ist, dass am Rand der flächigen Bauteile zunächst ein Spalt vorliegt, der das Evakuieren des Innenraums erlaubt.
Die oben erwähnte Behandlung im Autoklaven wird vorzugsweise bei einer Temperatur ausgeführt, die hinreicht die Verbundfolie aus Polyvinylbutyral (PVB) zu aktivieren, so dass die Bauteile miteinander mit eingelegten Solarmodulen (Solarkollektoren) verklebt werden.
Die in Fig. 5 in sechs Stufen dargestellte Verfahrensweise zum Herstellen eines Photovol- taikmoduls kann wie folgt beschrieben werden:
Zuerst wird auf eine Glasscheibe 7 im Bereich des Umfanges derselben ein Strang 8 aus Klebematerial (z.B. HotMelt-Kleber) aufgetragen. Als nächster Schritt wird innerhalb des vom Strang 8 aus Kleber umgrenzten Bereichs eine Verbundfolie 9 aufgelegt. Hierauf werden auf die Verbundfolie 9 die Photovoltaikelemente 12 (Solarzellen) aufgelegt. Auf die so erhaltene Anordnung wird eine weitere Verbundfolie 9 aufgelegt. Alternativ kann an Stelle der weiteren Verbundfolie eine Flüssigkeit, z.B. ein flüssiges Silikon oder ein Granulat, aufgetragen werden. Allenfalls kann die an Stelle der zweiten Verbundfolie aufgelegte Folie verwendete Flüssigkeit eine Lösung eines die Funktion der Verbundfolie ausübenden Werkstoffs, z.B. Silikon, sein, deren Lösungsmittel beim nachfolgenden Schritt des Er- wärmens und Evakuierens verdampft wird. Wenn ein Granulat, z.B. ein Silikongranulat, aufgebracht wird, schmilzt dieses und übernimmt die Funktion der weiteren Verbundfolie 9.
Unabhängig davon, ob auf die aufgelegten Solarzellen 12 eine weitere Folie 9 oder ein Granulat oder eine Flüssigkeit aufgebracht wird, wird als nächster Schritt eine weitere Glasscheibe 7 aufgelegt und die so erhaltene Anordnung, bestehend aus zwei Glasschei- ben, zwischen denen im Umfangsbereich ein Strang aus Kleber vorliegt und zwischen denen eine untere und eine obere Verbundfolie (statt der oberen Verbundfolie kann auch eine Flüssigkeit vorgesehen sein, wie ein Silikon) erwärmt und im Vakuum verpresst, sodass sich die im letzten Bild (5, 6) von Fig. 5 gezeigte Anordnung ergibt, bei welcher die obere Folie (oder die Flüssigkeit oder das Granulat) durchsichtig geworden ist, um Licht zu den Solarzellen zutreten zu lassen und die Solarzellen teils in die untere Verbundfolie und die obere Verbundfolie eingebettet sind.
Ganz gleich, ob bei dem erfindungsgemäßen (Vakuum-)Element zwischen die außen angeordneten flächigen Bauteile wenigstens eine Polymerfolie, vorzugsweise zwei Polymerfolien, (z.B. Verbundfolie), eine Lösung eines die Bauteile verbindenden Stoffes (z.B. Silikon) oder ein Granulat eines die Bauteile verbindenden Stoffes (z.B. Silikongranulat) vorgesehen ist bzw. eingebracht wird, ergibt sich nach dem Verpressen im Vakuum im fertigen erfindungsgemäßen (Vakuum-)Element ein insbesondere vollständig von dem Stoff ausgefüllter Innenraum, wobei die Bestückung zwischen den flächigen Bauteilen (Glasscheiben) sicher gehalten wird. Zusätzlich wird erreicht, dass die flächigen Bauteile miteinander sicher und dauerhaft verbunden sind.
Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden.
Zum Herstellen von Vakuumelementen, die gegebenenfalls eine Bestückung in Form von wenigstens einem Solarmodul (Photovoltaikelement) und/oder einem Solarkollektor oder einem Anzeige-element enthalten, wird in einem Raum zwischen zwei flächigen Bauteilen, insbesondere durchsichtigen oder transparenten Platten, wie Glasscheiben, die über einen Strang aus Versiegelungsmaterial miteinander verbunden sind, Unterdruck dadurch erzeugt, dass eine Anordnung aus mit Strang versehenem ersten Bauteil und davon im Abstand, aber parallel dazu angeordnetem zweiten Bauteil, in eine Vakuumkammer eingebracht und unter Vakuum verpresst wird. Dabei kann gegebenenfalls auch eine erhöhte Temperatur angewendet werden, um zwischen den Bauteilen vorgesehene Folien mit den Bauteilen und gegebenenfalls vorhandenen Bestückungen zu laminieren.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Elementen aus wenigstens einem ersten und einem zweiten flächigen Bauteil, die im Element zueinander parallel und mit Abstand von einander angeordnet sind, wobei der Raum zwischen den flächigen Bauteilen durch einen ringsumlaufenden Strang begrenzt ist und wobei der Gasdruck in dem Raum zwischen den flächigen Bauteilen kleiner ist als der Umgebungsdruck, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Auftragen eines Stranges entlang des Umfangs des ersten Bauteiles
- Auflegen des zweiten Bauteils, wobei dieser zweite Bauteil wenigstens bereichsweise vom Strang beabstandet ist.
- Einbringen der so erhaltenen Anordnung aus erstem und zweiten Bauteil in eine Kammer
- Herstellen von Unterdruck in der Kammer
- Verpressen der Anordnung in der Kammer, bis der zweite Bauteil am Strang anliegt
- Aufheben des Unterdruckes in der Kammer
- Entnehmen des verpressten Elementes aus der Kammer.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Strang aus diffusionsdichter Masse aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandhalter vorgesehen werden, deren normal zur Ebene des ersten Bauteiles gemessene Höhe größer ist als die Dicke des Stranges und dass der zweite Bauteil auf die Abstandhalter aufgelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter durch bereichsweise verdickte Bereiche des Stranges vorgesehen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Stranges wenigstens ein Dünnschicht-Photovoltaik-Modul vorgesehen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den ersten Bauteil im Bereich innerhalb des Stranges eine Verbundfolie, eine Flüssigkeit, z.B. ein flüssiges oder gelöstes Silikon, oder ein Granulat, insbesondere ein Silikongranulat, angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf den ersten Bauteil, gegebenenfalls auf die Verbundfolie, die Flüssigkeit, z.B. ein flüssiges oder gelöstes Silikon, oder das Granulat, insbesondere ein Silikongranulat, wenigstens eine Solarzelle und/oder ein Solarkollektor oder ein Anzeigeelement, wie Bild- schirm oder Display, angeordnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Solarzelle bzw. den Solarkollektor oder auf das Dünnschicht-Photovoltaik-Modul eine Verbundfolie, eine Flüssigkeit, z.B. ein flüssiges oder gelöstes Silikon, oder ein Granulat, ins- besondere ein Silikongranulat, aufgelegt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so weit verpresst wird, bis der zweite Bauteil auf der Solarzelle bzw. dem Solarkollektor, gegebenenfalls auf der weiteren Verbundfolie, der Flüssigkeit, z.B. ein flüssiges oder gelöstes Silikon, oder dem Granulat, insbesondere ein Silikongranulat, aufliegt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung vor dem Verpressen erwärmt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Bauteil aus durchsichtigem Werkstoff, insbesondere Glas, bestehen.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Bauteile aus gehärtetem Glas besteht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Kammer entnommene Element in einem Autoklaven einer thermischen Behandlung unterworfen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang aus einem diffusionsdichten Werkstoff besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Butylkautschuk, Schmelzklebstoff, Komponentenklebstoff, Versiegelungsmasse auf Basis Polysulfid und einem mit Glas verlötbarem Metall, insbesondere Zinn.
15. Element, insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch:
- einen ersten flächigen Bauteil - einen zweiten flächigen Bauteil, der mit dem ersten Bauteil über einen ringsum laufenden Strang aus diffusionsdichter Masse verbunden ist
- durch einen zwischen den Bauteilen vorgesehenen Raum, der seitlich vom Strang aus diffusionsdichter Masse begrenzt ist und in dem ein gegenüber dem Umgebungs- druck verringerter Druck herrscht
- durch wenigstens eine Solarzelle und /oder wenigstens einen Solarkollektor in dem Raum zwischen den Bauteilen
- durch zur Solarzelle bzw. dem Solarkollektor führende Leitungen, die sich durch den Strang aus diffusionsdichter Masse erstrecken
- durch Folien zwischen der Solarzelle bzw. dem Solarkollektor und dem jeweils benachbarten Bauteil, wobei die Folien mit den Bauteilen und der Solarzelle bzw. dem Solarkollektor verbunden sind.
16. Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Bauteile eine Flachglasscheibe, insbesondere aus gehärtetem Glas, ist.
17. Element nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die auf dem zweiten Bauteil aufliegende und mit diesem und der Solarzelle bzw. dem Solarkollektor verbundene Folie eine Dünnschicht ist.
18. Element nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die zwischen dem ersten Bauteil und der Solarzelle bzw. dem Solarkollektor angeordnete Folie eine Verbundfolie ist.
19. Element nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Stranges mehrere Vakuumglas-Abstandhalter vorgesehen sind.
20. Element, insbesondere hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch:
- einen ersten flächigen Bauteil,
- einen zweiten flächigen Bauteil, der mit dem ersten Bauteil über einen ringsum laufenden Strang aus diffusionsdichter Masse verbunden ist,
- durch einen zwischen den Bauteilen vorgesehenen Raum, der seitlich vom Strang aus diffusionsdichter Masse begrenzt ist und in dem ein gegenüber dem Umgebungs- druck verringerter Druck herrscht,
- durch wenigstens ein Anzeigeelement, wie Bildschirm oder Display, in dem Raum zwischen den Bauteilen und
- durch zum Anzeigeelement führende Leitungen, die sich durch den Strang aus Versiegelungsmasse erstrecken.
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