WO2013000648A1 - Herstellung eines pv-psa-verbunds durch flüssigeinbettung auf release-film und seine verwendung zur herstellung von pv-modulen - Google Patents

Herstellung eines pv-psa-verbunds durch flüssigeinbettung auf release-film und seine verwendung zur herstellung von pv-modulen Download PDF

Info

Publication number
WO2013000648A1
WO2013000648A1 PCT/EP2012/059952 EP2012059952W WO2013000648A1 WO 2013000648 A1 WO2013000648 A1 WO 2013000648A1 EP 2012059952 W EP2012059952 W EP 2012059952W WO 2013000648 A1 WO2013000648 A1 WO 2013000648A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
psa
film
release film
composite
embedding
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/059952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Rhein
Michael Diehl
Torsten Frank
Michael Olbrich
Original Assignee
Evonik Industries Ag
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 Evonik Industries Ag filed Critical Evonik Industries Ag
Publication of WO2013000648A1 publication Critical patent/WO2013000648A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/26—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer which influences the bonding during the lamination process, e.g. release layers or pressure equalising layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • 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
    • H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B32B2037/243—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/26—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer which influences the bonding during the lamination process, e.g. release layers or pressure equalising layers
    • B32B2037/268—Release layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052—Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076—Curing, vulcanising, cross-linking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/08—Dimensions, e.g. volume
    • B32B2309/10—Dimensions, e.g. volume linear, e.g. length, distance, width
    • B32B2309/105—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2333/00—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof
    • B32B2333/04—Polymers of esters
    • B32B2333/08—Polymers of acrylic acid esters, e.g. PMA, i.e. polymethylacrylate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2375/00—Polyureas; Polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/12—Photovoltaic modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B32B37/1009—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure using vacuum and fluid pressure
    • 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 relates to the production of Pressure Sensitive Adhesive (PSA) films with embedded crystalline or thin film photovoltaic (PV) cells and the use of this composite for the production of PV modules or PV semi-finished products.
  • PSA Pressure Sensitive Adhesive
  • PV thin film photovoltaic
  • Photovoltaic modules of great economic and technical interest are for the production of energy from sunlight as the most important source of renewable energies.
  • the manufacturing process of conventional glass PV modules usually includes a laminating step in which at temperatures of about 140 degrees C, a stack consisting of glass, EVA film, PV strings, EVA film and glass or backsheet in the
  • Vacuum is laminated. This laminating step is time consuming and expensive (high temperatures, long
  • German Patent Application No. 102010030074.8 describes a rational cold-lamination process by means of PSA for the production of plastic PV modules, which can also be transferred analogously to glass-PV modules. With this method, therefore, conventional glass PV modules can be produced much cheaper.
  • DE Patent Application No. 102010062563.0 describes the production of a PV-PSA composite which can be applied to any desired surface, for example glass or glass
  • a reactive medium is understood as meaning a polymerizable mixture of monomers or of prepolymers and monomers.
  • the adhesive consists of an uncrosslinked copolymer composed of an amino group-containing, monoethylenically unsaturated, radically polymerizable monomer and an alkyl ester of (meth) acrylic acid.
  • (Meth) acrylate monomers wherein the functional monomers have tertiary or quaternary amino groups and further from 0.1 wt .-% to 45 wt .-% of a acid group-containing acrylate or (meth) acrylate polymers or copolymers and a plasticizer.
  • (Meth) acrylate monomers the functional monomers having tertiary or quaternary amino groups and further comprises 0.1 wt .-% to 15 wt .-% of an organic di- or tricarboxylic acid and a plasticizer.
  • Tasks of the invention are:
  • PV-PSA composite (2) consisting of:
  • PV-PSA composite (2) consisting of
  • the PV-PSA composite (2) must have a good adhesion to the substrates (1) and (3), as well as the elastic intermediate layers (2a and 2b) must have a good adhesion to the PV string (2b).
  • the adhesion can be improved if necessary by a primer as adhesion promoter.
  • suitable materials for the elastic intermediate layer are acrylates (Duplocoll ® VP20618 or CPT 3000 from Fa. Lohmann), silicones (Silgel ® 612 from Fa. Wacker) or polyurethanes (FERMADUR ® -A-180-1 VP1 / -B-180 from Fa. Sonderhoff).
  • a front foil or barrier layer are common transparent or non-transparent plastic films, optionally with an adhesion-promoting
  • PET for example Tritan ® FX 100 (Eastman)
  • PVF for example, Tedlar ® (DuPont)
  • ETFE for example, Light Switch ® CT1 S (Saint-Gobain Solar)
  • PMMA such as PLEX ® 8943 F (Evonik Röhm GmbH)
  • transparent plastic discs e.g. Polymethyl (meth) acrylate, polycarbonate and other, optionally in combination with adhesion-promoting and, if necessary, equipped with UV protective layers plastics.
  • Substrate (3) may be a plastic plate (thickness: 0.5 mm to 2 cm, possibly thicker plates can be used), a plastic film (0.01 mm to less than 0.5 mm) or mineral glass.
  • the PV-PSA laminate in this form is e.g. as roll goods transportable.
  • the PV-PSA composite can also be applied directly to a glass or
  • the manufacturing process of the PV module is carried out by lamination of the PV-PSA laminate in a moderate temperature range (about 15 degrees C to 45 degrees C) to the respective substrate.
  • a moderate temperature range about 15 degrees C to 45 degrees C
  • the lamination can advantageously take place in a roll laminator without a vacuum, for example on a glass pane or on a transparent plastic pane.
  • a PV-PSA laminate with crystalline cells may alternatively be applied in the vacuum laminator.
  • the PV module is manufactured in several stages: 1. Rollenlamination
  • Example 1 Preparation of a PV-PSA Laminate of Flexible Cells with One-Side Release Film
  • a commercially available unilaterally Teflon-coated paper (release film) is attached to a stable support plate by means of double-sided adhesive tape.
  • On the Teflon-coated paper is a 0.5 mm thick frame of a
  • CIGS soldered flexible PV cells
  • CIGSSe also CIGSSe or CIS
  • Cu lan, Ga
  • S, Se a thin-film technology for solar cells and stands as an abbreviation for the elements used Copper, indium, gallium, sulfur and selenium
  • the most important examples are Cu (ln, Ga) Se 2 (copper-indium-gallium-diselenide) or CulnS 2 (copper-indium-disulphide)) with the photoactive side down in the of the Frame surrounded area.
  • the crosslinking reaction about 1 to 2 hours at RT
  • the frame is removed, a polyethylene / aluminum composite (backsheet) film is rolled over the surface and pressed into a roll laminator.
  • Example 1 From that in Example 1.
  • the PV-PSA laminate produced is the Teflon paper
  • the PV laminate is PSA (which shows back-side film to the roller) by a laminator on a 5 mm thick PLEXIGLAS ® panel laminated.
  • Polycarbonate can be used.
  • the PV-PSA laminate of Ex. 1 may be laminated to the transparent plate immediately after the application and reaction of the second layer of reaction resin.
  • Example 3 Production of a PV module on a PLEXIGLAS ® sheet A 0.5 mm thick frame made of a plastic film is glued to a 5 mm thick PLEXIGLAS ® sheet. At one edge of the surface is the premixed
  • the frame is removed and the string of flexible PV cells with the photoactive side to the PLEXIGLAS ® plate unrolled over a laminator on the adhesive layer, the roller does not the adhesive layer touched.
  • the second layer of reaction resin is applied and polymerized as described above.
  • a Teflon paper on the back of the string can be pulled into the laminator via a second roller. In this case, the contact pressure of the
  • Laminator roller can be adjusted as needed.
  • the Teflon paper is removed again before applying the second layer of the reaction resin.
  • Example 4 Preparation of a PV module with crystalline cells
  • a commercially available unilaterally Teflon-coated paper (release film) is attached to a stable support plate by means of double-sided adhesive tape.
  • a 0.5 mm thick frame made of a plastic film is glued.
  • a string of soldered crystalline PV cells is placed with the photoactive side down in the area surrounded by the frame.
  • Figure 3 (1) transparent carrier layer, plastic disc

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV-Zellen (2b) und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (2a, 2c), der zur Herstellung von PV-Modulen mit transparenten Kunststoffen oder Glas geeignet ist.

Description

Herstellung eines PV-PSA-Verbunds durch Flüssigeinbettung auf Release-Film und seine Verwendung zur Herstellung
von PV-Modulen
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Pressure Sensitive Adhesive (PSA)-Folien mit darin eingebetteten kristallinen oder Dünnschicht-Photovoltaik (PV)-Zellen und die Verwendung dieses Verbunds zur Herstellung von PV-Modulen bzw. PV- Halbzeugen.
Zur Gewinnung von Energie aus Sonnenlicht als der wichtigsten Quelle erneuerbarer Energien sind Photovoltaik-Module von großem wirtschaftlichen und technischen Interesse. Der Herstellprozess konventioneller Glas-PV-Module beeinhaltet in der Regel einen Laminierschritt, in dem bei Temperaturen von ca. 140 Grad C ein Stack bestehend aus Glas, EVA-Folie, PV-Strings, EVA-Folie und Glas oder Rückseitenfolie im
Vakuum laminiert wird. Dieser Laminierschritt ist zeitaufwändig und teuer (hohe Temperaturen, lange
Zykluszeiten, Vakuum). In der DE-Patentanmeldung Nr. 102010030074.8 wird ein rationelles Kaltlaminationsverfahren mittels PSA zur Herstellung von Kunststoff- PV- Modulen beschrieben, das sich analog auch auf Glas-PV-Module übertragen lässt. Mit diesem Verfahren können daher auch konventionelle Glas-PV-Module sehr viel kostengünstiger hergestellt werden. In der DE-Patentanmeldung Nr. 102010062563.0 wird die Herstellung eines PV- PSA-Verbundes beschrieben, der auf beliebige Flächen, z.B. Glas- oder
Kunststoffscheiben oder -folien bzw. mit einer Barrierefolie des resultierenden Moduls laminiert werden kann.
Es wurde nun gefunden, dass die Herstellung des PV-PSA-Verbundes besonders vorteilhaft ist, wenn die Einbettung des PV-Strings in einem ersten Schritt mit einem flüssigen reaktiven Medium auf einem Release-Film oder Transfer-Film erfolgt. Unter einem Release-Film im Sinne der Erfindung versteht man eine Folie, die nach der Fertigstellung des Arbeitsschritts wieder entfernt wird. Nach der Polymerisation des reaktiven Mediums zu einem PSA kann der Release-Film in einem Folgeschritt wieder entfernt und durch eine zweite Schicht des reaktiven Mediums ersetzt werden, so dass die Einbettung des PV-Strings vollständig ist. Unter einem reaktiven Medium versteht man im Zusammenhang mit der Erfindung eine polymerisierbare Mischung aus Monomeren oder aus Präpolymeren und Monomeren.
Stand der Technik
DE 39 24 393 (Röhm GmbH) beschreibt einen dauerelastischen und
druckempfindlichen Haftkleber, der keinen Weichmacher enthält. Der Kleber besteht aus einem unvernetzten Copolymer, aufgebaut aus einem aminogruppenhaltigen, monoethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Monomer und einem Alkylester der (Meth)acrylsäure.
DE 196 53 605 (Röhm GmbH) beschreibt einen Kleber, der aus 55 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% eines (Meth)acrylatcopolymeren aus strukturellen und funktionellen
(Meth)acrylatmonomeren besteht, wobei die funktionellen Monomeren tertiäre oder quaternäre Aminogruppen aufweisen und weiter 0,1 Gew.-% bis 45 Gew.-% eines säuregruppenhaltigen Acrylat- oder (Meth)acrylat-Polymeren oder -Copolymeren enthält sowie einen Weichmacher.
DE 196 53 606 (Röhm GmbH) beschreibt einen Kleber, der aus 55 Gew.-% bis 99,9 Gew.-% eines (Meth)acrylatcopolymeren aus strukturellen und funktionellen
(Meth)acrylatmonomeren besteht, wobei die funktionellen Monomeren tertiäre oder quaternäre Aminogruppen aufweisen und weiter 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-% einer organischen Di- oder Tricarbonsäure enthält sowie einen Weichmacher.
Aufgabe
Erfindungsgemäße Aufgaben sind:
1 . die Entwicklung eines PV-Moduls mit gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierten Herstellkosten,
2. die Entwicklung eines PV-Moduls mit gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierten Zykluszeiten,
3. die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens des PV-Moduls, so dass bei der Verfügung der Komponenten keine oder nur eine geringe Energiezufuhr benötigt wird,
4. die Entwicklung eines Herstellungsverfahrens des PV-Moduls, so dass bei der Verfügung der Komponenten nach Möglichkeit kein Vakuum benötigt wird,
5. blasenfreie Einbettung der PV-Strings im dauerelastischen Haftklebfilm (PSA), 6. möglichst dünne Schicht des Haftklebfilms und
7. einfaches Zusammenfügung des PV-PSA-Verbunds mit den Ober- und Unterseiten des PV-Moduls.
8. Entwicklung eines kontinuierlichen Herstellungsverfahrens für den
Verbund, von Rolle zu Rolle
Lösung
Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden wie im folgenden Beispiel gelöst: 1 . Schematischer Aufbau des PV-PSA-Verbunds mit Release-Film, s. Abbildung 1 :
Release Film (1 a) oder transparente Frontfolie (1 b)/
PV-PSA-Verbund (2) bestehend aus:
Elastischer Zwischenschicht (2a)/
PV-String (2b)/
Elastischer Zwischenschicht (2c)/
Release Film (3a) oder Rückseitenfolie (3b)
2. Schematischer Aufbau des PV-Moduls, s. Abbildung 2:
Kunststoff- oder Glas-Scheibe oder transparente Barrierefolie (1 )/
PV-PSA-Verbund (2) bestehend aus
elastischer Zwischenschicht (2a)/
PV-String (2b)/
elastischer Zwischenschicht (2c) /
Rückseite oder Rückseiten-Folie (3) Der PV-PSA- Verbund (2) muss eine gute Adhäsion zu den Substraten (1 ) und (3) haben, ebenso müssen die die elastischen Zwischenschichten (2a und 2b) eine gute Adhäsion zum PV-String (2b) aufweisen. Die Adhäsion kann bei Bedarf durch einen Primer als Haftvermittler verbessert werden. Beispiele geeigneter Materialien für die elastische Zwischenschicht sind Acrylate (DuploColl® VP20618 oder CPT 3000 von Fa. Lohmann), Silicone (Silgel® 612 von Fa. Wacker) oder Polyurethane (Fermadur®-A-180-1 -VP1/-B-180 von Fa. Sonderhoff).
Als Frontfolie oder Barriereschicht kommen gängige transparente oder nicht transparente Kunststoff-Folien, gegebenenfalls mit einer haftvermittelnden
Beschichtung, in Betracht (beispielsweise PET, z.B. Tritan® FX 100 (Eastman), PVF, z.B. Tedlar® (DuPont), ETFE, z.B. LightSwitch® CT1 S (Saint-Gobain Solar), PMMA, z.B. PLEX® 8943 F (Evonik Röhm GmbH)).
Als Frontscheibe kommen sowohl Glasscheiben aus Mineralglas als auch
transparente Kunststoffscheiben wie z.B. Polymethyl(meth)acrylat, Polycarbonat und andere, gegebenenfalls in Kombination mit haftvermittelnden und bedarfsweise mit UV-Schutz-Schichten ausgerüstete Kunststoffe in Betracht.
Substrat (3) kann eine Kunststoffplatte (Dicke: 0,5 mm bis 2 cm, gegebenenfalls können auch dickere Platten verwendet werden), eine Kunststofffolie (0,01 mm bis unter 0,5 mm) oder Mineralglas sein.
2. Die Herstellung des PV-PSA-Verbunds (s. Abb. 1 ) erfolgt in mehreren Stufen:
2.1 . Auflegen des PV-Strings (2b) auf einen Release-Film, der gegebenenfalls, auf einer Stützplatte liegt,
2.2. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2c) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2,0 mm 2.2.1 Aufbringen eines Präpolymeren/Monomer-Gemischs auf den PV- String, der auf dem Release-Film liegt,
2.2.2 Polymerisation und Vernetzung des Präpolymeren/Monomer- Gemischs zur elastischen Zwischenschicht (2c)
2.3. Kaschieren des PSA-Films mit einem weiteren Release-Film (3a) oder mit einer Rückseitenfolie (3b)
2.4. Wenden des einseitig beschichteten PV-PSA-Laminats
2.5. Entfernen des vorher unterseitigen Release-Films
2.6. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2a) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2 mm (Oberseite)
2.6.1 Aufbringen eines Präpolymeren/Monomer-Gemischs auf der noch nicht beschichteten Seite des PV-PSA-Laminats
2.6.2 Polymerisation und Vernetzung des Präpolymeren/Monomer- Gemischs zur elastischen Zwischenschicht (2a)
2.7. Abdeckung der Oberseite mit einer Kaschierfolie (1 a) oder mit einer transparenten Frontseitenfolie (1 b)
Bei Verwendung von flexiblen Dünnschichtzellen ist das PV- PSA- Laminat in dieser Form z.B. als Rollenware transportabel.
Alternativ kann der PV-PSA-Verbund auch direkt auf eine Glas- oder
Kunststoffscheibe oder auf eine Barriere-Folie laminiert werden, wie in Abb. 3 dargestellt. 3. Der Herstellprozess des PV-Moduls (s. Abb. 2) erfolgt durch Lamination des PV- PSA-Laminats in einem moderaten Temperaturbereich (ca. 15 Grad C bis 45 Grad C) auf das jeweilige Substrat. Grundsätzlich ist es möglich, beliebige Substrate als Front- oder Rückseite zu verwenden. Diese können bedarfsweise mit einer haftvermittelnden Beschichtung zu Verbesserung der Klebkraft auf dem Substrat ausgestattet werden. Kommt ein PV-PSA-Laminat mit flexiblen Dünnschichtzellen zum Einsatz, kann die Lamination vorteilhafterweise in einem Rollenlaminator ohne Vakuum stattfinden, z.B. auf eine Glasscheibe oder auf eine transparente Kunststoffscheibe. Ein PV-PSA-Laminat mit kristallinen Zellen kann alternativ im Vakuum-Laminator aufgebracht werden.
Die Herstellung des PV-Moduls erfolgt in mehreren Stufen: 1 . Rollenlamination
1 .1 . Dekaschierung des Release-Films der Ober- oder Unterseite des PV- PSA-Laminats.
1 .2. Zufuhr des PV-PSA-Laminats und Rollen-Lamination auf dem Substrat (1 oder 3)
Die folgenden Schritte sind optional:
1 .3. Dekaschierung des noch verbleibenden Release-Films.
1 .4. Zufuhr und Rollen-Lamination auf dem Substrat (1 oder 3).
Alternativ:
2. Vakuum-Lamination
1 .1 . Dekaschierung des Release-Films der Ober- oder Unterseite des PV- PSA-Laminats.
1 .2. Beschickung des Vakuum-Laminators mit dem Substrat (1 oder 3) und dem auf Abstand gehaltenen PV-PSA-Laminats, dessen offene PSA- Klebschicht dem Substrat zugewandt ist.
1 .3. Evakuierung des Laminators und Zusammenfügen von Substrat und PV- PSA-Laminat im Vakuum. 1 .4. Belüftung und Entnahme des PV-Moduls Die folgenden Schritte sind optional:
1 .5. Dekaschierung des noch verbleibenden Release-Films.
1 .6. Beschickung des Vakuum-Laminators mit dem Substrat (1 oder 3) und dem auf Abstand gehaltenen PV-PSA-Laminats.
1 .7. Evakuierung des Laminators und Zusammenfügen von Substrat und PV- PSA-Laminat.
1 .8. Belüftung und Entnahme des PV-Moduls
An die Herstellung der so erhaltenen PV-Halbzeuge oder -Module schließt sich die Konfektionierung an, wie z.B. das Setzen der elektrischen Kontakte und der Anschlussdosen.
Abkürzungen
Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
Polycarbonat
Polyethylenterephthalat
Polymethyl(meth)acrylat
Pressure Sensitive Adhesive
Photovoltaik
Polyvinylidenfluorid Beispiele
Beispiel 1 : Herstellung eines PV- PSA- Laminats aus flexiblen Zellen mit einseitigem Release-Film
Ein handelsübliches einseitig Teflon-beschichtetes Papier (Release-Film) wird auf einer stabilen Trägerplatte mittels doppelseitigem Klebeband befestigt. Auf das Teflon-beschichtete Papier wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer
Kunststoff-Folie geklebt. Ein String aus verlöteten flexiblen PV-Zellen (CIGS-Zellen auf Edelstahlfolie, CIGS (auch CIGSSe oder CIS) steht für Cu(ln,Ga)(S,Se)2 und ist eine Dünnschichttechnologie für Solarzellen und steht als Abkürzung für die verwendeten Elemente Kupfer, Indium, Gallium, Schwefel und Selen. In der
Anwendung werden verschiedene Kombinationen dieser Elemente verwendet: Die wichtigsten Beispiele sind Cu(ln,Ga)Se2 (Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid) oder CulnS2 (Kupfer-Indium-Disulfid)) wird mit der photoaktiven Seite nach unten in die vom Rahmen umgebene Fläche gelegt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A/B = 1/1 ) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der Vernetzungsreaktion (ca. 1 bis 2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt, eine Folie aus Polyethylen/Alu-Verbund (Rückseitenfolie) über die Fläche gerollt und in einem Rollenlaminator angepresst.
Der so hergestellte Verbund wird von der Trägerplatte gelöst und auf den Rücken gedreht. Das Teflon-Papier wird entfernt und die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert. Nach der Reaktion wird das Teflon-Papier über die Fläche gerollt und angepresst. Das so hergestellte PV-PSA- Laminat kann nun transportiert, gerollt und gelagert werden. Beispiel 2: Herstellung eines PV-Moduls aus dem PV- PSA- Laminat
Von dem in Bsp 1 . hergestellten PV- PSA- Laminat wird das Teflon-Papier
abgezogen. Das PV-PSA- Laminat wird über eine Laminatorwalze (Rückseitenfolie zeigt zur Walze) auf eine 5 mm dicke PLEXIGLAS®-Platte laminiert. Alternativ kann auch eine Platte aus anderen transparenten Werkstoffen, z.B. Glas oder
Polycarbonat verwendet werden.
Alternativ kann das PV-PSA- Laminat aus Bsp. 1 direkt nach dem Aufbringen und der Reaktion der zweiten Lage Reaktionsharz auf die transparente Platte laminiert werden.
Beispiel 3: Herstellung eines PV-Moduls auf einer PLEXIGLAS®-Platte Auf eine 5 mm dicke PLEXIGLAS®-Platte wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer Kunststoff-Folie geklebt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte
Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A/B = 1/1 ) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der Vernetzungsreaktion zur Haftschicht (ca. 1 -2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt und der String aus flexiblen PV-Zellen mit der photoaktiven Seite zur PLEXIGLAS®-Platte über eine Laminatorwalze auf die Haftschicht abgerollt, wobei die Walze die Haftschicht nicht berührt. Anschließend wird die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert.
Um eine blasenfreien Aufbringung des Strings auf die Haftschicht zu gewährleisten, kann über eine zweite Rolle ein Teflonpapier auf der Rückseite des Strings in den Laminator gezogen werden. In diesem Fall kann der Anpressdruck der
Laminatorwalze nach Bedarf eingestellt werden. Das Teflonpapier wird vor dem Aufbringen der zweiten Lage des Reaktionsharzes wieder entfernt. Besipiel 4: Herstellung eines PV-Moduls mit kristallinen Zellen
Ein handelsübliches einseitig Teflon-beschichtetes Papier (Release-Film) wird auf einer stabilen Trägerplatte mittels doppelseitigem Klebeband befestigt.
Auf das Teflon-beschichtete Papier wird ein 0,5 mm dicker Rahmen aus einer Kunststoff-Folie geklebt. Ein String aus verlöteten kristallinen PV-Zellen wird mit der photoaktiven Seite nach unten in die vom Rahmen umgebene Fläche gelegt. An einem Rand der Fläche wird das vorgemischte Reaktionsharz (z.B. Silicon, Silgel 612 A B = 1/1 ) aufgetragen und mit einem Rakel abgezogen. Nach der
Vernetzungsreaktion (ca. 1 -2 h bei RT) wird der Rahmen entfernt, eine Folie aus Polyethylen/Alu-Verbund (Rückseitenfolie) über die Fläche gerollt und in einem Rollenlaminator angepresst. Der so hergestellte Verbund wird von der Trägerplatte gelöst und auf den Rücken gedreht. Dabei wird der Verbund durch eine zweite Trägerplatte auf der Rückseite gestützt. Das Teflon-Papier wird entfernt und die zweite Lage Reaktionsharz wie zuvor beschrieben aufgebracht und polymerisiert. Der so erhaltene Verbund wird mit der nach oben zeigenden offenen Haftklebschicht in eine Vakuum-Kammer gebracht, in der in einer über dem PV-PSA-Verbund befindlichen Haltvorrichtung eine 5mm dicke PLEXIGLAS®-Platte waagrecht fixiert ist. Nach dem Evakuieren wird der PV-PSA-Verbund über eine Hubvorrichtung flächig mit der PLEXIGLAS®-Platte in Kontakt gebracht und laminiert.
Bezugszeichenliste
Abbildung 1 : (1 a) Release Film
(1 b) Transparente Frontfolie
(2) PV-PSA-Verbund, bestehend aus (2a), (2b) u. (2c) (2a) Elastische Zwischenschicht
(2b) PV-String
(2c) Elastische Zwischenschicht
(3a) Release Film
(3b) Rückseitenfolie
Abbildung 2:
(1 ) Transparente Frontscheibe oder -folie
(2) PV-PSA-Verbund, bestehend aus (2a), (2b) u. (2c) (2a) Elastische Zwischenschicht
(2b) PV-String
(2c) Elastische Zwischenschicht
(3) Rückseite
Abbildung 3: (1 ) transparente Trägerschicht, Kunststoffscheibe
(2a) Elastische Haftschicht I
(2b) Elastische Haftschicht II
(3) Rückseitenfolie
(4) Auftragsdüsen
(5) PV-Zellen

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV-Zellen und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (PV-PSA-Verbund),
dadurch gekennzeichnet, dass
die PV-Zellen in mehreren Stufen mit der flüssigen, polymerisierbaren Einbettungsmasse beschichtet werden und die Einbettungsmasse schichtweise polymerisiert wird.
2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Stufe des PV-PSA-Verbunds auf einem Release-Film
polymerisiert wird.
3. Verfahren gemäß Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Release-Film auf einer Stützplatte liegt. 4. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
als polymerisierbare Einbettungmasse ein Silikonharz verwendet wird.
5. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
als polymerisierbare Einbettungmasse ein Polyurethanharz verwendet wird.
6. Verfahren gemäß Patentanspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
als polymerisierbare Einbettungmasse ein Acrylatharz verwendet wird. Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus PV-Zellen und einer elastischen, selbstklebenden Einbettungmasse (PV-PSA-Verbund), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Auflegen des PV-Strings (2b) auf einen Release-Film,
b. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2c) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2,0 mm,
i. Aufbringen der polymerisierbaren Einbettungsmasse auf den PV- String, der auf dem Release-Film liegt,
ii. Polymerisation und Vernetzung der polymerisierbaren
Einbettungsmasse zur elastischen Zwischenschicht (2c),
c. Kaschieren des PSA-Films mit einem weiteren Release-Film (3a) oder mit einer Rückseitenfolie (3b),
d. Wenden des einseitig beschichteten PV- PSA- Laminats,
e. Entfernen des vorher unterseitigen Release-Films,
f. Herstellung eines PSA-Films (elastische Zwischenschicht 2a) in der Dicke von ca. 0,05 mm bis 2 mm (Oberseite),
i. Aufbringen der polymerisierbaren Einbettungsmasse auf der noch nicht beschichteten Seite des PV- PSA- Laminats,
ii. Polymerisation und Vernetzung der polymerisierbaren
Einbettungsmasse zur elastischen Zwischenschicht (2a), g. Abdeckung der Oberseite mit einer Kaschierfolie (1 a) oder mit einer
transparenten Frontseitenfolie (1 b).
Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 hergestelltes PV-PSA-Laminat nach Entfernen eines Release-Films auf eine Trägerplatte aufgebracht wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das PV- PSA- Laminat in einem kontinuierlichen Verfahren aufgebracht wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines PV-Moduls nach Patentanspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das PV- PSA- Laminat im Vakuum aufgebracht wird.
1 1 . PV-Modul, das nach einem der Patentansprüche 1 -10 hergestellt wurde.
12. PV-Modul, erhältlich nach einem der Patentansprüche 1 bis 10.
PCT/EP2012/059952 2011-06-29 2012-05-29 Herstellung eines pv-psa-verbunds durch flüssigeinbettung auf release-film und seine verwendung zur herstellung von pv-modulen WO2013000648A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011078305 2011-06-29
DE102011078305.9 2011-06-29
DE102011083661.6 2011-09-29
DE102011083661A DE102011083661A1 (de) 2011-06-29 2011-09-29 Herstellung eines PV-PSA-Verbunds durch Flüssigeinbettung auf Release-Film und seine Verwendung zur Herstellung von PV-Modulen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013000648A1 true WO2013000648A1 (de) 2013-01-03

Family

ID=47355070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/059952 WO2013000648A1 (de) 2011-06-29 2012-05-29 Herstellung eines pv-psa-verbunds durch flüssigeinbettung auf release-film und seine verwendung zur herstellung von pv-modulen

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102011083661A1 (de)
TW (1) TW201330292A (de)
WO (1) WO2013000648A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108307665A (zh) * 2015-03-20 2018-07-20 杜邦帝人薄膜美国有限公司 光伏电池
US12119422B2 (en) 2019-03-08 2024-10-15 H.B. Fuller Company Systems and methods for encapsulating an electronic component

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3013037A1 (de) * 1980-04-03 1981-10-08 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Terrestrischer solarzellengenerator
DE3924393A1 (de) 1989-07-24 1991-01-31 Roehm Gmbh Wasserloeslicher druckempfindlicher hauthaftkleber, dessen verwendung und damit ausgeruestete mittel
DE19653606A1 (de) 1996-12-20 1998-06-25 Roehm Gmbh Haft- und Bindemittel aus (Meth)acrylatpolymer, organischer Säure und Weichmacher
DE19653605A1 (de) 1996-12-20 1998-06-25 Roehm Gmbh Haft- und Bindemittel für dermale oder transdermale Therapiesysteme
WO2007120197A2 (en) * 2005-11-04 2007-10-25 Dow Corning Corporation Encapsulation of photovoltaic cells
WO2009089236A2 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Certainteed Corporation Photovoltaic module
US20110023943A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cross-linkable encapsulants for photovoltaic cells

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008024551A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Tesa Se Verfahren zur Verkapselung von optoelektronischen Bauteilen
DE102008033313A1 (de) * 2008-07-04 2010-01-14 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Solarmoduls
DE102008062130A1 (de) * 2008-12-16 2010-06-17 Tesa Se Verfahren zur Kapselung einer elektronischen Anordnung
DE102010030074A1 (de) 2010-06-15 2011-12-15 Evonik Degussa Gmbh Kunststoff-Photovoltaik-Modul und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102011084054A1 (de) 2010-12-07 2012-06-14 Evonik Degussa Gmbh Photovoltaik(PV)-PSA-Verbund und Verwendung zur Herstellung von PV-Modulen durch Flüssigeinbettung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3013037A1 (de) * 1980-04-03 1981-10-08 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Terrestrischer solarzellengenerator
DE3924393A1 (de) 1989-07-24 1991-01-31 Roehm Gmbh Wasserloeslicher druckempfindlicher hauthaftkleber, dessen verwendung und damit ausgeruestete mittel
DE19653606A1 (de) 1996-12-20 1998-06-25 Roehm Gmbh Haft- und Bindemittel aus (Meth)acrylatpolymer, organischer Säure und Weichmacher
DE19653605A1 (de) 1996-12-20 1998-06-25 Roehm Gmbh Haft- und Bindemittel für dermale oder transdermale Therapiesysteme
WO2007120197A2 (en) * 2005-11-04 2007-10-25 Dow Corning Corporation Encapsulation of photovoltaic cells
WO2009089236A2 (en) * 2008-01-08 2009-07-16 Certainteed Corporation Photovoltaic module
US20110023943A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Cross-linkable encapsulants for photovoltaic cells

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108307665A (zh) * 2015-03-20 2018-07-20 杜邦帝人薄膜美国有限公司 光伏电池
CN108307665B (zh) * 2015-03-20 2021-06-11 杜邦帝人薄膜美国有限公司 光伏电池
CN113527742A (zh) * 2015-03-20 2021-10-22 杜邦帝人薄膜美国有限公司 光伏电池
US11302838B2 (en) 2015-03-20 2022-04-12 Dupont Teijin Films U.S. Limited Partnership Photovoltaic cells
CN113527742B (zh) * 2015-03-20 2023-08-29 杜邦帝人薄膜美国有限合伙 光伏电池
US12119422B2 (en) 2019-03-08 2024-10-15 H.B. Fuller Company Systems and methods for encapsulating an electronic component

Also Published As

Publication number Publication date
TW201330292A (zh) 2013-07-16
DE102011083661A1 (de) 2013-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT502234B1 (de) Verfahren zur herstellung witterungsbeständiger laminate für die einkapselung von solarzellensystemen
EP3473687B1 (de) Lichthärtbare harzzusammensetzung und verfahren zur herstellung einer bildanzeigevorrichtung damit
DE102010015740B4 (de) Vorrichtung zur Herstellung eines Solarmoduls mit flexiblen Dünnschicht-Solarzellen
KR102580622B1 (ko) 점착 시트 및 점착 시트 적층체
DE102011084054A1 (de) Photovoltaik(PV)-PSA-Verbund und Verwendung zur Herstellung von PV-Modulen durch Flüssigeinbettung
AT10898U1 (de) Verwendung eines kunststoffverbundes für die herstellung photovoltaischer module
WO2002003475A1 (en) Backside covering material for a solar cell module and its use
DE112014004063T5 (de) Polyesterpolyol, Polyolpräparat für Kaschierkleber, Harzzusammensetzung, härtbare Harzzusammensetzung, Kaschierkleber, und Rückseitenfolie für Solarzellen
EP2302695B1 (de) Gasbarriere-Verbundwerkstoff, rückseitige Folie für Solarzellenmodul und Solarzellenmodul
CN108886843A (zh) 加热元件及其制造方法
CN109638108A (zh) 平流层飞行器针对翘曲柔性太阳电池片的组件封装方法
WO2013037640A1 (de) Verfahren zur herstellung eines laminats aus photovoltaik- zellen und pressure sensitive adhesive-folien mittels eines release-films
CN116285733A (zh) 一种uv减粘膜
WO2013000648A1 (de) Herstellung eines pv-psa-verbunds durch flüssigeinbettung auf release-film und seine verwendung zur herstellung von pv-modulen
CN108864975B (zh) 一种脱胶方法
CN112786723A (zh) 柔性薄膜太阳能电池组件及其制备方法
TW202132502A (zh) 半導體加工用膠帶
JP5801148B2 (ja) 透明積層体の製造方法
EP2399301B1 (de) Solarzellenmodul und verfahren zu seiner herstellung
CN104527196B (zh) 一种无基材厚型光学胶的制备方法
US9537034B2 (en) Process for the production of a solar module
WO2013064339A1 (de) Glas - photovoltaik - pressure sensitive adhesive-verbund
JP5853668B2 (ja) 太陽電池裏面保護シート用易接着剤、及び太陽電池裏面保護シート、ならびに太陽電池モジュール
JP2013039833A (ja) 中間膜用粘着シート及び透明積層体
TWI443845B (zh) 太陽能電池模組及其背板結構與製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12724609

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12724609

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1