WO2023161147A1

WO2023161147A1 - Verfahren zur aufbringung einer solarzellenlaminierung auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes flächenelement

Info

Publication number: WO2023161147A1
Application number: PCT/EP2023/054029
Authority: WO
Inventors: Jens Eilrich; Arnaud Morlier
Original assignee: Institut Für Solarenergieforschung Gmbh
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2023-02-17
Publication date: 2023-08-31
Also published as: DE102022104261B3; EP4483423A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung (1) auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement (2), aufweisend folgende Schritte a) Bereitstellen des Flächenelementes (2); b) Auflegen mehrerer zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung (1) ausgebildeter Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf einer Oberfläche (8) des Flächenelementes (2); c) Auflegen eines einen formflexiblen Zustand aufweisenden Wärmeverteilungskissens (9) auf dem Flächenelement (2) von einer mit den Schichtkomponenten (3, 4, 5) belegten Oberseite (10) oder einer der Oberseite (10) abgewandten Unterseite (11) des Flächenelementes (2); sowie d) Auflaminieren der Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf das Flächenelement (2), wobei zunächst ein granulatförmiger Füllstoff (12) des Wärmeverteilungskissens (9) derart mit einem Druck beaufschlagt wird, dass das Wärmeverteilungskissen (9) eine komplementär zu der an ihm anliegenden Oberseite (10) oder Unterseite (11) des Flächenelementes (2) ausgebildete Oberflächenform (13) annimmt und diese Oberflächenform (13) beibehält, und im Anschluss daran eine ein stoffschlüssiges Verbinden der Schichtkomponenten (3, 4, 5) mit dem Flächenelement (2) bewirkende Wärmeenergie mittels des Wärmeverteilungskissens (9) auf die Schichtkomponenten (3, 4, 5) und das Flächenelement (2) übertragen wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Laminierungsanlage (22).

Description

Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierunq auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement, wie ein Verkleidungsbestandteil eines beweglichen oder ortsfesten Objektes, etwa eine Karosserieverkleidung eines Kraftfahrzeuges (Motorhaube, Deckensegment oder Kofferraumdeckel) oder eine Fassaden- / Dachverkleidung einer baulichen Anlage oder eines Gebäudes. Auch betrifft die Erfindung eine Laminierungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Mit Fig. 15 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Laminierungsanlage 22' gezeigt. Hieraus geht allgemein hervor, dass bei bekannten Standard- Laminierungsprozessen zunächst in einer Vakuumkammer die Luft aus den entsprechenden Modulschichten S abgepumpt wird, woraufhin diese Modulschichten S erhitzt werden, um das Verkapselungsmatenal zu schmelzen. Die Schichten S werden dabei mit einer flexiblen Membran M zusammengepresst, um Solarzellen in das Verkapselungsmaterial einzubetten und Vorder- und Rückseitenfolie zu verkleben. Eine Heizplatte H sorgt für die entsprechende Wärmezufuhr während dieses Laminierungsprozesses. Bei diesen bekannten Anlagen und Prozessen hat es sich jedoch als nachteilig herausgestellt, dass größere gekrümmte Bauteile, d.h. Bauteile mit dreidimensionaler Erstreckung, nicht bearbeitet werden können. Dies liegt insbesondere daran, dass in der Laminierungsanlage 22' der Abstand von der Heizplatte H zur Membran M begrenzt ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Solarzellenlaminierung auch auf größeren sowie gekrümmten Bauteilen effizient durchzuführen.

Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit dem Anspruch 1 ist ein Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement beansprucht, welches Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Bereitstellen des Flächenelementes; b) Auflegen mehrerer zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung ausgebildeter Schichtkomponenten, vorzugsweise umfassend mindestens eine Solarzelle sowie mindestens eine Laminatfolie, auf einer Oberfläche des Flächenelementes; c) Auflegen eines einen formflexiblen Zustand aufweisenden Wärmeverteilungskissens auf dem Flächenelement von einer mit den Schichtkomponenten belegten Oberseite oder einer der Oberseite abgewandten Unterseite des Flächenelementes; sowie d) Auflaminieren der Schichtkomponenten auf das Flächenelement, wobei zunächst ein granulatförmiger Füllstoff des Wärmeverteilungskissens derart mit einem (inneren oder äußeren) Druck, vorzugsweise einem Unterdrück, beaufschlagt wird, dass das Wärmeverteilungskissen eine komplementär zu der an ihm anliegenden Oberseite oder Unterseite des Flächenelementes ausgebildete Oberflächenform annimmt und diese Oberflächenform (stabil, das heißt gegen die wirkende Erdanziehungskraft beständig) beibehält, und im Anschluss daran eine ein stoffschlüssiges Verbinden der Schichtkomponenten mit dem Flächenelement bewirkende Wärmeenergie mittels des Wärmeverteilungskissens auf die Schichtkomponenten und das Flächenelement übertragen wird.

Dadurch ist ein Verfahren zum Auflaminieren von Solarzellen / Laminieren von Photovoltaikanordnungen auf bestehende Flächenelemente effizient realisierbar. Denn durch das Wärmeverteilungskissen kommt es zu einer möglichst gleichmäßigen Wärmeübertragung auf das Flächenelement bzw. die Schichtkomponenten. Die Folge daraus ist, dass die Schichtkomponenten und das Flächenelement möglichst gleichmäßig erhitzt und stoffschlüssig miteinander verklebt / verbunden werden. Dadurch wird auch die Dauerfestigkeit der erzeugten Solarzellenlaminierung gesteigert.

Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert. Demnach ist es weiterhin von Vorteil, wenn das Wärmeverteilungskissen eine den Füllstoff vollständig, bevorzugt luftdicht, aufnehmende / umgebende Hülle aufweist. Dadurch ist das Wärmeverteilungskissen möglichst einfach händelbar.

Weist die Hülle mindestens eine Vakuumfolie (auch als luftundurchlässige Kunststofffolie bezeichnet) auf oder ist die Hülle weiter bevorzugt gar (vollständig) aus dieser mindestens einen Vakuumfolie gebildet, lässt sich die Hülle durch gängige Folienmaterialien einfach herstellen.

Für eine einfache Adaptierbarkeit der Größe der Hülle / des Wärmeverteilungskissens ist es auch zweckmäßig, wenn die Hülle ferner ein die mindestens eine Vakuumfolie an ihren Rändern abdichtendes Vakuumdichtband aufweist. Das Vakuumdichtband ist somit bevorzugt derart um die Ränder der Vakuumfolie herumgeklebt, dass ein Inneres der Hülle luftdicht zur Umgebung hin abgedichtet ist.

Alternativ oder zusätzlich zu der Vakuumfolie ist es vorteilhaft, wenn die Hülle mindestens eine Textillage aufweist. Dabei hat es sich gezeigt, dass sich die Hülle großflächig auch an komplexer gekrümmte Oberflächen anlegen lässt.

Diesbezüglich ist es ferner von Vorteil, wenn die Textillage aus einer Naturfaser besteht oder diese aufweist. Bezüglich der Ausbildung aus Naturfaser ist es ferner vorteilhaft, wenn die Textillage aus Leinen / Leinenstoff besteht. Leinen hat eine sehr gute Hitzebeständigkeit, insbesondere auch bei einer bevorzugt umgesetzten Laminationstemperatur von mehr als 150°C. Durch die weiche Struktur lässt sich Leinen gut in die gewünschte Form bringen. Außerdem ist Leinen ein nachwachsender Rohstoff und deshalb aus ökologischer Sicht sehr gut.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Textillage (alternativ oder zusätzlich zu der Naturfaser) aus einer Chemiefaser besteht oder diese aufweist. Diesbezüglich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Chemiefaser aus synthetischen Polymeren, bevorzugt Polyester und/oder Aramid, besteht, und/oder anorganische Fasern, bevorzugt Glasfaser und/oder Metallfaser, aufweist. Auch diese Materialien geben der Textillage ein hohes Maß an Flexibilität, um das Wärmeverteilungskissen in die gewünschte Form bringen zu können.

Auch bei dem Einsatz der Textillage ist es für eine einfache Adaptierbarkeit der Größe der Hülle / des Wärmeverteilungskissens zweckmäßig, wenn die Hülle ferner ein die mindestens eine Textillage an ihren Rändern abdichtendes Vakuumdichtband aufweist. Das Vakuumdichtband ist somit bevorzugt derart um die Ränder der mindestens einen Textillage herumgeklebt, dass ein Inneres der Hülle luftdicht zur Umgebung hin abgedichtet ist.

Als besonders geeignet für den Laminierungsvorgang hat es sich erwiesen, wenn der Füllstoff ein ein Leichtmetall, ein Kupfer / Kupfermaterial und/oder ein Silber / Silbermaterial aufweisendes Granulat aufweist oder vollständig durch dieses Granulat gebildet ist. Dieses Granulat ist besonders geeignet, leicht handhabbare sowie häufig wiederverwendbare Wärmeverteilungskissen zur Verfügung zu stellen.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Leichtmetall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist. Dadurch wird die Wärmeverteilung effektive ausgeführt.

Demnach ist es zweckmäßig, wenn das Granulat eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 200 W/mK, bevorzugt von mindestens 220 W/mK, weiter bevorzugt von mehr als 360 W/mK aufweist (für Aluminium 220 W/mK; für Kupfer 380 W/mK; für Silber 429 W/mK). Je größer die Wärmleitfähigkeit, desto besser der Wärmefluss. Silber hat unter den genannten Materialien somit die beste Wärmeleitfähigkeit, gefolgt von Kupfer und Aluminium. Das bedeutet, je größer die Wärmeleitfähigkeit, desto besser die Wärmeleitung.

Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn das Granulat eine Wärmekapazität von maximal 900 J/kgK, bevorzugt von maximal 400 J/kgK, weiter bevorzugt von maximal 240 J/kgK (für Silber 234 J/kgK; für Kupfer 385 J/kgK; für Aluminium 896 J/kgK) aufweist. Je größer die Wärmekapazität, desto mehr Energie muss in das Material / Granulat eingebracht werden, damit sich die gewünschte Temperaturänderung ergibt. Aluminium benötigt somit relativ viel Energie, wohingegen Silber und Kupfer deutlich weniger Energie benötigen. Das bedeutet, je niedriger die Wärmekapazität, desto weniger Energie wird benötigt.

Somit ist das Wärmeverteilungskissen zwischen einem atmosphärischen Druckzustand, in dem es flexibel in der Form / formflexibel anpassbar ist, und einem Druckzustand, bevorzugt Unterdruckzustand, in dem einzelne Körner des Granulats derart aneinander anliegen, dass das Wärmeverteilungskissen eine formstabile Gesamtstruktur bildet, veränderbar / anpassbar. Dadurch lässt sich das Wärmeverteilungskissen möglichst flexibel auch in mehreren Herstellschritten, die sich wiederholen, einsetzen.

Auch ist es von Vorteil, wenn der Füllstoff ein Granulat mit einem (mittleren) Korndurchmesser / einer (mittleren) Korngröße zwischen 0,5 mm und 1 ,5 mm aufweist.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn während des Auflaminierens der Schichtkomponenten auf das Flächenelement die Anordnung aus Schichtkomponenten, Flächenelement und Wärmeverteilungskissen gesamtheitlich einer Vakuumatmosphäre, die weiter bevorzugt mittels eines Vakuumsackes realisiert wird, ausgesetzt ist. Dadurch ist das Verfahren mit möglichst einfachen Mitteln realisierbar.

Als vorteilhaft hat es sich auch herausgestellt, wenn das Wärmeverteilungskissen mit einem eigenen Luftabsaugmittel ausgestattet ist, mittels welchem Luftabsaugmittel unabhängig von der die Anordnung aus Schichtkomponenten, Flächenelement und Wärmeverteilungskissen umgebenden Vakuumatmosphäre ein Druck innerhalb des Wärmeverteilungskissens steuerbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, weist das Wärmeverteilungskissen bevorzugt ein eigenes Luftabsaugmittel auf, das vorzugsweise zusätzlich zu einer weiteren Luftabsaugung, welche den Druck der die Anordnung aus Schichtkomponenten, Flächenelement und Wärmeverteilungskissen umgebenden Vakuumatmosphäre steuert, vorgesehen ist. Dadurch wird eine flexible Ansteuerbarkeit des Wärmeverteilungskissens realisiert.

Für eine effektive Wärmeeinbringung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn in Schritt d) ein eine Wärmeenergie an das Wärmeverteilungskissen abgebendes Heizelement, wie eine Heizplatte / Heizmatte, auf einer dem Flächenelement abgewandten Seite des Wärmeverteilungskissens aufgelegt ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement, aufweisend folgende Schritte: a) Bereitstellen des Flächenelementes; b) Auflegen mehrerer zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung ausgebildeter Schichtkomponenten, vorzugsweise umfassend mindestens eine Solarzelle sowie mindestens eine Laminatfolie, auf einer Oberfläche des Flächenelementes; c) Auflegen eines mit einem granulatförmigen Füllstoff befüllten Wärmeverteilungskissens auf dem Flächenelement von einer mit den Schichtkomponenten belegten Oberseite oder einer der Oberseite abgewandten Unterseite des Flächenelementes, wobei das Wärmeverteilungskissen vor dem Auflegen auf die Oberseite oder Unterseite derart mit einem Unterdrück beaufschlagt ist, dass es bereits eine komplementär zu der mit ihm in Anlage zu bringenden Oberseite oder Unterseite des Flächenelementes ausgebildete Oberflächenform aufweist; sowie d) Auflaminieren der Schichtkomponenten auf das Flächenelement, wobei eine ein stoffschlüssiges Verbinden der Schichtkomponenten mit dem Flächenelement bewirkende Wärmeenergie mittels des Wärmeverteilungskissens auf die Schichtkomponenten und das Flächenelement übertragen wird.

Auch betrifft die Erfindung eine Laminierungsanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der zuvor erläuterten Ausführungen, mit einer Vakuumkammer, einem in der Vakuumkammer angeordneten Heizelement sowie einem wiederum an dem Heizelement anliegenden und ebenfalls in der Vakuumkammer angeordneten Wärmeverteilungskissen, welches Wärmeverteilungskissen in Abhängigkeit eines an ihm anliegenden Innendrucks zwischen einem formflexiblen Zustand und einem formstabilen Zustand umschaltbar ist.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Laminierungsanlage zum Aufbringen einer Solarzellenlaminierung auf ein Flächenelement nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei ein zur Wärmeübertragung eingesetztes Wärmeverteilungskissen im Schnitt gut zu erkennen ist,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in Fig. 1 eingesetzten Wärmeverteilungskissens,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines in dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Solarzellenlaminierung zu bestückenden Flächenelementes,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Flächenelementes mit darauf aufgelegter Laminatfolie und Solarzellen,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Flächenelementes, ähnlich zu Fig. 4, wobei auf den Solarzellen eine weitere Laminatfolie aufgelegt ist,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Flächenelementes mit fertig aufgebrachter Solarzellenlaminierung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung zweier bevorzugt nebeneinander eingesetzter Wärmeverteilungskissen in einem formflexiblen Zustand,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Wärmeverteilungskissen der Fig. 7 in einem formstabilen Zustand,

Fig. 9 ein schematischer Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms, Fign. 10 bis 14 Darstellungen weiterer Flächenelemente, die ebenfalls, alternativ zu dem als Motorhaube ausgebildeten Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeuges der Fig. 3, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bearbeitbar sind, wobei Fig. 10 eine perspektivische Darstellung eines gewellten Trapezbleches, Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines gewellten Sinusbleches, Fig. 12 eine Seitenansicht eines Gehäuses einer Straßenbeleuchtung, Fig. 13 eine perspektivische Darstellung eines Dachsegments eines Wintergartens und Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines Fassadenpaneels eines Gebäudes betrifft, sowie

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung einer gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Laminierungsanlage,

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen daher ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist zunächst eine erfindungsgemäß eingesetzte Laminierungsanlage 22 zu erkennen, mittels der das erfindungsgemäße, nachfolgend näher beschriebene Verfahren durchführbar ist. Die Laminierungsanlage 22 weist eine Vakuumkammer 23 auf, die über eine Luftabsaugung 24 verfügt. Die Luftabsaugung 24 ist auf übliche Weise an eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellte Vakuumpumpe (in Richtung des dargestellten Pfeils) angeschlossen. Die Vakuumkammer 23 weist beispielhaft eine Grundplatte 25 und einen flexiblen Vakuumsack 19, der hinsichtlich seines Volumens einstellbar / kollabierbar ist, auf. Mit Hilfe der Vakuumkammer 23 wird das nachfolgend näher beschriebene Laminierungsverfahren durchgeführt.

Nach Fig. 1 ist innerhalb der Vakuumkammer 23 auch bereits ein durch das erfindungsgemäße Verfahren zu bearbeitendes / laminierendes Flächenelement 2 eingeschoben. Dieses Flächenelement 2 wird somit mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Solarzellenlaminierung 1 versehen. Das Flächenelement 2 weist dabei stets eine dreidimensionale Erstreckung auf und ist somit zumindest monoaxial / einachsig, bevorzugt jedoch multiaxial / mehrachsig gekrümmt / gebogen.

Das Flächenelement 2 ist, wie in den weiteren Fign. 3 bis 6 veranschaulicht, in der dargestellten Ausführung als ein Teil einer Motorhaube eines Kraftfahrzeuges ausgeführt. In diesem Zusammenhang sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Flächenelement 2 auch auf jegliche andere Weise ausgebildet sein kann, um eine entsprechende der Sonne zugewandte Verkleidung / Abdeckung eines beweglichen oder ortsfest angebrachten Objektes umzusetzen. Demnach kann statt der Motorhaube auch jeglicher weitere Karosseriebestandteil, wie Kofferraum deckel oder Fahrzeugdach als das Flächenelement 2 ausgeführt sein. Als weiter bevorzugte Ausführungen seien in Verbindung mit den Fign. 10 bis 14 beispielsweise verschiedenen Fassadenteile / Fassadenverkleidungen eines Bauwerkes, etwa einer baulichen Anlage oder eines Gebäudes, und eine Abdeckung / ein Gehäuseteil einer Straßenbeleuchtung genannt. In Fig. 10 ist demnach das Flächenelement 2 als Trapezblech für eine Fassade / Fassadenteil oder ein Dach / Dachteil eines Gebäudes oder einer baulichen Anlage, wie eines Carports oder eines Wintergartens, ausgebildet und von seiner Oberseite 10 dargestellt. Das Flächenelement 2 kann jedoch alternativ auch jegliche andere dreidimensionale Form / Erstreckung aufweisen, wie die eines Sinusbleches gemäß Fig. 11 . In Fig. 13 ist das Flächenelement 2 als transparentes Segment eines Dachs / Dachsegment eines Wintergartens ausgebildet. In Fig. 14 ist das Flächenelement 2 als Fassadenpaneel für ein Gebäude umgesetzt. Fig. 12 zeigt ferner eine Straßenbeleuchtung, wobei das Flächenelement 2 dann als das nach oben ausgerichtete Gehäuseteil der Straßenbeleuchtung umgesetzt ist. Die gegenständliche Aufzählung der verschiedenen Einsatzbereiche des Flächenelementes 2 ist selbstverständlich nicht erschöpfend und kann beliebig weitergetrieben werden. Insbesondere sei auch auf ein Gehäuseteil eines Verkehrsleitsystems verwiesen, das das Flächenelement 2 ebenfalls ausbilden kann. Des Weiteren wird in der Laminierungsanlage 22 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Wärmeverteilungskissen 9 eingesetzt, dessen Wirkungsweise nachfolgend näher beschrieben ist. Das Wärmeverteilungskissen 9 befindet sich in Fig. 1 direkt an einer Unterseite 11 des Flächenelementes 2 in Anlage. Das Wärmeverteilungskissen 9 ist in Fig. 2 alleine betrachtet gut zu erkennen.

Das Wärmeverteilungskissen 9 weist die in den Fign. 2, 7 und 8 veranschaulichte Struktur auf. Das Wärmeverteilungskissen 9 weist zum einen eine hier luftdichte Hülle 14 auf. Die Hülle 14 weist eine (luftdichte) Vakuumfolie 15 auf. Bei der Vakuumfolie 15 handelt es sich vorzugsweise um eine Folie, die zumindest bis zu 190 °C stabil ist. Die Vakuumfolie 15 ist an ihren Rändern 16 mit einem Vakuumdichtband 17 luftdicht verklebt / verschlossen. Auch das Vakuumdichtband 17 ist bevorzugt zumindest bis 190°C stabil. Es sei darauf hingewiesen, dass die Hülle 14 in weiter bevorzugten Ausführungsformen alternativ eine (dann bevorzugt luftdurchlässige) Textillage aufweist, die in den Figuren durch das Bezugszeichen 26 angedeutet ist. Auch ist es gemäß weiter bevorzugten Ausführungsformen denkbar die Hülle 14 aus einer Kombination aus Vakuumfolie 15 und Textillage 26 zu bilden. Die Textillage 26 ist dann bevorzugt aus Leinen gebildet, wobei sich alternativ auch andere Fasern (Fasergewebe oder -gewirke), wie Polymer-, Aramid-, Metall- oder Glasfasern als besonders geeignet herausgestellt haben.

Ferner weist das Wärmeverteilungskissen 9 einen in der Hülle 14 aufgenommenen Füllstoff 12 auf, der aus einem Granulat 18 besteht. Das Granulat 18 ist in einer bevorzugten Ausführung aus einem Aluminiummaterial, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, gebildet. Weiterhin bevorzugt weist das Granulat eine Korngröße zwischen 0,5 mm und 1 ,5 mm auf. Zudem sind die einzelnen Körner / Partikel des Granulats 18 bevorzugt im Wesentlichen kugelförmig oder elliptisch ausgeformt sind. Diesbezüglich sind alternativ oder zusätzlich zu dem Aluminium / -material auch andere Materialien, wie Kupfer oder Silber, als Granulat 18 einsetzbar.

Außerdem weist die Laminierungsanlage 22 ein Heizelement 21 auf, das ebenfalls innerhalb der Vakuumkammer 23 angeordnet ist. Das Heizelement 21 ist in Fig. 1 in Form einer Heizmatte I Heizplatte realisiert. Mittels des Heizelementes 21 wird während des Auflaminierens / Aufbringens der Solarzellenlaminierung 1 die Wärme an das Wärmeverteilungskissen 9 und von diesem Wärmeverteilungskissen 9 weiter auf das Flächenelement 2 sowie die darauf aufzubringenden Schichtkomponenten 3, 4, 5 übertragen.

In Fig. 1 ist der Laminiervorgang bereits so weit fortgeschritten, dass die Schichtkomponenten 3, 4, 5 miteinander und mit dem Flächenelement 2, unter Ausbildung der fertigen Solarzellenlaminierung 1 einstückig verbunden sind, sodass auf die Darstellung der einzelnen Schichtkomponenten 3, 4, 5 der Übersichtlichkeit halber verzichtet ist.

In Verbindung mit den Fign. 3 bis 9 sei schließlich auf das erfindungsgemäße Verfahren hingewiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer ersten Ausführung dient insbesondere zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung 1 auf das bereits fertig hergestellte / ausgeformte Flächenelement 2. In einem ersten Schritt a) des Verfahrens wird daher das Flächenelement 2 bereitgestellt, d.h. insbesondere in der Laminierungsanlage 22 positioniert.

In einem weiteren, zweiten Schritt des Verfahrens b) werden gemäß der Fign. 4 und 5 mehrere zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung 1 ausgebildete Schichtkomponenten 3, 4, 5 auf das Flächenelement 2, sprich eine gekrümmte Oberfläche 8 des Flächenelementes 2 aufgelegt. Die Schichtkomponenten 3, 4, 5 werden unmittelbar auf eine Oberseite 10 des Flächenelementes 2, d.h. einer im späteren Einsatzbereich der Sonne zugewandten Seite des Flächenelementes 2 aufgelegt. Konkreter betrachtet wird zunächst eine Laminatfolie 7 als eine erste Schichtkomponente 3 auf die Oberseite 10 aufgelegt. Im Anschluss daran werden mehrere Solarzellen 6, die eine zweite Schichtkomponente 4 bilden, auf das Flächenelement 2 mit der ersten Schichtkomponente 3 aufgelegt. Die Solarzellen 6 sind dabei derart angeordnet, dass sie einen möglichst großen Flächenanteil auf dem Flächenelement 2 bedecken. Im Anschluss an die zweite Schichtkomponente 4 wird hier noch eine dritte Schichtkomponente 5 auf das Flächenelement 2 mit der ersten Schichtkomponente 3 und der zweiten Schichtkomponente 4 aufgelegt. Die dritte

Schichtkomponente 5 ist hier wiederum als eine Laminatfolie 7 umgesetzt.

Es ist auch zu erkennen, dass beide Laminatfolien 7 über die Ränder der Solarzellen 6 hinausstehen, damit die Solarzellenlaminierung 1 im fertig ausgehärteten Zustand stabil ausgebildet ist. Die nach Fig. 5 dargestellte Anordnung aus Flächenelement 2 und Schichtkomponenten 3, 4, 5 entspricht der vereinfachten Darstellung des Flächenelementes 2 der Fig. 1 .

Im Anschluss daran wird in einem Verfahrensschritt c) das formflexible Wärmeverteilungskissen 9 auf das Flächenelement 2 aufgelegt. Das Wärmeverteilungskissen 9 wird bevorzugt an einer Unterseite 11 , das heißt einer der Oberseite 10 abgewandten Seite, des Flächenelementes 2 aufgelegt. Es ist gemäß weiter bevorzugten Ausführungen jedoch prinzipiell auch möglich, das Wärmeverteilungskissen 9 auf der Oberseite 10, d.h. auf der Gesamtheit an Schichtkomponenten 3, 4, 5 und Flächenelement 2 zur Oberseite 10 des Flächenelementes 2 aufzulegen.

In Fig. 7 ist zu erkennen, dass in dem Verfahren weiter bevorzugt gar mehrere (hier zwei) Wärmeverteilungskissen 9 nebeneinander eingesetzt sind. In den Fign. 2 und 7 weisen die Wärmeverteilungskissen 9 (innerhalb der Hülle 14) einen Atmosphärendruck / Umgebungsdruck auf und nehmen somit den formflexiblen Zustand ein. In dem formflexiblen Zustand wird gemäß einem weiteren Schritt c) des Verfahrens das Wärmeverteilungskissen 9 an der Unterseite 11 des Flächenelementes 2 angelegt. Das Wärmeverteilungskissen 9 wird dabei derart an die Unterseite 11 angedrückt / angelegt, dass es sich großflächig an die Unterseite 11 anlegt.

In einem weiteren Schritt d) wird dann die Vakuumkammer 23 geschlossen und die Schichtkomponenten 3, 4, 5 werden auf das Flächenelement 2 auflaminiert. Hierbei wird über die Luftabsaugung 24 mittels der Vakuumpumpe ein Unterdrück / Vakuum in der Vakuumkammer 23 erzeugt. Zugleich ist es (insbesondere bei Ausbildung der Hülle 14 aus Vakuumfolie 15) zweckmäßig, wenn das Wärmeverteilungskissen 9 zudem eigene Luftabsaugmittel 20 aufweist, die insbesondere ein entsprechendes Ventil zur Luftabsaugung umfassen. Dadurch kann durch die Luftabsaugung 24 auch unmittelbar aus dem Wärmeverteilungskissen 9 Luft abgesaugt werden, wodurch zugleich mit dem Unterdrück in der Vakuumkammer 23 ein Unterdrück / Vakuum innerhalb des jeweiligen Wärmeverteilungskissens 9 erzeugt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass mit dem gegenständlich verwendeten Begriff Vakuum ein technisch praktikabler Unterdrück gegenüber dem in der Umgebung vorliegenden Atmosphärendruck zu verstehen ist, der optimalerweise 0 bar beträgt. Bei ausschließlicher Ausbildung der Hülle 14 aus der Textillage 26 ist ein separates Luftabsaugmittel 20 am / im Wärmeverteilungskissen 9 hingegen nicht notwendig, da die Hülle 14 dann ohnehin luftdurchlässig ist.

Gemäß weiteren erfindungsgemäßen Ausführungen (insbesondere bei Ausbildung der Hülle 14 aus Vakuumfolie 15) ist es ferner auch möglich, separate Luftabsaugungen / Luftabsaugeinrichtungen für das oder die Wärmeverteilungskissen 9 zur Verfügung zu stellen. Diese zusätzlichen Luftabsaugeinrichtungen können beispielsweise einen separaten Schlauch aufweisen, der über die Luftabsaugung 24 ebenfalls zur Umgebung hin herausführt.

Auch wird in Schritt d) das Heizelement 21 erhitzt, das die Wärme unmittelbar an das / die Wärmeverteilungskissen 9 überträgt. Das jeweilige Wärmeverteilungskissen 9 verteilt die Wärme dann wiederum gleichmäßig über die an ihm anliegende Fläche des Flächenelementes 2. Dadurch kommt es zu einer gleichmäßigen Aufheizung des Flächenelementes 2 und indirekt auch der Schichtkomponenten 3, 4, 5. Dadurch kommt es letztendlich zu einem stoffschlüssigen Verbinden der Schichtkomponenten 3, 4, 5 miteinander sowie mit dem Flächenelement 2. In Fig. 6 ist dabei letztendlich der fertig hergestellte Zustand des Flächenelementes 2 mit der fertigen und ausgehärteten Solarzellenlaminierung 1 gut zu erkennen. Die Solarzellenlaminierung 1 mit den Schichtkomponenten 3, 4, 5 hat sich dann der gekrümmten Form des Flächenelementes 2 angepasst. In Fig. 8 sind die Wärmeverteilungskissen 9 in ihrem formstabilen Zustand dargestellt. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass in einem erfindungsgemäßen Verfahren nach einer zweiten Ausführung das Wärmeverteilungskissen 9 nach dem Entnehmen des fertig laminierten Flächenelementes 2 oder vor dem Auflegen eines weiteren noch zu laminierenden Flächenelementes 2 auch in seinem formstabilen Zustand, das heißt unter Unterdrück, gehalten bleiben kann. Dieses formstabile Wärmeverteilungskissen

9 kann damit auf einfache Weise für das Laminieren mehrerer Flächenelemente 2 nacheinander in einer Serienfertigung verwendet werden. Dies ist insbesondere möglich, wenn die Hülle 14 die Vakuumfolie 15 wiederum aufweist / umfasst. Als Vorteil ist hierbei insbesondere anzusehen, dass das Wärmeverteilungskissen 9 bei Auflegen an dem Flächenelement 9 eine Oberflächenform 13 aufweist, die die negative Form der Unterseite 11 des Flächenelementes 2 darstellt. Damit kann das Flächenelement 2 einfacher relativ zum Wärmeverteilungskissen 9 ausgerichtet werden. Zudem wird der Vakuumerzeugungsvorgang / die Luftabsaugung deutlich verkürzt.

In der zweiten Ausführung wird somit in dem dritten Schritt c) das Wärmeverteilungskissen 9 bereits in seinem formstabilen Zustand auf die Oberseite

10 oder die Unterseite 11 des Flächenelementes 2 aufgelegt. Somit weist in diesem Schritt das Wärmeverteilungskissen 9 auch wiederum bereits die entsprechende komplementäre Form / Oberflächenform 13 zu der Unterseite 11 des Flächenelementes 2 auf.

Während des Auflaminierens der Schichtkomponenten 3, 4, 5 auf das Flächenelement in Schritt d) braucht dann nur noch die Vakuumkammer 23 abgesaugt und das Heizelement 21 aufgeheizt werden. Die Schritte a) und b) des Verfahrens der zweiten Ausführung entsprechen wiederum dem Verfahren der ersten Ausführung. Bezuqszeichenliste

Solarzellenlaminierung Flächenelement erste Schichtkomponente zweite Schichtkomponente dritte Schichtkomponente Solarzelle Laminatfolie Oberfläche

Wärmeverteilungskissen Oberseite

Unterseite

Füllstoff

Oberflächenform

Hülle

Vakuumfolie

Rand

Vakuumdichtband

Granulat

Vakuumsack

Luftabsaugmittel Heizelement

Laminierungsanlage Vakuumkammer Luftabsaugung Grundplatte

Textillage

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung (1 ) auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement (2), aufweisend folgende Schritte a) Bereitstellen des Flächenelementes (2), b) Auflegen mehrerer zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung (1 ) ausgebildeter Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf einer Oberfläche (8) des Flächenelementes (2), c) Auflegen eines einen formflexiblen Zustand aufweisenden Wärmeverteilungskissens (9) auf dem Flächenelement (2) von einer mit den Schichtkomponenten (3, 4, 5) belegten Oberseite (10) oder einer der Oberseite (10) abgewandten Unterseite (11 ) des Flächenelementes (2), sowie d) Auflaminieren der Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf das Flächenelement (2), wobei zunächst ein granulatförmiger Füllstoff (12) des Wärmeverteilungskissens (9) derart mit einem Druck beaufschlagt wird, dass das Wärmeverteilungskissen (9) eine komplementär zu der an ihm anliegenden Oberseite (10) oder Unterseite (11 ) des Flächenelementes (2) ausgebildete Oberflächenform (13) annimmt und diese Oberflächenform (13) beibehält, und im Anschluss daran eine ein stoffschlüssiges Verbinden der Schichtkomponenten (3, 4, 5) mit dem Flächenelement (2) bewirkende Wärmeenergie mittels des Wärmeverteilungskissens (9) auf die Schichtkomponenten (3, 4, 5) und das Flächenelement (2) übertragen wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeverteilungskissen (9) eine den Füllstoff (12) vollständig aufnehmende Hülle (14) aufweist. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (14) mindestens eine Vakuumfolie (15) aufweist. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (14) ferner ein die mindestens eine Vakuumfolie (15) an ihren Rändern (16) abdichtendes Vakuumdichtband (17) aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (14) mindestens eine Textillage (26) aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (12) ein ein Leichtmetall, ein Kupfermaterial und/oder ein Silbermaterial aufweisendes Granulat (18) aufweist. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetall Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (12) ein Granulat (18) mit einem Korndurchmesser zwischen 0,5 mm und 1 ,5 mm aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des Auflaminierens der Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf das Flächenelement (2) die Anordnung aus Schichtkomponenten (3, 4, 5), Flächenelement (2) und Wärmeverteilungskissen (9) gesamtheitlich einer Vakuumatmosphäre ausgesetzt ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeverteilungskissen (9) mit eigenen Luftabsaugmitteln (20) ausgestattet ist, mittels welcher Luftabsaugmittel (20) unabhängig von der die Anordnung aus Schichtkomponenten (3, 4, 5), Flächenelement (2) und Wärmeverteilungskissen (9) umgebenden Vakuumatmosphäre ein Druck innerhalb des Wärmeverteilungskissens (9) steuerbar ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) ein eine Wärmeenergie an das Wärmeverteilungskissen (9) abgebendes Heizelement (21 ) auf einer dem Flächenelement (2) abgewandten Seite des Wärmeverteilungskissens (9) aufgelegt ist. Verfahren zur Aufbringung einer Solarzellenlaminierung (1 ) auf ein einfach oder mehrfach gekrümmtes Flächenelement (2), aufweisend folgende Schritte a) Bereitstellen des Flächenelementes (2), b) Auflegen mehrerer zur Ausbildung der Solarzellenlaminierung (1 ) ausgebildeter Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf einer Oberfläche (8) des Flächenelementes (2), c) Auflegen eines mit einem granulatförmigen Füllstoff (12) befüllten Wärmeverteilungskissens (9) auf dem Flächenelement (2) von einer mit den Schichtkomponenten (3, 4, 5) belegten Oberseite (10) oder einer der Oberseite (10) abgewandten Unterseite (11 ) des Flächenelementes (2), wobei das Wärmeverteilungskissen (9) vor dem Auflegen auf die Oberseite (10) oder Unterseite (11 ) derart mit einem Unterdrück beaufschlagt ist, dass es bereits eine komplementär zu der mit ihm in Anlage zu bringenden Oberseite (10) oder Unterseite (11 ) des Flächenelementes (2) ausgebildete Oberflächenform (13) aufweist, sowie d) Auflaminieren der Schichtkomponenten (3, 4, 5) auf das Flächenelement (2), wobei eine ein stoffschlüssiges Verbinden der Schichtkomponenten (3, 4, 5) mit dem Flächenelement (2) bewirkende Wärmeenergie mittels des Wärmeverteilungskissens (9) auf die Schichtkomponenten (3, 4, 5) und das Flächenelement (2) übertragen wird. Laminierungsanlage (22) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit einer Vakuumkammer (23), einem in der Vakuumkammer (23) angeordneten Heizelement (21 ) sowie einem wiederum an dem Heizelement (21 ) anliegenden und ebenfalls in der Vakuumkammer (23) angeordneten Wärmeverteilungskissen (9), welches Wärmeverteilungskissen (9) in Abhängigkeit eines an ihm anliegenden Innendrucks zwischen einem formflexiblen Zustand und einem formstabilen Zustand umschaltbar ist.