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Title:
METHOD FOR PRODUCING A FUNCTIONAL MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/089001
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a functional module (1). The functional module to be produced should comprise a material composite consisting of a flat metal substrate (2) and an electrical functional layer (3) arranged on the flat metal substrate (2) and should have a hole (5', 5'') in a contact region (4, 4') of the composite material for electrical contact of the functional layer (3) on the rear side through the flat metal substrate (2). The method comprises the following steps: A. providing a flat metal substrate (2), B. providing a functional layer (3), C. applying an adhesive layer (6) to the flat metal substrate (2), D. positioning a separating means (7), E. positioning the functional layer (3) on the flat metal substrate (2), F. after the positioning of the functional layer (3) detaching a portion of the material composite along a separating curve (8', 8''), G. removing the separating means (7) located in the contact region (4, 4'), H. bringing together the functional layer (3) with the flat metal substrate (2) in the contact region (4, 4') to produce the adhesive bond between the flat metal substrate (2) and the functional layer (3) in the contact region (4, 4'). The invention further relates to a functional module.

Inventors:
EHLERS JAN-ERIC (DE)
GLASS ROMAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/072104
Publication Date:
June 01, 2017
Filing Date:
September 19, 2016
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
H01L31/18; H01L31/049; H01L31/02
Foreign References:
JP2000244000A2000-09-08
US20140345674A12014-11-27
EP2618381A12013-07-24
JP2011023701A2011-02-03
US20130074919A12013-03-28
EP2605280A12013-06-19
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

l. Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls (1), umfassend einen

Materialverbund aus einem Metallflachsubstrat (2) und einer auf dem

Metallflachsubstrat (2) angeordneten elektrischen Funktionslage (3), mit einem in einem Kontaktbereich (4, 4') des Materialverbunds befindlichen Loch (5', 5") zur durch das Metallflachsubstrat (2) hindurch erfolgenden rückseitigen elektrischen Kontaktierung der Funktionslage (3), wobei das Verfahren die folgenden Schritte vorsieht:

A. Bereitstellen eines Metallflachsubstrats (2),

B. Bereitstellen einer Funktionslage (3),

C. Aufbringen einer Kleberschicht (6) auf dem Metallflachsubstrat (2) und/oder auf der Funktionslage (3) für eine Verbindung der Funktionslage (3) mit dem

Metallflachsubstrat (2),

D. Positionieren eines Trennmittels (7) zur Vermeidung einer Herbeiführung eines mittels der Kleberschicht (6) bewirkten Haftverbunds zwischen dem Metallflachsubstrat (2) und der Funktionslage (3) in dem Kontaktbereich (4, 4'),

E. Positionieren der Funktionslage (3) auf dem Metallflachsubstrat (2) zur

Verbindung der Funktionslage (3) und des Metallflachsubstrats (2) zu dem

Materialverbund mittels einer Herbeiführung eines über die Kleberschicht (6) bewirkten Haftverbunds zwischen dem Metallflachsubstrat (2) und der Funktionslage (3), wobei der Haftverbund in dem Kontaktbereich (4, 4') aufgrund des positionierten

Trennmittels (7) unterbrochen ist,

F. nach dem Positionieren der Funktionslage (3) Abtrennen eines Abschnitts des Materialverbunds entlang einer Trennkurve (8', 8"), die in dem Kontaktbereich (4, 4') liegt, Auseinanderklappen der Funktionslage (3) von dem Metallflachsubstrat (2) in dem Kontaktbereich (4, 4') und Einbringen des Lochs in das Metallflachsubstrat (2),

G. Entfernen des in dem Kontaktbereich (4, 4') befindlichen Trennmittels (7), H. Zusammenführen der Funktionslage (3) mit dem Metallflachsubstrats (2) in dem Kontaktbereich (4, 4') zum Bewirken des Haftverbundes zwischen

Metallflachsubstrat (2) und Funktionslage (3) in dem Kontaktbereich (4, 4').

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Abtrennen des Abschnitts des Materialverbunds ein Funktionsmodulrohling (10) fertiggestellt ist, der zumindest in seinen lateralen Abmessungen dem vorgesehenen Funktionsmodul (1) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des

Auseinanderklappens der Funktionslage (3) von dem Metallflachsubstrat (2) in dem Kontaktbereich (4, 4') und Einbringen des Lochs in das Metallflachsubstrat (2), des Entfernens des in dem Kontaktbereich (4, 4') befindlichen Trennmittels (7) und des Zusammenführens der Funktionslage (3) mit dem Metallflachsubstrats (2) in dem Kontaktbereich (4, 4') zum Bewirken des Haftverbundes zwischen Metallflachsubstrat (2) und Funktionslage (3) in dem Kontaktbereich (4, 4') nach dem Abtrennen des Funktionsmodulrohlings (10) erfolgen und an einer ersten Kante des

Funktionsmodulrohlings (10) durchgeführt werden, der hierdurch zu dem

Funktionsmodul (1) weiterbearbeitet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallflachsubstrat (2) als Metallband, insbesondere als Stahlband, ausgebildet ist und/oder dass die Funktionslage (3) als Funktionslageband ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des

Positionierens der Funktionslage (3) auf dem Metallflachsubstrat (2) als Kaschieren mittels eines Bandprozesses erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Funktionslage (3) als Bereitstellen einer Funktionsfolie erfolgt und dass das Positionieren der Funktionslage (3) auf dem Metallflachsubstrat (2) mittels Kaschierens der Funktionsfolie vorgenommen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleberschicht (6) wenigstens eine Kleberfolie aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressionsmodul und eine Dicke der Kleberfolie mit einer Dicke des Trennmittels (7) derart abgestimmt sind, dass das Trennmittels (7) als Folge des Aufbringens weitgehend in die

Kleberfolie eingepresst wird zur Herbeiführung eines Haftverbundes in an den

Kontaktbereich (4, 4') angrenzenden Bereichen.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (7) gemeinsam mit der Kleberschicht (6) aufgebracht wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel (7) als Trennfolie ausgebildet ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zusammenführen der Funktionslage (3) mit dem Metallflachsubstrat (2) in dem Kontaktbereich (4, 4') nachfolgend ein elektrisches Kontaktieren der Funktionslage (3) durch das Loch (5', 5") vorgenommen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem elektrischen

Kontaktieren der Funktionslage (3) durch das Loch (5', 5") ein Versiegeln der durch die Kontaktierung entstandenen Kontaktstelle (9', 9") vorgenommen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktieren und das Versiegeln der durch die Kontaktierung entstandenen Kontaktstelle (9', 9") in einem selben Bearbeitungsschritt vorgenommen werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionslage (3) eine Dünnschichtphotovoltaikschicht umfasst und bevorzugt als Photovoltaikfolie ausgebildet ist.

15. Funktionsmodul (1) mit rückseitig kontakti erbarer Funktionslage (3), hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

Description:
Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls ist beispielsweise aus der EP 2 605 280 AI bekannt. Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren resultiert in einer

Bereitstellung von Funktionsmodulen, die als Flachprodukte mit metallischen Substraten, auch als Metallflachsubstrate bezeichnet, vorliegen, auf denen eine elektrische Funktionslage angeordnet ist. Die Metallflachsubstrate können beispielsweise als Stahlband vorliegen. Die derart bereitgestellten Funktionsmodule weisen einen einfachen und zuverlässigen elektrischen Kontaktabgriff zur elektrischen Kontaktierung der Funktionslage auf, wobei der Kontaktabgriff aus elektrisch leitfähigen Bändern gebildet wird, die entlang einer

Längserstreckung der Funktionsmodule durchgängig ausgebildet sind. Diese elektrisch leitfähigen Bänder sind auf einfache und zuverlässige Weise im Rahmen der Herstellung des Funktionsmoduls in dessen Struktur einfügbar. Infolge des Konstruktionskonzepts der Funktionsmodule sind die elektrisch leitfähigen Bänder derart angeordnet, dass ein weitgehender Schutz der elektrischen Bänder vor einer Funktionsbeeinträchtigung infolge eines Einflusses äußerer Witterungsbedingungen vorliegt. Bei Funktionsmodulen mit auf einem Metallflachsubstrat aufgebrachter elektrischer Funktionslage werden üblicherweise entweder eine seitliche Kontaktierung oder eine Frontalkontaktierung der Funktionslage vorgenommen. Grund hierfür ist, dass das Metallflachsubstrat für eine rückseitige

Kontaktierung der Funktionslage mit einem Loch versehen werden muss. Die hierfür bekannten Verfahren wie etwa Fräsen oder Laserschneiden gehen jedoch bei dem bereits fertigen Funktionsmodul mit der Gefahr einer Beschädigung der Funktionsmoduls einher. Die deswegen stattdessen üblicherweise vorgesehenen Kontaktierungen, sowohl die seitliche Kontaktierung als auch die Frontalkontaktierung, sind allerdings beide mit Nachteilen behaftet. Bei einer seitlichen Kontaktierung besteht insbesondere mit Hinblick auf eine Flexibilität bei einer Installation der Funktionsmodule ein Nachteil, da beispielsweise entsprechender Raumvorrat berücksichtigt werden muss. Ein wesentlicher Nachteil einer Frontalkontaktierung besteht in häufigen Problemen mit der Witterungsbeständigkeit, da die Kontaktbereiche der Witterung ausgesetzt sind. Außerdem kann sich infolge von

Abschattungen ein Effizienzverlust aufgrund von Verschattungseffekten ergeben. Unter anderem aus diesem Grund besteht der Wunsch, Funktionsmodule bereitzustellen, die einerseits auch eine rückseitige Kontaktierung erlauben, andererseits aber prozesssicher ohne Gefahr einer Beschädigung herstellbar sind. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein zuverlässig und prozesssicher herstellbares Funktionsmodul mit auf einem Metallflachsubstrat aufgebrachter elektrischer Funktionslage bereitzustellen, wobei eine einfache Bewerkstelligung einer rückseitigen elektrischen Kontaktierung der elektrischen Funktionslage gegeben ist.

Die Erfindung wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe mit einem Funktionsmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch den Figuren können mit einem oder mehreren anderen Merkmalen aus diesen zu weiteren

Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Der vorgeschlagene Gegenstand ist nur als Entwurf zur Formulierung der Erfindung aufzufassen, ohne diesen aber zu beschränken.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Funktionsmoduls vorgeschlagen, das einen Materialverbund aus einem Metallflachsubstrat und einer auf dem Metallflachsubstrat angeordneten elektrischen Funktionslage aufweist. In einem Kontaktbereich des

Materialverbunds wird ein Loch angeordnet zur durch das Metallflachsubstrat hindurch erfolgenden elektrischen Kontaktierung der Funktionslage. In der Nomenklatur dieser

Anmeldung ist eine derartige Kontaktierung auch als rückseitige Kontaktierung bezeichnet.

Der Begriff der elektrischen Funktionslage bezeichnet eine Funktionslage, die zumindest auch eine elektrische Funktionalität aufweist. Insbesondere kann eine photovoltaische Funktionalität umfasst sein, aber auch weitere Funktionalitäten, wie beispielweise eine LED-Funktionalität, können vorgesehen sein. Im Rahmen dieser Schrift soll der Begriff der Funktionslage stets eine elektrische Funktionslage in obigem Sinne bezeichnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

A. Bereitstellen eines Metallflachsubstrats,

B. Bereitstellen einer Funktionslage,

C. Aufbringen einer Kleberschicht auf dem Metallflachsubstrat und/oder auf der Funktionslage für eine Verbindung der Funktionslage mit dem Metallflachsubstrat,

D. Positionieren eines Trennmittels zur Vermeidung einer Herbeiführung eines mittels der Kleberschicht bewirkten Haftverbunds zwischen dem Metallflachsubstrat und der Funktionslage in dem Kontaktbereich, E. Positionieren der Funktionslage auf dem Metallflachsubstrat zur Verbindung der Funktionslage und des Metallflachsubstrats zu dem Materialverbund mittels einer Herbeiführung eines über die Kleberschicht bewirkten Haftverbunds zwischen dem Metallflachsubstrat und der Funktionslage, wobei der Haftverbund in dem

Kontaktbereich aufgrund des positionierten Trennmittels unterbrochen ist,

F. nach dem Positionieren der Funktionslage Abtrennen eines Abschnitts des Materialverbunds entlang einer Trennkurve, die in dem Kontaktbereich liegt,

Auseinanderklappen der Funktionslage von dem Metallflachsubstrat in dem

Kontaktbereich und Einbringen des Lochs in das Metallflachsubstrat,

G. Entfernen des in dem Kontaktbereich befindlichen Trennmittels,

H. Zusammenführen der Funktionslage mit dem Metallflachsubstrats in dem Kontaktbereich zum Bewirken des Haftverbundes zwischen Metallflachsubstrat und Funktionslage in dem Kontaktbereich.

Die erläuterte Anordnung der Schritte des Verfahrens ist nicht notwendigerweise nur in der dargelegten Reihenfolge möglich, insbesondere können einige oder alle der Schritte A, B, C, D und E teilweise oder vollständig gleichzeitig und/oder im Rahmen eines selben

Prozessablaufs durchgeführt werden. Jedoch stellt eine Durchführung der Schritte in der aufgeführten Reihenfolge eine elegante und dadurch bevorzugte Möglichkeit dar, das

Verfahren durchzuführen.

Insoweit das Aufbringen der Kleberschicht auf dem Metallflachsubstrat erfolgt, wird es auf derjenigen Oberfläche des Metallflachsubstrats vorgenommen, auf welcher die Funktionslage angeordnet werden soll. Insoweit das Aufbringen der Kleberschicht auf der Funktionslage erfolgt, wird es auf derjenigen Oberfläche der Funktionslage vorgenommen, mit der die Funktionslage mit dem Metallflachsubstrat in Kontakt stehen soll. Diese Oberfläche der Funktionslage üblicherweise auch als Unterseite der Funktionslage angesehen werden.

Der Begriff des Haftverbunds ist dahingehend zu verstehen, dass ein dauerhafter Haftverbund vorliegt, also ein Haftverbund, welcher ausgelegt ist, zumindest für einen Zeitraum in der Größenordnung der erwarteten Lebensdauer oder Nutzungsdauer des Funktionsmoduls zu bestehen. Das Merkmal eines unterbrochenen Haftverbunds ist dahingehend zu verstehen, dass entweder keine Haftung vorliegt, oder die Haftung in ihrer Stärke ausreichend herabgesetzt ist, dass der vorgesehene Schritt des Auseinanderklappens der Funktionslage von dem Metallflachsubstrat ohne Zerstörung oder strukturelle Beeinträchtigung der Funktionslage und des Metallflachsubstrats möglich ist. Mit anderen Worten steht dem Merkmal des unterbrochenen Haftverbunds nicht entgegen, dass eine geringfügige Haftung vorliegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Positionieren der Funktionslage auf dem Metallflachsubstrat erfolgen, ohne dass bereits das Loch in dem Metallflachsubstrat eingebracht ist; gleichzeitig wurde eine Möglichkeit gefunden, das Loch auf eine Art und Weise in das Metallflachsubstrat einzubringen, die ein Risiko einer negativen Beeinträchtigung der Funktionslage weitgehend oder sogar vollständig vermeidet. Hierdurch kann wirkungsvoll vermieden werden, dass durch eine Lochkante erfolgende Degradation der Funktionslage infolge des Positionierens auftritt, die beispielsweise bei einem Laminieren von

Funktionslagen auf mit einem Loch versehenen Metallflachsubstraten mittels eines

Bandprozesses gelegentlich nachgewiesen wurde. Als Ursache für derartige Degradation werden unter anderem die bei einem Bandprozess lokal auftretenden hohen mechanischen Kräfte identifiziert. In der bevorzugten Vorgehensweise zur Durchführung des Verfahrens mit den Schritten F, G und H in dieser Reihenfolge wird ein nach einem vollständigen

Positionieren der Funktionslage auf dem Metallsubstrat alternativ erforderliches anderweitiges Einbringen eines Lochs, beispielsweise mittels rückseitigen Fräsens oder rückseitigem

Stanzen bei bereits aufgebrachter Funktionslage, vermieden. Methoden zum anderweitigen Einbringen eines Lochs nach dem vollständigen Positionieren ohne die vorgeschlagenen Schritte F, G und H haben sich in mehrerlei Hinsicht als nachteilig herausgestellt.

Insbesondere das Erfordernis, die bereits vollständig mit dem Metallflachsubstrat verbundene Funktionslage unbeschädigt zu belassen und die hieraus resultierend hohen Anforderungen an die Durchführungsgenauigkeit führen zu einem zu einem Erfordernis weiterer erforderlicher Schritte, wie beispielsweise nachträglichem rückseitigem Fräsen, die nicht zuletzt mit einem erhöhten und dadurch nachteiligen Mehraufwand einhergehen. So würde beispielsweise die Überwachung der Prozessgenauigkeit aufwendiger und somit nachteilhaft durchgeführt werden müssen, oder aber alternativ oder zusätzlich die Dimensionierung der einzelnen Bestandteile des Funktionsmoduls entsprechend auf die nachträglich erforderlichen Schritte, beispielsweise Stanzen oder Fräsen, angepasst werden, was in vielen Fällen wiederum mit nachteiligen Auswirkungen auf die Funktionalität oder zumindest mit höheren Materialkosten einhergeht. Die hieraus sich ergebenden Vorteile für die sichere Bewahrung der Integrität der Funktionslage bei gleichzeitiger Möglichkeit einer rückseitigen Kontaktierung durch ein in dem Metallflachsubstrat befindliches Loch sind gegenüber bisher bekannten Funktionsmodulen besonders vorteilhaft. Als Trennmittel kann beispielsweise eine Abdecklage vorgesehen sein, die bevorzugt als Abdeckfolie ausgebildet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Trennmittel und die Kleberschicht bereits in vorbereiteter Weise in einem selben Kleberschichtband bereitgestellt werden und ein Aufbringen der Kleberschicht und das Positionieren des Trennmittels gleichzeitig in einem selben Bandprozess erfolgen. Durch eine derartige Nutzung eines entsprechend vorbereiteten Kleberschichtbands, also mit bereits integriertem Trennmittel, kann das erläuterte Verfahren in besonders einfacher eleganter Weise durchgeführt werden. Diese derartige Nutzung eines Kleberschichtbands führt nicht zuletzt bei Verwendung in einem Standardbandprozess zu erheblichen Zeitvorteilen, da insbesondere eine Positionierung von Trennmittel und Kleberschicht zueinander nicht erforderlich ist.

Das Einbringen des Lochs erfolgt in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens mittels Stanzens. Der Prozess des Stanzens ist nicht zuletzt in vorteilhafter Weise im Rahmen des beschriebenen Verfahrens anzuwenden, da er im Rahmen eines Massenprozesses, beispielsweise einem Bandprozess nachgeschaltet, integrierbar ist während außerdem eine hohe Prozessstabilität und ausreichende Genauigkeit erreicht werden können. Je nach vorliegenden Rahmenbedingungen können aber auch andere Verfahren für ein Einbringen eines Lochs vorgesehen sein, beispielsweise Laserschneiden oder Bohren.

In einer beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass durch das Abtrennen des Abschnitts des Materialverbunds ein Funktionsmodulrohling fertiggestellt ist, der zumindest in seinen lateralen Abmessungen dem vorgesehenen Funktionsmodul entspricht. Der Funktionsmodulrohling unterscheidet sich von dem fertiggestellten

Funktionsmodul zumindest von dem bei dem Funktionsmodulrohling noch nicht vorhandenen Loch für die rückseitige Kontaktierung. Die Herstellung von Funktionsmodulrohlingen kann insbesondere separat von der Weiterverarbeitung zu einem Funktionsmodul erfolgen.

Insbesondere kann vorgesehen sein, die Verfahrensschritte F, G und H in einem separaten Prozessschritt, einem sogenannten Backend-Prozess, durchzuführen. Nicht zuletzt kann auch eine räumlich getrennte Durchführung dieser Verfahrensschritte von den übrigen

Verfahrensschritten vorgesehen werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Schritte des Auseinanderklappens der Funktionslage von dem Metallflachsubstrat in dem Kontaktbereich und Einbringen des Lochs in das Metallflachsubstrat, des Entfernens des in dem Kontaktbereich befindlichen Trennmittels und des Zusammenführens der

Funktionslage mit dem Metallflachsubstrats in dem Kontaktbereich zum Bewirken des Haftverbundes zwischen Metallflachsubstrat und Funktionslage in dem Kontaktbereich nach dem Abtrennen des Funktionsmodulrohlings erfolgen. Durch diese Reihenfolge der Schritte und die Bereitstellung des Funktionsmodulrohlings ergibt sich der Vorteil, dass das Einbringen des Lochs in dem Metallflachsubstrat im Rahmen eines eigenständig durchführbaren

Backend-Prozesses ermöglicht wird. Hierdurch wird eine klare prozessorale Trennung zu der Herstellung der Funktionsmodulrohlinge geschaffen mit Vorteilen hinsichtlich der Flexibilität der Verfahrensdurchführung; insbesondere können die Herstellung der

Funktionsmodulrohlinge und des oben erläuterten Backend-Prozesses räumlich getrennt voneinander vorgenommen werden. Weiterhin wird ermöglicht, aufbauend auf eine selbe Konfiguration eines Funktionsmodulrohlings je nach Anforderung sich unterscheidende Kontaktierungsmöglichkeiten in unterschiedlichen Backend-Prozessen durchzuführen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Metallflachsubstrat als Metallband ausgebildet ist und/oder dass die Funktionslage als Funktionslageband ausgebildet ist. Eine Nutzung eines Metallbands und/oder eines

Funktionslagebands ermöglicht für die Durchführung von einigen oder allen Schritten des Verfahrens ein Zurückgreifen auf Bandprozesse, die eine zeiteffiziente Herstellung von Funktionsmodulen in hoher Stückzahl erlauben.

Der Begriff des Metallflachsubstrats bezeichnet nicht ausschließlich Flachsubstrate aus einem Metall oder einer Metalllegierung, sondern allgemeiner auch auf metallischen Werkstoffen basierende Flachsubstrate. Insbesondere sollen auch Stahl aufweisende Flachsubstrate umfasst sein. Analog umfasst der Begriff des Metallbands ein Stahlband.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Schritt des Positionierens der Funktionslage auf dem Metallflachsubstrat als Kaschieren mittels eines Bandprozesses erfolgt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Bereitstellen der Funktionslage als Bereitstellen einer Funktionsfolie erfolgt und dass das Positionieren der als Funktionsfolie bereitgestellten Funktionslage auf dem

Metallflachsubstrat mittels Kaschierens der Funktionsfolie vorgenommen wird. Ein

Bereitstellen der Funktionslage als Funktionsfolie stellt eine besonders elegante Möglichkeit dar, eine Funktionslage bereitzustellen und in hohem Durchsatz eine Integration in ein Funktionsmodul vorzunehmen. Ein Grund hierfür ist insbesondere, dass eine Funktionsfolie in Gestalt eines Bandes bereitgestellt werden kann, das sodann in üblichen Bandverfahren weiterverarbeitet werden kann. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Kleberschicht wenigstens eine Kleberfolie aufweist. Insbesondere kann die

Kleberschicht als Kleberfolie bereitgestellt werden. Bei einem Bereitstellen der Kleberschicht als Kleberfolie kann auch das Aufbringen der Kleberschicht mittels eines Bandprozesses bewerkstelligt werden. In einer alternativen Durchführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass eine Kleberflüssigkeit auf dem Metallflachsubstrat und/oder auf der Funktionslage aufgebracht wird, wofür bevorzugt ein Bandbeschichtungsprozess genutzt wird.

Bei einer Bereitstellung der Kleberschicht als Kleberfolie kann insbesondere vorgesehen sein, dass ein Kompressionsmodul und eine Dicke der Kleberfolie mit einer Dicke des Trennmittels derart abgestimmt sind, dass das Trennmittels als Folge des Aufbringens weitgehend in die Kleberfolie eingepresst wird zur Herbeiführung eines Haftverbundes in an den Kontaktbereich angrenzenden Bereichen. Mit anderen Worten kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Kleberfolie hinsichtlich ihrer Dicke und ihrer mechanischen Eigenschaften sowie das Trennmittel hinsichtlich ihrer Dicke und mechanischen Eigenschaften derart ausgewählt sind, dass das Trennmittel und die Kleberfolie nach dem Positionieren auf dem Metallflachsubstrat eine im wesentliche selbe Fläche aufweisen, also sich nicht etwa durch die Trennmittel signifikante Erhöhungen ergeben. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Haftverbund zwischen Funktionslage und Kleberfolie möglichst nahe an eine Kante zwischen Kleberfolie und Trennmittel wirksam wird. Die oben erläuterte Abstimmung von Dicke und mechanischen Eigenschaften hat hierfür insbesondere dahingehend zu erfolgen, dass nach vollständigem oder weitgehend vollständigem Eindrücken des Trennmittels in die Kleberfolie das von der Kleberfolie verdrängte Volumen vollständig oder zumindest überwiegend noch in elastischer Verdrängung, aber kein oder nahezu kein plastischer Anteil an dem Zurückweichen der Kleberfolie vorliegt. In einer beispielhaften Anwendung dieser Vorgehensweise hat sich erwiesen, dass eine mit einer Kleberflüssigkeit beschichtete Kleberfolie aus einem Polyethylen mit einer Gesamtdicke von 35 Mikrometer bei Nutzung von einem als Trennpapier ausgebildetem Trennmittel mit einer Dicke von 10 Mikrometern für eine Nutzung als mit einem Trennmittel versehenen Kleberschicht geeignet ist. Beispielsweise kann als Kleberfolie ein drucksensitives Klebeband in Gestalt eines PSA-Klebebandes verwendet werden, das sich unter anderem für die in diesem Absatz erläuterte Vorgehensweise als gut geeignet erwiesen hat.

Des Weiteren kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass das Trennmittel gemeinsam mit der Kleberschicht aufgebracht wird. Ein Beispiel für eine derartige Vorgehensweise ist in der oben erläuterten Bereitstellung der Kleberschicht als Kleberfolie mit als Trennmittel vorgesehenem Trennpapier gegeben in einer Ausgestaltung, in der das Trennpapier bereits bei Bereitstellung an den vorgesehenen Stellen auf der Kleberfolie aufgebracht ist. Bei einer derartigen Vorbereitung ergibt sich insbesondere für eine Nutzung in einem Bandprozess der Vorteil, dass mit einem vergleichsweise zügig durchführbaren Vorbereiten einer Kleberfolie auch bereits das Trennmittel disponiert ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Trennmittel als Trennfolie ausgebildet ist. Eine Anzahl von Trennfolien kann hierbei beispielsweise auf einer Trägerfolie bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dem Zusammenführen der Funktionslage mit dem Metallflachsubstrat in dem

Kontaktbereich nachfolgend ein elektrisches Kontaktieren der Funktionslage durch das Loch vorgenommen wird. Hierfür kommen auch, aber nicht abschließend, Standardprozesse in Betracht wie beispielsweise ein Fräsen der Funktionslage oder ein Aufschmelzen der

Funktionslage in einem Fall einer Ausbildung der Funktionslage als Funktionsfolie, jeweils mit einem anschließenden Herstellen einer dauerhaften elektrischen Verbindung mittels Lötens.

Bevorzugt wird nach dem Kontaktieren der Funktionslage durch das Loch die hierdurch entstandene Kontaktstelle versiegelt.

Gemäß einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass dem Zusammenführen der Funktionslage mit dem Metallflachsubstrat in dem

Kontaktbereich nachfolgend die beiden Schritte einer elektrischen Kontaktierung der

Funktionslage durch das Loch und eines Versiegeins der durch die Kontaktierung

entstandenen Kontaktstelle in einem selben Bearbeitungsschritt vorgenommen werden. Das zeitliche Nachfolgen ist hierbei nicht im Sinne eines unmittelbaren Nachfolgens zu verstehen, insbesondere soll ebenfalls vorgesehen sein können, dass zwischen dem Zusammenführen der Funktionslage mit dem Metallflachsubstrat und der elektrischen Kontaktierung wie Versiegeln noch weitere Schritte vorgenommen werden, beispielsweise ein Lagern, ein Aufbringen weiterer Schichten wie beispielsweise optischer Lackierungen oder sonstige. Vorteil eines in einem Bearbeitungsschritt vorgenommenen Kontaktierens und Versiegeln ist insbesondere, dass ein Einbringen von Verunreinigungen oder ein erstes Korrodieren der entstandenen Kontaktstelle zumindest weitgehend vermieden wird und weiterhin auch das Risiko eines Ablösens der Kontaktstelle verringert wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die

Funktionslage eine Dünnschichtphotovoltaikschicht umfasst. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die Dünnschichtphotovoltaikschicht als organische Dünnschichtphotovoltaikschicht ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Funktionslage als

Photovoltaikfolie ausgebildet.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung, der auch unabhängig weiterverfolgt werden kann, betrifft ein Funktionsmodul mit rückseitig kontaktierbarer Funktionslage, das mit einem der zuvor erläuterten Verfahren hergestellt wurde.

Im Folgenden wird eine konkrete Ausgestaltung der Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren im Detail näher erläutert. Die Figuren und begleitende Beschreibung der

resultierenden Merkmale sind nicht beschränkend auf die jeweilige Ausgestaltung zu lesen, dienen jedoch der Illustration beispielhafter Ausgestaltungen. Weiterhin können die jeweiligen Merkmale untereinander wie auch mit Merkmalen der obigen Beschreibung genutzt werden für mögliche weitere Entwicklungen und Verbesserungen der Erfindung, speziell bei zusätzlichen Ausgestaltungen, welche nicht dargestellt sind.

Es zeigen:

Fig. 1 : Eine Darstellung von Schritten zur Durchführung einer beispielhaften Ausgestaltung von Schritten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2: eine Darstellung von weiteren Schritten zur Durchführung der beispielhaften

Ausgestaltung von Schritten zur Fortsetzung der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Fig. 1;

Fig. 3: ein Flussdiagramm zur Darstellung einer beispielhaften Ausgestaltung einer Folge von Schritten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 ist eine Darstellung von Schritten zur Durchführung einer beispielhaften Ausgestaltung von Schritten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Funktionsmoduls 1 zu entnehmen. Fig. la ist ein Bereitstellen eines Metallflachsubstrats 2 und einer Funktionslage 3 zu entnehmen. Die Funktionslage 3 ist bereits in einem Zustand nach einem Aufbringen einer Kleberschicht 6 gezeigt. Die Fig. la dargestellten

Verfahrensschritte stellen somit eine beispielhafte Ausgestaltung der in der obigen

Erläuterung dargelegten Verfahrensschritte A und B dar. Die Kleberschicht 6 wird in einem weiteren Schritt mit einem Trennmittel 7 versehen, das wie in Fig. lb gezeigt in dem dargestellten Verfahrensablauf als Trennfolie 7 ausgebildet ist. Die Trennfolie 7 wird derart positioniert, dass bei einem Positionieren der Funktionslage 3 auf dem Metallflachsubstrat 2, in Fig. lb durch den dargestellten Pfeil symbolisiert, als Kontaktbereich 4, 4' vorgesehene Bereiche des herzustellenden Funktionsmoduls 1 dahingehend für eine Weiterverarbeitung vorbereitet werden, dass kein oder nur ein geringer Haftverbund zwischen Funktionslage 3 und Metallflachsubstrat 2 hergestellt wird, während in den übrigen Bereichen das

Metallflachsubstrat 2 bereits mit der auf dem Metallflachsubstrat 2 positionierten

Funktionslage 3 für die spätere Verwendung dauerhaft verbunden ist über den mittels der Kleberschicht 6 hergestellten Haftverbund. Die Fig. lb dargestellten Verfahrensschritte stellen somit eine beispielhafte Ausgestaltung der in der obigen Erläuterung dargelegten

Verfahrensschritte D und E dar. Fig. lc ist ein Zwischenstadium bei der beispielhaften Durchführung des Verfahrens zu entnehmen, in dem das Metallflachsubstrat 2 und die Funktionslage 3 mittels eines über die Kleberschicht bewirkten Haftverbunds miteinander verbunden sind. Der Haftverbund ist in diesem Zwischenstadium lediglich in

Kontaktbereichen, wie beispielsweise den Kontaktbereichen 4, 4', unterbrochen, während er außerhalb der Kontaktbereiche 4, 4' bereits als dauerhafter Haftverbund vorliegt. Diese in Haftverbund vorliegende Kombination von Metallflachsubstrat 2 und Funktionslage 3 dient als Ausgangsprodukt für den der Fig. ld zu entnehmenden Verfahrensschritt des Abtrennens eines Abschnitts des Materialverbunds entlang einer Trennkurve 8', 8". Wie in Fig. ld schematisch dargestellt, wird mittels eines Schneidens entlang der in dem gezeigten Beispiel als gerade Linie ausgebildeten Trennkurven 8 und 8' ein Funktionsmodulrohling 10 hergestellt. Durch sequentielles Abtrennen von Abschnitten des Materialverbunds entlang einer Längserstreckung des Materialverbundbands wird in einem Bandprozess eine Anzahl von Funktionsmodulrohlingen 10 hergestellt. Ein solcher Funktionsmodulrohling 10 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass er in seinen lateralen Abmessungen bereits dem zur Herstellung beabsichtigten Funktionsmodul entspricht, jedoch noch an wenigstens einer Seite ein Kontaktbereich 4, in diesem Beispiel ein weiterer Kontaktbereich 4' vorliegt, in welchem der Haftverbund zwischen Metallflachsubstrat 2 und Funktionslage 3 mittels des als Trennfolie ausgebildeten Trennmittels 7 unterbrochen ist, sodass ein einfaches Anheben der

Funktionslage 3 von dem Metallflachsubstrat 2 in den Kontaktbereichen 4, 4' vorgenommen werden kann. Der in Fig. ld dargestellte Verfahrensschritt stellt eine beispielhafte

Ausgestaltung eines Teils des in der obigen Erläuterung dargelegten Verfahrensschritts F dar.

Fig. 2a ist der Zustand des Funktionsmodulrohlings 10 nach dem Anheben der Funktionslage 3 und dem hierdurch erfolgten Auseinanderklappen der Funktionslage 3 von dem

Metallflachsubstrat 2 zu entnehmen. Weiterhin ist zu entnehmen, dass in dem

auseinandergeklappten Zustand ein Einbringen zweier Löcher 5, 5' in das Metallflachsubstrat mittels Stanzens erfolgt. In der gezeigten Ausgestaltung des Verfahrens mit auf dem

Metallflachsubstrat 2 angeordneter Trennfolie durchdringt das Loch die Trennfolie 7 ebenfalls, wobei für das Funktionsprinzip der Trennfolie 7 ebenfalls zusätzlich oder alternativ eine Anordnung der Trennfolie 7 anstatt auf der Oberseite des Metallflachsubstrats 2 auf der Unterseite der Funktionslage 3 vorgenommen sein kann. Der Fig. 2a dargestellte

Verfahrensschritt stellt eine beispielhafte Ausgestaltung eines weiteren Teils des in der obigen Erläuterung dargelegten Verfahrensschritts F dar. In einem weiteren Schritt, welcher der Fig. 2b zu entnehmen ist, erfolgt ein Entfernen der Trennfolie 7 mit einem nachfolgenden

Zusammenführen der Funktionslage 3 mit dem Metallflachsubstrat 2, wie es in Fig. 2c dargestellt ist. Der Fig. 2b dargestellte Verfahrensschritt stellt eine beispielhafte

Ausgestaltung des in der obigen Erläuterung dargelegten Verfahrensschritts G dar; der nachfolgende, Fig. 2c zu entnehmende Verfahrensschritt, stellt eine Ausgestaltung des Verfahrensschritts H dar. Durch das Klappen der Funktionslage 3 auf das Metallflachsubstrat 2 wird nach dem Entfernen der Trennfolie 7 auch in dem Kontaktbereich 4 ein endgültiger Haftverbund ermöglicht und herbeigeführt. Nach Durchführung dieses Verfahrensschrittes liegt das Funktionsmodul vor, das anschließend rückseitig kontaktiert werden kann, wie in Fig. 2d dargestellt ist. Die rückseitige Kontaktierung erfolgt in dem gezeigten Beispiel mit einer ersten elektrischen Kontaktstelle 9' durch das Loch 5' hindurch sowie mit einer zweiten elektrischen Kontaktstelle 9" durch das Loch 5" hindurch. Nach erfolgter Kontaktierung erfolgt noch ein Versiegeln der Kontaktstellen.

Fig. 3 bildet schematisch eine Abfolge von Verfahrensschritten entsprechend der eingangs vorgenommenen Erläuterung ab.