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Title:
METHOD FOR PRODUCING A THIN-LAYER SOLAR MODULE, AND THIN-LAYER SOLAR MODULE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/160786
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing a thin-layer solar module, having the following steps: supplying a first light-permeable substrate with an active region for converting solar energy, supplying a second substrate, retaining the first and second substrates parallel to one another and at a predetermined distance from one another, wherein the active region is arranged between the first and second substrates, filling the interspace with a liquid material, and hardening the liquid material in order to encapsulate the active region. The invention further relates to a method which is intended for producing a thin-layer solar module and has the following steps: supplying a first light-permeable substrate with an active region for converting solar energy, applying a liquid material to the side of the light-permeable substrate with the active region, and hardening the liquid material to encapsulate the active region. The invention also relates to solar modules produced in a corresponding manner.

Inventors:
CRAMER CHRISTINE (DE)
BRANDT HOLGER (DE)
BERNING DIRK (DE)
NOWAK AXEL (DE)
LINDERT THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/002918
Publication Date:
December 29, 2011
Filing Date:
June 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
INVENTUX TECHNOLOGIES AG (DE)
CRAMER CHRISTINE (DE)
BRANDT HOLGER (DE)
BERNING DIRK (DE)
NOWAK AXEL (DE)
LINDERT THOMAS (DE)
International Classes:
H01L31/18
Domestic Patent References:
WO2002086977A12002-10-31
Foreign References:
DE19514908C11996-04-18
US4633032A1986-12-30
FR2583923A11986-12-26
US4331494A1982-05-25
EP1225642A12002-07-24
US5008062A1991-04-16
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
NEUBECK, Wolfgang (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls mit den Schritten

a) Bereitstellen eines ersten lichtdurchlässigen Substrats mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie

b) Bereitstellen eines zweiten Substrats

c) Halten des ersten und zweiten Substrats parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand zueinander, wobei der aktive Bereich zwischen ersten und zweiten Substrat angeordnet ist

d) Füllen des Zwischenraums mit einem flüssigen Material

e) Aushärten des flüssigen Materials wodurch der aktive Bereich verkapselt wird.

2. Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls mit den Schritten

f) Bereitstellen eines ersten lichtdurchlässigen Substrats mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie

g) Aufbringen eines flüssigen Materials auf die Seite des lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich, und

h) Aushärten des flüssigen Materials wodurch der aktive Bereich verkapselt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei vor Schritt h) ein oder mehrere

Befestigungselemente zum Anbringen des Dünnschichtsolarmoduls an einer Unterkonstruktion und/oder ein oder mehrere elektrische Anschlussvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Verstärkungselemente über der Seite des

lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich bereitgestellt werden und nach Schritt h) in das ausgehärteten Material integriert, insbesondere

formschlüssig verbunden, sind.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei im Schritt g) eine Form bereitgestellt wird in die das flüssige Material gefüllt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Schritte g) und h)

mehrmals durchgeführt werden, um mehrere Schichten auszubilden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, wobei für die mehreren Schichten

unterschiedliche Formen eingesetzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei nach Schritt h) das

ausgehärtete Material unterschiedliche Dicken, insbesondere in der Form von Verstärkungsrippen, aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 3 und 7, wobei die ein oder mehrere

Befestigungselemente und/oder die ein oder mehrere elektrische

Anschlussvorrichtungen und/oder die ein oder mehrere Verstärkungselemente so angeordnet werden, dass sie sich nach Schritt h) in dickeren Bereichen des ausgehärteten Materials befinden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Verstärkungsrippen zumindest teilweise bogenförmig ausgebildet sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das flüssige Material so bereitgestellt wird, dass nach Schritt h) das ausgehärtete Material zumindest abschnittsweise über den Rand des Substrats lateral übersteht und/oder den Rand des Substrates umschließt.

11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das ausgehärtet Material reflektierende Eigenschaften, insbesondere eine weiße Farbe, und/oder schützende oder stabilisierende Eigenschaften, aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das flüssige Material ein Polymer-Werkstoff, insbesondere ein Polyurethan Kunststoff ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei Füllmaterialien,

insbesondere Faserverstärkungen und/oder Füllstoffe zur Beeinflussung von thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften, zugegeben werden.

14. Solarmodul, insbesondere Dünnschichtsolarmodul, mit einem ersten

lichtdurchlässigen Substrat (1 ) mit einem aktiven Bereich (3) zum Wandeln von Sonnenenergie, einem zweiten Substrat (5) und einer das lichtdurchlässige Substrat und das zweite Substrat verbindenden Schicht ( 5), wobei der aktive Bereich (3) zwischen ersten und zweiten Substrat (1 , 5)angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindende Schicht aus einem ausgehärteten Polymer-Werkstoff ist.

15. Solarmodul, insbesondere Dünnschichtsolarmodul, mit einem ersten

lichtdurchlässigen Substrat (1 ) mit einem aktiven Bereich (3) zum Wandeln von Sonnenenergie, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bereich durch eine Verkapselungseinheit (29) aus einem ausgehärteten Polymer-Werkstoff bedeckt wird, die auch die Rückkonstruktion des Solarmoduls bildet.

16. Solarmodul nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Polymer-Werkstoff

Füllmaterialien zur Beeinflussung von thermischen und/oder elektrischen

Eigenschaften aufweist.

17. Solarmodul nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei die

Verkapselungseinheit mehreren Schichten, insbesondere mit unterschiedlichen thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften, aufweist.

18. Solarmodul nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Verkapselungseinheit (29') zumindest abschnittsweise über den Rand des Substrats lateral übersteht und/oder den Rand des Substrats (1 ) umschließt.

19. Solarmodul nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Verkapselungseinheit unterschiedliche Dicken aufweist.

20. Solarmodul nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei in die

Verkapselungseinheit (29) ein oder mehrere Befestigungselemente zum

Anbringen des Dünnschichtsolarmoduls an einer Unterkonstruktion und/oder ein oder mehrere elektrische Anschlussvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Verstärkungselemente über der Seite des lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich formschlüssig angeordnet sind.

Description:
Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls und

Dünnschichtsolarmodul

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls und derart hergestellte Dünnschichtsolarmodule.

Solche Module sind bekannt. Ein Dünnschichtsolarmodul umfasst ein erstes lichtdurchlässiges Substrat, normalerweise aus Glas. Dieses Element wird auch als Frontglas bezeichnet, da es der Sonne zugewandt ist und Licht über dieses Element in das Photovoltaik-Modul einfällt. Auf dem lichtdurchlässigen Substrat befindet sich eine transparente leitfähige Schicht. Darauf folgt mindestens eine photovoltaisch aktive Schicht. In dieser Schicht wird das einfallende Licht in Strom umgewandelt. Auf der anderen Seite der aktiven Schicht befindet sich eine zweite leitende Schicht, insbesondere eine zweite lichtdurchlässige Schicht, die beispielsweise aus dem gleichen Material wie die erste transparente leitfähige Schicht ist. Diese Schichten bilden den sogenannten aktiven Bereich. Über eine Kunststofffolie, beispielsweise aus PVB oder EVA, wird die Struktur mit einem zweiten Substrat, bevorzugt aus Glas (auch Rückglas genannt) oder TEDLA Folie, wodurch der aktive Bereich verkapselt wird, um ihn von negativen Umwelteinflüssen zu schützen.

Diese Module werden in einem Laminierverfahren hergestellt wobei ein Vakuum Laminator oder ein Autoklav zum Einsatz kommt. Dies ist zeitaufwendig und kann nur im Batch-Verfahren durchgeführt werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung das Herstellungsverfahren zu vereinfachen, um ein Durchlaufverfahren bereitstellen zu können.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die Schritte: a) Bereitstellen eines ersten lichtdurchlässigen Substrats mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie, b) Bereitstellen eines zweiten Substrats, c) Halten des ersten und zweiten Substrats parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand zueinander, wobei der aktive Bereich zwischen ersten und zweiten Substrat angeordnet ist, d) Füllen des Zwischenraums mit einem flüssigen Material und e) Aushärten des flüssigen Materials wodurch der aktive Bereich verkapselt wird. Mit diesem Verfahren kann man auf den Einsatz des Autoklaven verzichten und das Verfahren kann in einem Durchlaufverfahren durchgeführt werden. Hierdurch vereinfacht sich der Herstellungsprozess.

Die Aufgabe wird ferner mit dem Verfahren zum Herstellen eines Dünnschichtsolarmoduls nach Anspruch 2 gelöst. Dieses umfasst die Schritte: f) Bereitstellen eines ersten lichtdurchlässigen Substrats mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie, g) Aufbringen eines flüssigen Materials auf die Seite des lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich, und h) Aushärten des flüssigen Materials wodurch der aktive Bereich verkapselt wird. Auch gemäß diesem Verfahren kann man auf den Einsatz eines Autoklaven verzichten und das Verfahren im Durchlaufverfahren durchführen. Zusätzlich kann man in diesem Verfahren noch auf den Einsatz des zweiten Substrats, das üblicherweise aus Glas und somit recht schwer ist verzichten. Die Module werden leichter und der Aufbau einfacher.

Bevorzugt kann vor Schritt h) ein oder mehrere Befestigungselemente zum Anbringen des Dünnschichtsolarmoduls an einer Unterkonstruktion und/oder ein oder mehrere elektrische Anschlussvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Verstärkungselemente über der Seite des lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich bereitgestellt werden und nach Schritt h) mit dem ausgehärteten Material integriert, insbesondre formschlüssig verbunden, werden. Somit können in einem Prozessschritt die weiteren für den Einsatz eines Moduls benötigten Elemente integriert werden. Zusätzliche Klebeschritte sind somit nicht mehr nötig. Die Anschlussvorrichtungen können so ausgelegt sein, dass auch Mittel zur Zugentlastung der Anschlusskabel des aktiven Bereichs gleichzeitig mit der Verkapselung eingegossen werden können.

Bevorzugt kann im Schritt g) eine Form bereitgestellt werden in die das flüssige Material gefüllt wird. Mit Hilfe der Form können somit beliebige geometrische Strukturen für die Verkapselung erzielt werden.

Gemäß einer weiter bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführung die Schritte g) und h) mehrmals durchgeführt werden, um mehrere Schichten auszubilden. Bevorzugt können für die mehreren Schichten unterschiedliche Formen eingesetzt werden. Damit kann man an vorbestimmten Stellen gezielt mehr Material anordnen.

Vorteilhafterweise kann nach Schritt h) das ausgehärtete Material unterschiedliche Dicken, insbesondere in der Form von Verstärkungsrippen, aufweisen. Beim Einsatz von Verstärkungsbereichen kann die nötige Stabilität durch das Verkapselungsmaterial gesichert werden und somit der Einsatz von Stahl-, Aluminium- oder Edelstahlelementen, wie in den bekannten Modulen noch üblich erheblich reduziert werden. Dank der Bereiche mit unterschiedlichen Dicken kann das Modul lastoptimiert werden, Spannungen können ausgleichen werden und/oder Spannungsspitzen aufgenommen werden.

Bevorzugt können die ein oder mehrere Befestigungselemente und/oder die ein oder mehrere Anschlussvorrichtungen und/oder die ein oder mehrere Verstärkungselemente so angeordnet werden, dass sie sich nach Schritt h) in dickeren Bereichen des ausgehärteten Materials befinden. Hierdurch wird der Materialeinsatz weiter verbessert.

Vorteilhafterweise können die Verstärkungsrippen zumindest teilweise bogenförmig ausgebildet sein. Bei solchen Geometrien kann bei Optimierung des Materialeinsatzes trotzdem eine gleichmäßige Belastungsaufnahme am Modul ermöglicht werden, da die dickeren Bereiche entlang Bereichen höherer Spannungen verlaufen können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das flüssige Material so bereitgestellt werden, dass nach Schritt h) das ausgehärtete Material zumindest abschnittsweise über den Rand des Substrats lateral übersteht und/oder den Rand des Substrates umschließt. Damit wird in einem Prozessschritt auch noch ein Schutzbereich bereitgestellt, um Schäden am lichtdurchlässigen Substrat zu verhindern.

Weiter vorteilhaft kann das ausgehärtete Material reflektierende Eigenschaften, insbesondere eine weiße Farbe, und/oder schützende oder stabilisierende Eigenschaften aufweisen. Dadurch kann auf zusätzliche reflektierende Schichten verzichtet werden und der Aufbau des Moduls weiter vereinfacht werden. Mit schützenden oder stabilisierenden Eigenschaften lässt sich die Lebensdauer verlängern

Bevorzugt kann das flüssige Material ein Polymer-Werkstoff, insbesondere ein Polyurethan Kunststoff sein. Polymer-Werkstoffe sind leicht und können in beliebige Formen gegossen werden. Somit können leichtere Module bereitgestellt werden, die trotzdem die Anforderungen an eine langlebige Verkapselung gewährleisten.

Weiter bevorzugt können ferner Füllmaterialien, insbesondere Faserverstärkungen und/oder Füllstoffe zur Beeinflussung von thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften, im Schritt d) oder g) zugegeben werden. Hierdurch kann der Aufbau des Moduls weiter optimiert werden und gegebenenfalls an unterschiedliche Einsatzzwecke angepasst werden.

Besonders bevorzugt können die Zugaben so gestaltet werden, dass sich inhomogene Verteilungen im ausgehärteten Material ergeben. Die inhomogenen Verteilungen können dabei lateral als auch in Richtung der Schichtdicke ausgebildet sein. Beispielsweise können die Schichten die durch Wiederholung der Schritten g) und h) bereitgestellt werden, untereinander unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, um solche inhomogene Verteilungen zu erzielen. Beispielsweise kann eine Schicht elektrisch leitfähig ausgebildet werden, während eine andere Schicht besonders verstärkt wird. Insgesamt können durch die inhomogene Zugabe somit die Eigenschaften des Moduls weiter verbessert werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch das Solarmodul nach Anspruch 14 gelöst. Diese Modul kann insbesondere ein Dünnschichtsolarmodul sein und umfasst ein erstes lichtdurchlässiges Substrat mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie, ein zweites Substrat und eine das lichtdurchlässige Substrat und das zweite Substrat verbindenden Schicht, wobei der aktive Bereich zwischen ersten und zweiten Substrat angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die verbindende Schicht aus einem ausgehärteten Polymer-Werkstoff ist. Dadurch wird ein Solarmodul bereitgestellt, dass sich leichter herstellen lässt als die konventionellen Module mit Kunststofffolie.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls mit einem Solarmodul nach Anspruch 15 gelöst. Diese kann insbesondere ein Dünnschichtsolarmodul betreffen und umfasst ein erstes lichtdurchlässiges Substrat mit einem aktiven Bereich zum Wandeln von Sonnenenergie, dadurch gekennzeichnet, dass der aktive Bereich durch eine Verkapselungseinheit aus einem ausgehärteten Polymer-Werkstoff bedeckt wird, das auch die Rückkonstruktion des Solarmoduls bildet. Dadurch kann ein leichteres Modul bereitgestellt werden im Vergleich zu den bekannten Glas-Glas Dünnschichtsolarmodulen. Bevorzugt kann der Polymer-Werkstoff Füllmaterialien zur Beeinflussung von thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften aufweisen. Hierdurch kann der Aufbau des Moduls weiter optimiert werden und gegebenenfalls an unterschiedliche Einsatzzwecke angepasst werden.

Vorteilhafterweise kann die Verkapselungseinheit mehrere Schichten, insbesondere mit unterschiedlichen thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften, aufweisen. Die Verkapselungseinheit kann somit neben der Verkapselung mehrere Aufgaben erfüllen : Bereitstellung von elektrisch leitenden Bereichen beispielsweise zur Vereinfachung der Anordnung der Schnittstellen, Steifigkeit des Moduls, etc.

Bevorzugt kann die Verkapselungseinheit zumindest abschnittsweise über den Rand des Substrats lateral übersteht und/oder den Rand des Substrats umschließt. Hierdurch kann das Substrat gegen Bruch geschützt werden. Insbesondere wird die Montage erleichtert.

Vorteilhafterweise kann die Verkapselungseinheit unterschiedliche Dicken aufweisen. Somit können beispielsweise in dickere Bereiche weitere Elemente eines Moduls eingefügt werden, oder aber die Struktur des Moduls versteift werden.

Dabei können in die Verkapselungseinheit bevorzugt ein oder mehrere Befestigungselemente zum Anbringen des Dünnschichtsolarmoduls an einer Unterkonstruktion und/oder ein oder mehrere elektrische Anschlussvorrichtungen und/oder ein oder mehrere Verstärkungselemente über der Seite des lichtdurchlässigen Substrats mit dem aktiven Bereich integriert werden. Besonders vorteilhaft ist dabei eine formschlüssige Verbindung. Dadurch kann auf aufwendige Befestigungsschritte wie Kleben oder Verschrauben verzichtet werden.

Nachfolgend werden, unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren, erfindungsgemäße Ausführungsformen im Detail beschrieben und erläutert. Es zeigen

Figuren 1a-1 c eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Figuren 2a-2d eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

Figur 3 eine Variante des Solarmoduls das sich aus dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ergibt, Figur 4 eine zweite Variante eines Solarmoduls, das sich aus dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ergibt,

Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A der

Figur 4,

Figur 6 eine dritte Variante eines Solarmoduls, das sich aus dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ergibt,

Figur 7 schematisch eine Querschnittsansicht gemäß einer vierten Variante und

Figur 8 schematisch eine Querschnittsansicht gemäß einer fünften Variante.

Die Figuren 1a bis 1 c zeigen schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung. Die Solarmodule werden im Querschnitt gezeigt.

Gemäß den Schritten a), b) und c) des Anspruchs 1 werden in Figur 1 a ein erstes lichtdurchlässiges Substrat 1 mit einem aktiven Bereich 3 zum Wandeln von Sonnenenergie in elektrische Energie und ein zweites Substrat 5 bereitgestellt. Das zweite Substrat 5 ist dabei beabstandet vom aktiven Bereich 3 aber im Wesentlichen parallel angeordnet. Der Abstand kann beispielsweise über hier nicht dargestellte Abstandshalter, die im Zwischenraum angeordnet sind gewährleistet werden. Alternativ können die beiden Strukturen auch jeweils auf einer Haltevorrichtung angeordnet werden, die den Abstand gewährleisten.

In dieser Ausführungsform ist das erste lichtdurchlässige Substrat 1 und das zweite Substrat aus Glas. Dieses Element wird auch als Frontglas bezeichnet, da es der Sonne zugewandt ist und Licht über dieses Element in das Photovoltaik-Modul einfällt.

Der aktive Bereich 3 wird durch eine Abfolge von verschiedenen Schichten gebildet. Auf dem lichtdurchlässigen Substrat 1 befindet sich üblicherweise eine transparente leitfähige Schicht. Darauf folgt eine aktive Schicht, beispielsweise eine Si Schicht oder eine CdTe Schicht oder eine CiGSSe Schicht oder aber eine Tandemzelle aus einer mikrokristallinen und einer amorphen Si Schicht. In dieser Schicht wird das einfallende Licht in Strom umgewandelt. Auf der anderen Seite der aktiven Schicht wird eine zweite leitende Schicht, insbesondere eine zweite lichtdurchlässige Schicht, die üblicherweise aber nicht zwingend aus dem gleichen Material wie die erste transparente leitfähige Schicht ist, bereitgestellt. Beispielsweise können hier auch Sn02, ZnO oder ein metallischer Rückkontakt zum Einsatz kommen.

Eventuell kann auf der freien Oberfläche 7 der aktiven Schicht und/oder der Oberfläche 9 des zweiten Substrats eine Reflektorschicht bereitgestellt werden. Diese kann eine Metallschicht, eine weiße Folie oder eine Schicht mit weißer Farbe sein, um noch nicht in der aktiven Schicht absorbiertes Licht dieser wieder zuzuführen.

Entsprechend Schritt d) wird dann, wie in Figur 1 b schematisch angedeutet, der Zwischenraum mit einem flüssigen Material 1 1 gefüllt. Hierzu kann beispielsweise ein Rahmen um die Anordnung 13 gelegt werden um ein Auslaufen des Materials zu verhindern. Das flüssige Material ist ein Polymer-Werkstoff insbesondere ein Polyurethan Kunststoff.

Entsprechend Schritt e) des Anspruchs 1 wird das flüssige Material dann ausgehärtet wodurch der aktive Bereich 3 verkapselt wird, also von der Umgebung isoliert wird. Dies wird schematisch in Figur 1 c) dargestellt, wobei die ausgehärtete Schicht das Bezugszeichen 15 trägt. Um das Material auszuhärten kommt ein Ofen, bevorzugt ein Durchlaufofen, zum Einsatz.

Mit diesem Verfahren kann auf den Einsatz einer Kunststofffolie verzichtet werden und somit auch auf den aufwendigeren Laminierprozess unter Einsatz eines Autoklavs.

Besonders bevorzugt ist das flüssige Material dabei so gewählt, dass es reflektierende Eigenschaften aufweist, wodurch auch eine zusätzliche Reflektorschicht vermeidbar ist. Dies wird beispielsweise durch eine geeignete Farbwahl erzielt. Eventuell können auch Füllmaterialien in das flüssige Material gegeben werden um schützende oder stabilisierende Eigenschaften zu erzielen. Dies kann beispielsweise die Festigkeit, die thermische Ausdehnung oder die elektrischen Eigenschaften betreffen.

Die Figuren 2a bis 2d zeigen schematisch ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren.

Gemäß Schritt f) des zweiten Anspruchs wird ein erstes lichtdurchlässigen Substrat 1 mit einem aktiven Bereich 3 zum Wandeln von Sonnenenergie in elektrische Energie bereitgestellt. Dies wird in Figur 2a illustriert. Das Substrat 1 und der aktive Bereich 3 ist dabei genauso aufgebaut wie schon im Zusammenhang mit der Figur 1a beschrieben. Auf diese Beschreibung wird hiermit verwiesen.

Figur 2b zeigt eine Form 21 , die über die freie Oberfläche 7 des aktiven Bereichs 3 gestülpt wird. Die Form 21 umfasst einen oder mehrere Einlaufstutzen 23 über die ein flüssiges Material in den zwischen der Form 21 und der Oberfläche entstehenden Freiraum 25 entsprechend Merkmal g) des Anspruchs 2 eingefüllt werden kann.

Nach Einfüllen des flüssigen Materials 1 1 , das die gleichen Eigenschaften besitzt wie schon im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert, in den Freiraum 25 (siehe Figur 2c), wird das Material wiederum in einem Ofen durch thermische Behandlung ausgehärtet wodurch der aktive Bereich 3 verkapselt wird. Danach kann die Form 21 , wie in Figur 2d gezeigt, entfernt werden und man erhält ein Dünnschichtsolarmodul 27, das aufgebaut ist aus dem erstem Substrat 1 , dem aktiven Bereich 3 und einer Verkapselungseinheit 29.

Zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform kann man gemäß der zweiten Ausführungsform ein Solarmodul herstellen, dass durch die Verwendung einer Verkapselungseinheit 29 aus Kunststoff leichter ist als die herkömmlichen Glas Glas Produkte.

Durch den Einsatz der Form 21 ergibt sich auch die Möglichkeit der Verkapselungseinheit 29 beliebige Formen zu geben. So braucht die Dicke der Schicht 29 nicht über die Moduloberfläche konstant zu sein. Dadurch kann man beispielsweise Verstärkungselemente, wie Rippenstrukturen, in einem Prozessschritt erzielen.

Durch Wiederholen der Schritte, die in Figur 2b und 2c gezeigt sind, kann man darüber hinaus eine mehrlagige Verkapselungseinheit 29 bereitstellen, wobei die individuellen Lagen unterschiedliche Eigenschaften bzgl. Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit, Ausdehnungskoeffizient, etc. aufweisen können. Dies kann beispielsweise durch die Beimischung von Füllmaterialien, wie elektrisch leitende Teilchen oder Verstärkungsfasern, in das flüssige Material 1 1 erzielt werden. Dabei kommen insbesondere unterschiedliche Formen 21 zum Einsatz. In einer weiteren Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform kann auch eine Form 21 zum Einsatz kommen, die lateral über die Ränder 31 des aktiven Bereichs 3 und eventuell auch über die Ränder 33 des Substrats 1 übersteht (siehe Figur 2b). Beim Aushärten entsteht dann in der Schicht 29' ein Rand der seitlich übersteht und eventuell sogar die Ränder 33 des Substrats 1 überdeckt und somit als Kantenschutz dient. Dies ist schematisch in Figur 3 dargestellt. In einer Variante kann das ausgehärtete Material auch teilweise über den Rand 33 hinaus auch auf einen Randbereich 34 auf der Oberfläche des Substrates 1 vorhanden sein, um den Kantenschutz weiter zu optimieren.

Figur 4 illustriert eine zweite Variante eines Solarmoduls, das sich aus dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ergibt. Gezeigt wird ein Solarmodul 41 mit Substrat 1 und aktivem Bereich 3, diese werden nicht mehr im Detail beschrieben. Es wird lediglich auf die Beschreibung oben verwiesen. Die Verkapselungseinheit 29" in dieser Ausführung umfasst bogenförmige Verstärkungsrippen 43 und 45, die dazu dienen die Last auf das Modul 41 zu optimiert, Spannungen auszugleichen und/oder Spannungsspitzen aufzunehmen. Um diese herstellen zu können, reicht es eine Form 21 mit entsprechender Struktur einzusetzen. Dabei kann die Struktur in einem oder mehreren Schritten durch Einsatz einer einzigen Form oder mehrere Formen 29 hergestellt werden. Haben beispielsweise die Rippen 43 und 45 unterschiedliche Materialeigenschaften im Vergleich zur Grundfläche 47 wird man zwei Formen 21 einsetzen.

Erfindungsgemäß können natürlich auch mehr oder weniger Rippen zum Einsatz kommen. Diese können auch geradlinig verlaufen.

In dieser Ausführungsform sind zusätzlich die elektrischen Anschlussbereiche 51 und 53 des Moduls in die Verstärkungsrippen 43 und 45 integriert. Die Anschlussbereich 51 und 53 können dabei eigene Bauelemente darstellen, die in das noch flüssige Material 11 eingelegt wurden und dann beim Aushärten des Materials mit der Verkapselungseinheit verbunden werden, oder aber direkt durch entsprechende Formgebung der Verkapselungseinheit hergestellt sein. Dabei kann beispielsweise auch schon eine Zugentlastung für das aus dem aktiven Bereich 3 kommende Anschlussbändchen vorgesehen werden. Die Anordnung der Anschlussbereiche in den Rippen ist hier nur als eine Variante zu sehen. Natürlich könnten die Anschlussbereiche auch außerhalb der Rippen 43 und 45 angeordnet sein.

Figur 4 zeigt ferner vier Befestigungselemente 55, 57, 59, 61 mit der das Modul 41 an einer Unterkonstruktion befestigt werden kann. Entsprechend der Erfindung können diese einstückig mit der Verkapselungseinheit 29" ausgebildet sein oder aber eigene Elemente darstellen, beispielsweise aus Stahl oder Edelstahl, die bei der Herstellung in das flüssige Material 1 1 gehalten werden und nach Aushärtung dann in die Verkapselungseinheit 29" integriert, beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung, sind.

Figur 5 zeigt dies in einer Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A. Dort erkennt man wiederum das Substrat 1 und den aktiven Bereich 3, sowie darauf die Verkapselungseinheit 29" mit den zwei Rippen 43 und 45. Auf Höhe der Befestigungselemente 55 und 59 sind in der Verkapselungseinheit Profile 63 und 65 eingelassen. Diese sind Teil der Befestigungselemente 55 und 59. Aufgrund der offenen Struktur ist das flüssige Material 1 1 ins das offene Profil eingetreten und nach Aushärtung wird das Befestigungselement 55 und 59 somit in der Verkapselungseinheit 29" gehalten. Die Profile 63 und 65 können sich in einer Ausführungsform jeweils von dem einen Befestigungselement 55 bzw. 59 bis zum gegenüberliegenden Befestigungselement 57 bzw. 61 erstrecken.

Figur 6 zeigt eine dritte Variante eines Solarmoduls 71 , das sich aus dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ergibt. Gezeigt wird ein Solarmodul 71 mit Substrat 1 und aktivem Bereich 3, diese werden nicht mehr im Detail beschrieben. Es wird lediglich auf die Beschreibung oben verwiesen. Die Verkapselungseinheit 29"' umfasst mehrere Schichten 73, 75, 77 mit unterschiedlicher Geometrie. Jede Schicht 73 bis 77 wurde mit einer eigenen Form 21 siehe Figur 2b, hergestellt. Die Materialeigenschaften der einzelnen Schichten insbesondere die thermischen und/oder elektrischen Eigenschaften können von einer Schicht zur nächsten Variieren beispielsweise durch Zugabe von Füllmaterialien angepasst werden. Dadurch können die mechanischen, elektrischen und/oder optischen Eigenschaften der Verkapselungseinheit 29"' optimiert werden. Die dargestellten Geometrien sind hier nur beispielhaft dargestellt. Andere Geometrien sind ebenfalls denkbar und erfindungsgemäß. Die in Figur 6 dargestellte Ausführungsform kann ferner durch integrierte elektrische Anschlussvorrichtungen und/oder Befestigungselemente entsprechend der in Figur 4 dargestellten Art und Weise vervollständigt werden.

Figur 7 zeigt eine vierte Variante mit Substrat 1 und aktiven Bereich 3. Die Verkapselungseinheit 29 IV . In diese Verkapselungseinheit sind Verstärkungsstreben 81 , 83, 85, 87 eingelassen, wobei diese sich bevorzugt über die ganze Breite des Moduls 89 erstrecken können. In dieser Variante sind die Verstärkungsstreben 81 und 87 gleichzeitig als Befestigungselemente vorgesehen und entsprechend dicker ausgebildet. Typischerweise sind diese Streben aus Stahl, Aluminium oder Edelstahl. Die Dicke des ausgehärteten Materials ist dabei an die unterschiedlichen Höhen der Verstärkungsstreben angepasst, so dass sich eine wellenförmige, glatte Oberfläche bildet.

Figur 8 zeigt eine fünfte Variante. Im Unterschied zur vierten Variante hat sind hier die Bereiche zwischen den Verstärkungsstreben 91 , 93, 95 der Verkapselungseinheit 29 v dicker ausgebildet, um die gewünschte Biegesteifigkeit des Moduls 97 zu gewährleisten.

Die einzelnen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden. Bezüglich der ersten und zweiten Ausführungsform und der verschiedenen Varianten der sich ergebenden Module ist die Erfindung nicht nur auf Dünnschichtsolarmodule beschränkt. Vielmehr ist sie auch auf kristalline Module anwendbar.

Mit den erfindungsgemäßen Modulen wird einerseits das Herstellungsverfahren vereinfacht und andrerseits kann bei Nutzung der Verkapselungseinheit ein Gewichtsreduzierung erzielt werden. Dank der integrierten Verstärkungselementen sowie der integrierbaren Befestigungselementen und Anschlussvorrichtungen kann der Aufbau der Module und deren Herstellung weiter vereinfacht werden