DE102006062019A1 - Method for production of thin film solar modules from hardened glass with multiple dimensions, involves using hardened glass as substrate for processing with semiconductor technology process - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellung von mechanisch stabilen Dünnschicht Photovoltaik Solarmodulen unter Verwendung von Glas, insbesondere vorgespanntem Glas und/oder Glas bei dem im Bereich der Kanten die Defekte minimiert werden und/oder Glas, das im Bereich der Kanten vor Beschädigungen, die die Stabilität beeinträchtigen, geschützt wird.The The invention relates to a method for the production of mechanical stable thin-film photovoltaic solar modules using glass, in particular toughened glass and / or glass in the in the area of the edges the defects are minimized and / or glass, that in the area of the edges from damage, the stability impaired, protected.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bei PV Solarmodulen auf der Basis von Glas kommt es im Laufe der Betriebszeit unter anderem zu Ausfällen durch Bruch der Gläser zum Beispiel durch Hagelschlag oder durch Verspannung infolge schneller Temperaturwechsel. Somit ist es anzustreben die Stabilität der Gläser der Solarmodule zu verbessern.at PV solar modules based on glass come in the course of operating time including failure due to breakage of the glasses for example due to hailstones or due to tension due to faster Temperature changes. Thus, it is desirable to strive for stability to improve the glasses of the solar modules.
Gehärtetes (vorgespanntes) Glas findet in vielen technischen Gebieten Anwendung. Man unterscheidet zwischen teil-vorgespanntem Glas (TVG, englisch: „hegt strengthend glass") oder voll-vorgespanntem Glas, beispielsweise Einscheiben Sicherheitsglas (ESG; engl.: „tempered glass") oder chemisch gehärtetem Glas. Im Zusammenhang mit der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird der Begriff „gehärtet" als Oberbegriff für diese Techniken der Härtung verwendet)hardened (tempered) glass is used in many technical fields. One distinguishes between partially toughened glass (TVG, English: "hegt strengthend glass ") or fully tempered glass, for example Single pane tempered glass (ESG) or chemically tempered glass. In connection with the description of the present invention, the term "cured" as a generic term for these curing techniques used)
Die Verwendung von gehärtetem Glas bei Photovoltaik Solarmodulen (PV-Modulen) ist wünschenswert, da
- – das Bruchrisiko reduziert ist,
- – ein günstigeres Verhältnis von Stabilität zu Gewicht erzielt werden kann und auch
- – das Verletzungsrisiko durch Glassplitter deutlich reduziert ist, da das gehärtete
- - the risk of breakage is reduced,
- - A more favorable ratio of stability to weight can be achieved and also
- - The risk of injury from broken glass is significantly reduced since the hardened
Glas nicht so leicht bricht und die Bruchstücke nicht so scharfe Kanten aufweisen. Dies ist insbesondere auch bei Gebäudeintegration von Photovoltaikmodulen ein wichtiger Aspekt.Glass not so easy breaks and the fragments are not so sharp Have edges. This is especially true for building integration of photovoltaic modules is an important aspect.
Ein Nachteil von gehärtetem Glas liegt darin, dass es, da es unter Spannung steht, mechanisch nicht ohne Beschädigung (bei TVG oder ESG wird die Glasscheibe zerstört, während bei chemischer Härtung im Bereich der Schnittkante die Wirkung der Härtung verloren geht) nachbearbeitet werden kann, das heißt ein Zuschneiden und Bohren von Löchern mit den heute üblichen Glasbearbeitungstechniken nicht mehr uneingeschränkt möglich ist. Die Glaselemente müssen demnach vor dem Härten bereits auf Maß gebracht werden, was einen größeren Bearbeitungsaufwand (Logistik) mit sich bringt und daher kostenintensiv ist. Obendrein sind die Bearbeitungsmaschinen nur für bestimmte Abmessungen der Glasscheiben optimiert, und können bei abweichenden Abmessungen nicht optimal ausgelastet werden, wodurch bei nicht optimalen Abmessungen mit zusätzlichen Kosten gerechnet werden muss.One Disadvantage of tempered glass is that it is there Under tension, mechanically not without damage (with TVG or ESG the glass pane is destroyed, while with chemical hardening in the area of the cutting edge the Effect of curing is lost) can be post-processed can, that is a cutting and drilling holes with the usual glass processing techniques no longer unrestricted is possible. The glass elements must therefore be made to measure before curing be, resulting in a larger editing effort (Logistics) and therefore costly. to boot are the processing machines only for certain dimensions the glass panes optimized, and may differ Dimensions are not optimally utilized, which does not work optimal dimensions with additional costs must become.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für Dünnschicht-Photovoltaik-Solarmodulen bereitzustellen, welches unter geringerem Bearbeitungsaufwand und daher kostengünstig ausführbar ist.It is the object of the present invention, a Production process for thin-film photovoltaic solar modules to provide, which with less processing and therefore inexpensive executable.
Diese Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von Dünnschicht Solarmodulen aus gehärtetem Glas mit einer Vielzahl von Abmessungen gelöst, umfassend die Schritte:
- – Verwenden von gehärtetem Glas als Substrat für die Bearbeitung mit wenigstens einem der in der Halbleiter-Technologie üblichen Prozesse, insbesondere mit Beschichtung (z. B. durch Sputtern, Aufdampfen, Sublimieren, chemische Abscheidung aus der Gasphase), Ätzen, Photolithographie, Laserstrukturierung, Dotieren
- – Teilen des gehärteten Glases durch wenigstens einen Trennschritt in kleinere Teile, um die gewünschten Abmessungen der Solarmodule zu erhalten.
- Using tempered glass as a substrate for processing with at least one of the processes customary in semiconductor technology, in particular with coating (for example by sputtering, vapor deposition, sublimation, chemical vapor deposition), etching, photolithography, laser structuring, doping
- - Dividing the tempered glass by at least one separation step into smaller parts to obtain the desired dimensions of the solar modules.
Tendenziell sinken die Bearbeitungskosten pro Fläche mit der Größe der gleichzeitig bearbeiteten Fläche. Somit ist es kostengünstiger in für große Flächen optimierten Maschinen große Glasflächen in einem Arbeitsgang zu bearbeiten, und dann die bearbeiteten Glasflächen zu trennen, als in für kleinere Flächen optimierten Maschinen mehrere kleine Glasflächen zu bearbeiten.The trend the processing costs per area decrease with the size the simultaneously machined surface. Thus, it is cheaper in machines optimized for large areas to process large glass surfaces in one operation, and then to separate the machined glass surfaces, as in for smaller areas optimized machines several to edit small glass surfaces.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das gehärtete Glas mit Löchern oder Ausschnitten versehen wird. Diese Löcher und Ausschnitte dienen unter anderem
- – zur Montage der fertigen Modulen
- – zur Befestigung von Zusatzaggregaten (z. B. Anschlussdose, Steuerelektronik)
- – zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse.
- - for mounting the finished modules
- - for fastening additional units (eg junction box, control electronics)
- - To carry out the electrical connections.
Im Hinblick auf den vorstehend allgemein angesprochenen Trennschritt kann erfindungsgemäß im Einzelnen vorgesehen sein, dass das Teilen und/oder die Herstellung von Ausschnitten und Löchern durch eine der folgenden Techniken ermöglicht wird:
- – Ätzen oder/und
- – Teilen mit einem Hochdruckflüssigkeitsstrahl oder/und
- – lokales Verhindern der Vorspannung oder Härtung oder/und
- – lokales Härten oder/und
- – Teilen der Gläser mit Hilfe eines Laserstrahls oder/und
- – eine Kombination dieser Techniken.
- - etching or / and
- - Sharing with a high pressure liquid jet and / or
- - local prevention of bias or hardening and / or
- - local hardening and / or
- - Divide the glasses by means of a laser beam and / or
- - a combination of these techniques.
Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Glas in Bereichen, an denen die Härtung gestört ist, insbesondere an den im Rahmen des Teilens bearbeiteten Kanten noch einmal gehärtet wird.at a development of the invention is provided that the glass is disturbed in areas where the hardening is, in particular on the edited in the context of sharing edges is cured again.
Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von Dünnschicht Solarmodulen aus gehärtetem Glas, insbesondere teil-vorgespanntem Glas (TVG) oder voll-vorgespanntem Glas (ESG), oder chemisch gehärtetem Glas) mit einer Vielzahl von Abmessungen, umfassend die Schritte:
- – Verwenden von gehärtetem Glas als Substrat für die Bearbeitung mit wenigstens einem der in der Halbleiter-Technologie üblichen Prozessen (Beschichtung, Ätzen, Photolithographie, Laserstrukturierung, Dotierung, ...)
- – Zusammenfassung mehrerer kleinerer, nebeneinander liegender, gehärteter und auf die endgültigen Maße zugeschnittener Glassubstrate auf einem Substratträger damit sie in für großflächige Substrate optimierten Maschinen bearbeitet werden können.
- Use of tempered glass as a substrate for processing with at least one of the processes customary in semiconductor technology (coating, etching, photolithography, laser structuring, doping, etc.)
- - Summary of several smaller, adjacent, hardened and tailored to the final dimensions glass substrates on a substrate support so that they can be processed in optimized for large substrates substrates machines.
Durch die Zusammenfassung von mehreren kleineren Substraten auf einen Substrattäger ist es möglich diese mit für große Substrate optimierten Maschinen kostengünstiger zu bearbeiten.By the summary of several smaller substrates on one Substratäger it is possible this with for large substrates optimized machines cost-effective to edit.
Häufig werden zur Bearbeitung der Substrate Plasmaprozesse eingesetzt wie zum Beispiel PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) oder Sputtern zur Beschichtung. So kann beispielsweise amorphes Silizium oder mikrokristallines Silizium in Gegenwart eines Plasmas schneller und bei geringerer Temperatur abgeschieden werden.Often Plasma processes are used to process the substrates like For example, PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) or Sputtering for coating. For example, amorphous silicon or microcrystalline silicon in the presence of a plasma faster and deposited at a lower temperature.
Die Bearbeitung von mehreren, nebeneinander liegenden, isolierenden Substraten auf einem Substratträger kann bei Plasmaprozessen Probleme verursachen durch Aufbau von Inhomogenitäten des Plasmapotentials im Bereich der Kanten, an denen die einzelnen Substrate nebeneinander liegen.The Processing of several, side by side, insulating ones Substrates on a substrate support can be used in plasma processes Cause problems by building up inhomogeneities of the plasma potential in the area of the edges, where the individual substrates side by side lie.
In Weiterbildung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, dass bei Plasmaprozessen Maßnahmen zur Vermeidung von zu hohen Inhomogenitäten des Plasmapotentials getroffen werden, wie zum Beispiel eine zur Prozesskammer und zur HF-Energieeinkopplung symmetrische Anordnung der gleichzeitig prozessierten Substrate und/oder ein Potentialausgleich durch Kontaktierung leitfähiger Schichten auf den Substraten.In Further development of this method according to the invention can also be provided that in plasma processes measures to avoid too high inhomogeneities of the plasma potential be taken, such as a process chamber and the RF energy coupling symmetrical arrangement of simultaneously processed Substrates and / or equipotential bonding by contacting more conductive Layers on the substrates.
Die Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von Dünnschicht Solarmodulen aus Glas, umfassend die Schritte:
- – Verwenden von Glas als Substrat für die Bearbeitung mit den wenigstens einem der in der Halbleiter Technologie üblichen Prozess, insbesondere mit Beschichtung, Ätzen, Photolithographie, Laserstrukturierung, Dotierung
- – spezielle Verfahren um die Bindungsdefekte an den Kanten der verwendeten Gläser zu minimieren und/oder spezielle Verfahren um die Gläser im Bereich der Kanten vor Beschädigungen zu schützen, die die Stabilität der Gläser beinträchtigen.
- Use of glass as a substrate for processing with the at least one of the processes customary in semiconductor technology, in particular with coating, etching, photolithography, laser structuring, doping
- Special methods to minimize the bonding defects at the edges of the glasses used and / or special methods to protect the glasses in the area of the edges from damage which impair the stability of the glasses.
Erfindungsgemäße Verfahren mit denen Kanten mit möglichst geringen Defekten hergestellt werden können sind:
- – Trennen der Gläser durch Laserstrahl
- – sorgfältiges Säumen der Kanten der Gläser
- – Polieren der Kanten
- – Säurepolieren der Kanten
- – Abätzen von gestörten Schichten im Bereich der Kanten
- – Flammenpolieren der Kanten
- – Erhitzen der Gläser im Bereich der Kanten um Defekte auszuheilen
- – Erhitzen der Gläser im Bereich der Kanten und anschließende schnelle Abkühlung, so dass die Gläser im Bereich der Kante lokal vorgespannt sind.
- – chemisches Vorspannen der Gläser im Bereich der Kanten
- – Eine Kombination von mindestens zwei der genannten Verfahren
- - Separating the glasses by laser beam
- - careful seaming of the edges of the glasses
- - polishing the edges
- - acid polishing of the edges
- - Etching of disturbed layers near the edges
- - Flame polishing of the edges
- - Heating the glasses in the area of the edges to heal defects
- - Heating of the glasses in the area of the edges and subsequent rapid cooling, so that the glasses are locally biased in the region of the edge.
- - Chemical tempering of the glasses in the area of the edges
- - A combination of at least two of the said methods
Erfindungsgemäße Verfahren mit denen das Glas im Bereich der Kanten vor Beschädigungen geschützt werden kann sind:
- – Schutz der Glaskante vor Kontakt mit Feuchtigkeit und Wasserdampf
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit einem feuchtigkeitsdichten Stoff
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit einem wasserdampfdichten Stoff
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit Metall (zum Beispiel Aluminium oder Silber)
- – Anbringung eines Kantenschutzprofils aus Metall oder Kunststoff
- – Versiegelung der Kante mit Silikon
- – Versiegelung der Kante mit Acryl
- – Versiegelung der Kante mit Butyl
- – Versiegelung der Kante mit Polysulfid
- – Versiegelung der Kante mit einem Elastomer
- – Eine Kombination von mindestens zwei der genannten Verfahren
- - Protection of the glass edge from contact with moisture and water vapor
- - Cover or coat the glass around the edge with a moisture-proof cloth
- - Cover or coat the glass in the area of the edge with a water-vapor-tight material
- Covering or coating the glass in the region of the edge with metal (for example aluminum or silver)
- - Attaching an edge protection profile made of metal or plastic
- - Seal the edge with silicone
- - Sealing the edge with acrylic
- - Seal the edge with butyl
- - Seal the edge with polysulfide
- - Seal the edge with an elastomer
- - A combination of at least two of the said methods
Die Erfindung betrifft ferner ein mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Photovoltaikmodul.The The invention further relates to a device according to the invention Process produced photovoltaic module.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es stellen dar:The Invention will be described below by way of example with reference to the accompanying Figures explained. They show:
Aufbau von Dünnschicht PV-Zellen/ModulenConstruction of thin-film PV cells / modules
Im
Einzelnen bezeichnen in
- 11
- Einfallendes Lichtincident light
- 22
- Front-Glas (Strahlungsfenster, durch das Licht eintritt; Substrat bei Superstrate Design)Front glass (Radiation window through which light enters; substrate at superstrate Design)
- 33
-
Interface
zwischen Glas (
2 ) und transparenter leitfähiger Schicht (4 )Interface between glass (2 ) and transparent conductive layer (4 ) - 44
- transparente leitfähige Schicht (z. B. TCO: transparent conducting Oxid)transparent conductive layer (eg TCO: transparent conducting oxide)
- 55
- Licht absorbierende Halbleiterstruktur (bestehend aus mehreren Schichten)light Absorbing semiconductor structure (consisting of several layers)
- 66
- Schicht zur Verbesserung der Reflexionlayer to improve the reflection
- 77
- RückseitenkontaktBack contact
- 88th
- Laminierungsschichtlamination
- 99
- Rückseitenschutz (z. B. Glas, Rückseitenglas)Back protection (eg glass, back glass)
Um
kostengünstig PV-Dünnschicht Module herzustellen,
werden erfindungsgemäß beispielsweise auf einem
Glassubstrat (
Bei
Schicht (
Um
diese funktionellen Schichten und Strukturen vor Umwelteinflüssen
zu schützen, wird ein weiteres Material (z. B wieder Glas)
als Rückseitenschutz (
Die
Zelle muss nicht, wie hier angedeutet, ausgehend von dem als Substrat
dienenden Front Glas aufgebaut werden (Superstrate-Design), sondern
es kann auch die unter dem Rückseitenkontakt liegende Schicht
(
Zusätzlich gibt es eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten für den Aufbau der Zellen. Wesentliches Merkmal der hier betrachteten Zellen und Module ist, dass sie durch Bearbeitung von Gläsern mit den in der Halbleiter-Technologie üblichen Prozessen (Beschichtung, Ätzen, Photolithographie, Laserstrukturierung, Dotierung, ...) hergestellt werden.additionally There are a lot of variations for the structure of the cells. Essential feature of the considered here Cells and modules is made by machining glasses with the usual processes in semiconductor technology (Coating, etching, photolithography, laser structuring, Doping, ...) are produced.
Gehärtetes Glas als Substratmaterial für die Aufbringung der funktionellen Schichten und StrukturenTempered glass as Substrate material for the application of the functional Layers and structures
Wird
als Substrat gehärtetes Glas (vorgespannt oder getempert
oder chemisch gehärtet) verwendet, muss das Glas bei der
Beschichtung mit den funktionellen Schichten und Strukturen (und
bei gegebenenfalls weiteren erforderlichen Prozessen) in der Regel
bereits in der endgültigen Länge und Breite vorliegen.
Dies hat zur Folge, dass abhängig von der Größe
der PV-Module mit erheblichen Mehrkosten zu rechnen ist, da die
Maschinen für die Herstellung der funktionellen Schichten
und Strukturen (
Wenn in den Fertigungsprozess ein unkonventioneller Prozessschritt eingebaut wird, der es ermöglicht die gehärteten Gläser zu teilen, können PV-Module insbesondere in kleineren Formaten in einer Vielzahl von Abmessungen aus gehärtetem Glas kostengünstiger hergestellt werden.If built into the manufacturing process an unconventional process step which makes it possible the hardened glasses To share PV modules, especially in smaller formats in a variety of dimensions of tempered glass cheaper getting produced.
Ermöglichung des Teilens von gehärtetem GlasEnabling the sharing of tempered glass
Ein Teilen der vorgespannten Gläser kann durch folgende Techniken ermöglicht werden.One Splitting the tempered glasses can be done by the following techniques be enabled.
1. Ätzen1. etching
Die vorgespannten Gläser können an der zu trennenden Stelle geätzt werden.The tempered glasses can be attached to the Be etched site.
2. Teilen durch Hochdruck Flüssigkeitsstrahl2. Divide by high pressure liquid jet
Das Teilen der Gläser erfolgt durch einen fokussierten Hochdruck Flüssigkeitsstrahl (Gemisch von Wasser und gegebenenfalls ein Ätzmittel). Das Trennen erfolgt dabei durch eine Kombination aus physikalischer Einwirkung des Flüssigkeitsstrahls und gegebenenfalls chemischem Ätzen durch das Ätzmittel.The Parts of the glasses are made by a focused high pressure Liquid jet (mixture of water and optionally an etchant). The separation is done by a combination from physical action of the liquid jet and optionally chemical etching by the etchant.
3. Lokales Verhindern der Härtung3. Local prevention of hardening
Beim Vorspannen des Glases werden die Stellen maskiert, an denen das Glas später getrennt werden soll.At the To bias the glass are masked the places where the Glass should be separated later.
Bei einer chemischen Härtung können die Stellen an denen das Glas später getrennt werden soll zum Beispiel durch Abdecken maskiert werden, so dass hier keine Härtung erfolgt.at a chemical hardening can the bodies which the glass should be separated later, for example masked by masking so that there is no cure here he follows.
4. Lokale Härtung4. Local hardening
Beim
Vorspannen des Glases wird nicht das gesamte Glas vorgespannt. Die
Stellen, an denen das Glas später getrennt werden soll
werden nicht vorgespannt. Die lokale Härtung kann beispielsweise erfolgen
durch lokale chemische Behandlung (z. B. Ionenaustausch beim dem
Natriumatome aus dem oberflächennahem Bereich des Glases
durch Kaliumatome ersetzt werden) oder durch lokale Erhitzung durch
Laser mit nachfolgender schneller Abkühlung oder nach einer
der in
5. Das Teilen der Gläser erfolgt mit Hilfe eines Laserstrahls5. The glasses are split with the help of a laser beam
Das
Teilen der Gläser erfolgt mit Hilfe eines Laserstrahls
zum Beispiel durch Laserstrahlschmelzschneiden, durch Laserstrahlritzen
oder durch Laserstrahlsprengen. In Frage dafür kommen unter
anderem auch Verfahren, bei denen durch Laserstrahl und eventuell
anschließende Abkühlung das Glas verspannt wird
und dann gebrochen wird, oder Verfahren, bei denen durch Laser das
Glas an der Oberfläche oder in der Tiefe stark erhitzt
oder nahezu geschmolzen wird und dadurch der Bruch des Glases initiiert
wird. In Frage kommen auch die in
6. Ein Kombination der unter 1...5 beschriebenen Methoden.6. A combination of those described under 1 ... 5 Methods.
Da
im Bereich der Kanten, an denen das Glas zum Trennen (bzw. bei der
Herstellung der Löcher und/oder der Ausschnitte) bearbeitet
wurde, die Struktur der Härtung des Glases gestört
ist, kann es von Vorteil sein, dass das Glas an den bearbeiteten (Scheid-)Kanten
noch einmal gehärtet wird. Dies kann beispielsweise durch
lokale chemische Behandlung oder durch lokale Erhitzung durch Laser auf
eine für das Härten durch Tempern üblich
Temperatur mit nachfolgender schneller Abkühlung oder einer
der in
Gehärtetes Glas in PV-SolarmodulenTempered glass in PV solar modules
In vielen Fällen sind bei PV-Solarmodulen in den Gläsern Löcher bzw. Ausschnitte erforderlich z. B.
- – zur Montage der fertigen Modulen
- – zur Befestigung von Zusatzaggregaten (z. B. Anschlussdose)
- – zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse.
- - for mounting the finished modules
- - for fastening additional units (eg junction box)
- - To carry out the electrical connections.
Wenn nun gehärtete Gläser verwendet werden, müssen diese Ausschnitte oder Löcher schon vor der Härtung des Glases eingebracht werden. Da dies außerhalb des üblichen Herstellungsprozesses für Solarmodule d. h. offline erfolgt, sind damit ein erheblicher logistischer Aufwand zusätzliche Lagekapazitäten und zusätzliche Kosten verbunden.If now hardened glasses need to be used these cutouts or holes even before hardening of the glass are introduced. Because this is outside the usual Production process for solar modules d. H. done offline, are thus a significant additional logistical effort Capacity and additional costs.
Wenn diese Löcher bzw. Ausschnitte hergestellt werden mit einer der oben beschriebenen Techniken mit denen vorgespanntes Glas geteilt werden kann, so können diese Bearbeitungsschritte „in-line" erfolgen, wodurch wiederum Kosten gespart werden können.If these holes or cut-outs are made using any of the techniques described above with which tempered glass can be split, these processing steps may be "in-line". be done, which in turn can save costs.
Eine
andere Möglichkeit um in Anlagen zur großflächigen
Prozessierung Solarmodule unter Verwendung von gehärtetem
Glas herzustellen sieht vor, dass mit einer Beladung der Prozesskammer
mehrere kleinere, nebeneinander liegende, gehärtete Gläser
gleichzeitig bearbeitet werden. Hierzu ist ein spezieller Substratträger
erforderlich, der auf der gesamten Beschichtungsfläche
(
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, dass bei Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) die Plasmaerzeugung statt mit den üblicherweise verwendeten Frequenzen unter 300 MHz durch Mikrowellen (z. B. bei 2,45 GHz) erfolgt. Es wurde gefunden, dass bei dieser Art der Erzeugung von Plasma nahe der Substratoberfläche deutlich weniger störende Potentialinhomogenitäten entstehen. Zusätzlich kann die Erzeugung des Plasmas weiter vom Substrat (mehr als 5 cm) entfernt erfolgen, wodurch wiederum die Potentialinhomogenitäten in der Nähe der Substratoberfläche reduziert werden.About that In addition, it may be advantageous for Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) plasma generation takes place with the usual used frequencies below 300 MHz by microwaves (eg at 2.45 GHz). It has been found that in this type of production of Plasma near the substrate surface significantly less disturbing Potential inhomogeneities arise. additionally the generation of the plasma can be further from the substrate (more than 5 cm) be removed, which in turn the potential inhomogeneities be reduced near the substrate surface.
Glas hätte ausgehend von der atomaren Bindungsstruktur grundsätzlich eine extrem hohe Festigkeit, die jedoch in der Praxis aufgrund von Bindungsdefekten (z. B. Mikrorisse) nicht realisiert werden kann. Besonderes Augenmerk ist dabei auf die Kanten (seitliche, die Flächen der Glasscheibe begrenzenden Randflächen) des Glases zu legen. Häufig bricht das Glas ausgehend von den Mikrorissen an den Glaskanten.Glass would have basically starting from the atomic bond structure an extremely high strength, which, however, in practice due to Binding defects (eg microcracks) can not be realized. Particular attention is paid to the edges (lateral, the surfaces the glass pane limiting edge surfaces) of the glass to lay. Often the glass breaks away from the microcracks at the glass edges.
Es wurde gefunden, dass die Stabilität (Biegefestigkeit) von Gläsern mit sorgfältig gesäumten Kanten, beispielsweise sorgfältig polierten Kanten oder feuerpolierten Kanten wesentlich größer ist als von Glasern ohne polierten Kanten. Auch wurde gefunden, dass beim Schneiden von Glas durch Laser (z. B. Laserinduziertes Spannungs-Trennverfahren oder Full body cut oder Laserritzen) die Biegefestigkeit von Glas deutlich höher ist als bei Gläsern, die konventionell durch mechanisches Ritzen und Brechen zugeschnitten wurden.It It was found that the stability (bending strength) of Glasses with carefully edged edges, For example, carefully polished edges or fire polished Edges are much larger than those of glaziers without polished edges. It was also found that when cutting glass by laser (eg laser-induced voltage separation method or Full body cut or laser scribing) the bending strength of glass clearly is higher than for glasses conventionally through mechanical scribing and breaking were cut.
Somit kann die Stabilität der für den Aufbau der PV-Solarmodule verwendeten Gläser (Biegefestigkeit) durch folgende Verfahren verbessert werden:
- – Trennen der Gläser durch Laserstrahl
- – Zuschneiden der Gläser durch Laserstrahl
- – sorgfältiges Säumen der Kanten der Gläser
- – Polieren der Kanten der Gläser
- – Flammenpolieren der Kanten der Gläser
- – Säurepolieren der Kanten
- – Abätzen von gestörten Schichten im Bereich der Kanten
- – Erhitzen der Gläser im Bereich der Kanten um Defekte auszuheilen
- – Erhitzen der Gläser im Bereich der Kanten und schnelle Abkühlung, so dass das Glas im Bereich der Kante lokal vorgespannt ist.
- – chemisches Vorspannen des Gläser im Bereich der Kanten
- – Eine Kombination von mindestens zwei der genannten Verfahren
- - Separating the glasses by laser beam
- - Cutting the glasses by laser beam
- - careful seaming of the edges of the glasses
- - polishing the edges of the glasses
- - Flame polishing the edges of the glasses
- - acid polishing of the edges
- - Etching of disturbed layers near the edges
- - Heating the glasses in the area of the edges to heal defects
- - Heating of the glasses in the area of the edges and rapid cooling, so that the glass is locally biased in the area of the edge.
- - Chemical tempering of the glasses in the area of the edges
- - A combination of at least two of the said methods
Weiterhin wurde gefunden, dass das Wachstum von Bindungsdefekten an den Glaskanten und Mikrorissen mit der Zeit insbesondere durch Feuchtigkeit, Wasserdampf und mechanische Beschädigung beschleunigt wird. Somit ist es zweckmäßig wenn im Betrieb der Module die Kanten der Gläser vor mechanischer Beschädigung und Feuchtigkeit und Wasserdampf geschützt werden. Insbesondere eignen sich folgende Verfahren die Kanten von Beschädigung zu schützen.
- – Schutz der Glaskante vor Kontakt mit Feuchtigkeit und Wasserdampf
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit einem feuchtigkeitsdichten Stoff
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit einem wasserdampfdichten Stoff
- – Abdeckung oder Beschichtung des Glases im Bereich der Kante mit Metall (zum Beispiel Aluminium oder Silber)
- – Anbringung eines Kantenschutzprofils aus Metall oder Kunststoff
- – Versiegelung der Kante mit Silikon
- – Versiegelung der Kante mit Acryl
- – Versiegelung der Kante mit Butyl
- – Versiegelung der Kante mit Polysulfid
- – Versiegelung der Kante mit einem Elastomer
- – Eine Kombination von mindestens zwei der genannten Verfahren
- - Protection of the glass edge from contact with moisture and water vapor
- - Cover or coat the glass in the area of the edge with a moisture-proof material
- - Cover or coat the glass in the area of the edge with a water-vapor-tight material
- Covering or coating the glass in the region of the edge with metal (for example aluminum or silver)
- - Attaching an edge protection profile made of metal or plastic
- - Seal the edge with silicone
- - Sealing the edge with acrylic
- - Seal the edge with butyl
- - Seal the edge with polysulfide
- - Seal the edge with an elastomer
- - A combination of at least two of the said methods
Da
bei Glas Solarmodulen häufig zwei Glasplatten (z. B. wie
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 102004014276 [0043] - DE 102004014276 [0043]
- - DE 102004014277 [0043] - DE 102004014277 [0043]
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