DE102009025275A1 - Solar cell module, has heat guidance element arranged in back side of module for reducing back-side heating of module and comprising heat guidance foil that is located in thermal contact with solar cell - Google Patents

Solar cell module, has heat guidance element arranged in back side of module for reducing back-side heating of module and comprising heat guidance foil that is located in thermal contact with solar cell Download PDF

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Abstract

The module (10) has a cover element for covering a top side of the module, and a carrier element for accommodating a solar cell (14). A heat guidance element is arranged in a back side of the module for reducing back-side heating of the module. The heat guidance element comprises a heat guidance foil (15) that is located in thermal contact with the solar cell. The heat guidance foil is made of ceramics or thermoplastic polyurethane. A heatspreader foil is arranged on a back side of the heat guidance foil and made of graphite, copper or aluminum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul, mit wenigstens einem Trägerelement und einer Solarzelle, die auf dem Trägerelement angeordnet ist. Die Solarzelle ist von einem Deckelement überdeckt, das die in Montageendstellung zur Sonne hin gerichtete Oberseite des Solarzellenmoduls überdeckt. Auf der Rückseite des Solarzellenmoduls ist wenigstens ein Wärmeleitelement zur Reduzierung der Rückseitenerwärmung angeordnet.The The invention relates to a solar cell module having at least one carrier element and a solar cell disposed on the support member is. The solar cell is covered by a cover element, this is the top in the final assembly position facing the sun covered by the solar cell module. On the back of the Solar cell module is at least one heat conducting element for Reduction of rear heating arranged.

Aus DE 80 26 299 U1 ist ein Solarpanel bekannt, auf dessen Rückseite Kühlrippen angeordnet sind, um die durch die Sonneneinstrahlung entstehende rückseitige Wärme an der Aluminiumplatte, die den Träger bildet, an die Umgebung abzuleiten. Die Rückseite des Solarpanels muss mit erheblichem Abstand von einer Dachfläche oder sonstigen Montagefläche montiert und zur Kühlung hinterlüftet werden.Out DE 80 26 299 U1 For example, a solar panel is known, on the back of which cooling fins are arranged in order to dissipate the heat generated by the solar radiation on the aluminum plate, which forms the carrier, to the environment. The back of the solar panel must be mounted at a considerable distance from a roof or other mounting surface and ventilated for cooling.

Ein ähnlicher Solarmodulaufbau ist aus DE 203 20 240 U1 bekannt, die Rückseite eines Trägers ist integral mit den Kühlrippen versehen. Auch diese Anordnung muss hinterlüftet werden, um einen Kühleffekt sicherzustellen und ist zudem relativ materialaufwendig. Zudem sind beide Solarpaneleinrichtungen nur mit erheblichem Aufwand zu recyceln.A similar solar module construction is off DE 203 20 240 U1 known, the back of a carrier is integrally provided with the cooling fins. Also, this arrangement must be ventilated to ensure a cooling effect and is also relatively expensive material. In addition, both solar panel devices can be recycled only with considerable effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellenmodul mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart auszubilden, dass es insgesamt flacher baut, einfacher herstellbar ist, mit weniger Material auskommt und eine Hinterlüftung des Solarzellenmoduls zur Wärmeabfuhr nicht unbedingt erforderlich und die Recyclingfähigkeit verbessert ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Wärmeleitelement aus einer Wärmeleitfolie besteht, die in thermischem Kontakt mit der wenigstens einen Solarzelle steht.Of the Invention is based on the object, a solar cell module with the Form features of the preamble of claim 1 in such a way that it is flatter overall, easier to produce, with less material gets along and a rear ventilation of the solar cell module for Heat removal is not essential and recyclability is improved. This object is achieved in that the heat-conducting element made of a heat-conducting foil which is in thermal contact with the at least one solar cell stands.

Wärmeleitfolien sind insbesondere flexible Folien aus thermoplastischem Materialien, die aufgrund der entweder in ihnen enthaltenen keramischen Partikel in der Lage sind, innerhalb der Fläche der Folie Wärme zu einer Wärmesenke abzuleiten oder insgesamt aus wärmeleitfähigen Materialien ausgebildet sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem aufwendige Verrippungen auf der Rückseite des Solarzellenmoduls erforderlich sind, um eine Wärmeabgabe an die Umgebung, d. h. in einen hinterlüfteten Bereich des Panels zu gewährleisten, können die Solarzellenmodule nach der Erfindung sehr flach bauen und unter Umständen unmittelbar auf eine sie tragende Oberfläche oder Wand angesetzt werden. Eine Hinterlüftung muss nicht unbedingt vorgesehen werden. Die Wärmeabfuhr erfolgt innerhalb der Wärmeleitfolienschicht z. B. zu randseitigen Elementen, sodass eine Überhitzung der Solarzellenmodule nicht zu befürchten ist. Aber auch bereits die Tatsache, dass im Verbund der mehreren Schichten des Solarzellenmoduls unter den Solarzellen eine Wärmeleitfolie angebracht wird, führt bereits zu einem deutlichen Entwärmungseffekt im Bereich der Rückseite, da sich die Wärme verteilen und über die Fläche abgestrahlt werden kann. Die Wärmeableitung kann zur hinteren freien Fläche erfolgen und über die Rückseite flächig abgegeben werden. Da die Temperatur des auf diese Weise gekühlten Solarzellenmoduls deutlich reduziert ist, ist auch der Wirkungsgrad des Solarpanels erhöht.Thermally conductive foil are in particular flexible films of thermoplastic materials, the ceramic particles contained either in them are able to heat within the area of the film too derive a heat sink or a total of thermally conductive Materials are formed. In contrast to the prior art, in the elaborate ribbing on the back of the solar cell module required are to heat dissipation to the environment, d. H. in a to ensure the ventilated area of the panel The solar cell modules according to the invention can be very flat build and, in some circumstances, directly on a Surface or wall are attached. A rear ventilation does not necessarily have to be provided. The heat dissipation takes place within the Wärmeleitfolienschicht z. B. to peripheral elements, so that overheating of the solar cell modules not too is afraid. But already the fact that in the Composite of the multiple layers of the solar cell module under the solar cells a heat-conducting foil is attached already leads to a significant heat dissipation effect in the area of the back, as the heat spreads and over the area can be radiated. The heat dissipation can be to the rear free Surface done and over the back be delivered flat. Because the temperature of this way cooled solar cell module is significantly reduced is also increases the efficiency of the solar panel.

Ein ganz wesentlicher Vorteil bei der Anwendung einer erfindungsgemäßen aufgebauten Solarpanelkonstruktion ist deren Recyclingfähigkeit. Herkömmliche Solarzellenaufbauten weisen einen sehr unterschiedlichen Mix von Materialien auf, die nur schwer beim Recyceln zu trennen sind. Dies gilt auch für Solarpanele, die insgesamt aus Kunststoff hergestellt sind. Dabei werden beim Stand der Technik transparente Schichten z. B. aus Tedlar eingesetzt. Tedlarfolien sind Polyvinylfluoridfolien, die zwar eine hohe Witterungsbeständigkeit aufweisen, aber insgesamt nur sehr schlecht zu recyceln sind. Bei der Erfindung wird im Rückenbereich des Solarmoduls auf derartige Tedlarfolien verzichtet, anstelle dieser werden Wärmeleitfolien eingesetzt, nämlich thermoplastische Folien, wie z. B. Polyurethan-Folien, wie sie nachfolgend noch im Einzelnen beschrieben werden. Brauchbar sind auch z. B. wärmeleitende Silikonfolien, diese können im Verbund mit den weiteren Schichten des Solarpanels verklebt oder über Primerschichten verbunden werden. Denkbar sind auch Mischungen aus Polyurethan und Silikonmassen, die – so sie zu Folien verarbeitet werden – sowohl unter Druck laminiert als auch verklebt werden können, um zu einem Folienverbund zu bilden. Im Gegensatz zu aufwendigen Rippenkühlkörpern, wie sie bei dem eingangs genannten Stand der Technik verwendet werden, werden zur Herstellung der erfindungsgemäßen Solarpanele lediglich sehr flach bauende Elemente miteinander verbaut, d. h. diese Elemente können einem Presslaminiervorgang oder Klebevorgang unterzogen werden, der aufgrund der relativ guten Stabilität der Wärmeleitfolien problemlos durchführbar ist. Beim Stand der Technik neigen die beispielsweise 0,25 bis 0,30 mm dicken verwendeten Tedlarfolien dazu, beim Pressvorgang aufgrund ihres niedrigen Anschmelzpunktes von 70–80°C seitlich aus den Presslingen auszutreten, was zu erhöhten Materialkosten führt und eine aufwendige Nachbehandlung erforderlich macht.One very significant advantage in the application of an inventive constructed solar panel construction is their recyclability. Conventional solar cell structures have a very different Mix of materials that are difficult to separate when recycling are. This also applies to solar panels, the total off Plastic are made. This will be in the prior art transparent layers z. B. used from Tedlar. Tedlarfolien are polyvinyl fluoride films, which have a high weather resistance, but overall they are very poor to recycle. In the invention is in the back region of the solar module on such Tedlarfolien omitted, instead of this heat conducting foils are used, namely thermoplastic films such. B. Polyurethane films, as described in detail below. Useful are also z. B. thermally conductive silicone films, these can glued or bonded together with the other layers of the solar panel Primer layers are connected. Also conceivable are mixtures of Polyurethane and silicone compounds, which - so they processed into films be - both under pressure laminated and glued can be used to form a film composite. in the Contrary to elaborate rib heat sinks, such as they are used in the aforementioned prior art, are used to produce the solar panels according to the invention only very flat building elements installed together, d. H. these elements can be a press lamination or gluing process be subjected, due to the relatively good stability the Wärmeleitfolien is easily carried out. In the prior art, for example, 0.25 to 0.30 mm tend Thick Tedlarfolien used to, during the pressing process due their low melting point of 70-80 ° C laterally to exit from the compacts, resulting in increased material costs leads and requires a costly treatment.

Grundsätzlich ist es möglich, die Wärmeleitfolie selbst als Trägerelement für die verdrahteten Solarzellen heranzuziehen. Dadurch können zusätzliche Zwischenschichten gespart werden. Auf der Rückseite der Wärmeleitfolie kann zusätzlich eine sogenannte Heatspreader-Folie angeordnet werden. Heatspreader-Folien sind dünne Folien, die zu einer flächigen Wärmeverteilung dienen, beispielsweise können dies metallische Folien, keramische Folien oder Folien aus Grafit sein. Innerhalb der Solarzellenanordnung können die Leiterbahnen derart gewählt werden, dass ein Wärmeableitungseffekt zum Rand des Solarzellenmoduls über die Leiterbahnen erfolgt. Dadurch kommt es zu einer Unterstützung des flächigen Wärmeableitverhaltens der Wärmeleitfolie durch die Leiterbahn, sodass ein noch besserer Rückseitenkühleffekt erzielt wird. Das Solarzellenmodul kann einen Rand aufweisen, in welchen die Wärmeableitung erfolgt. Es ist aber auch möglich randseitig zusätzliche Wärmesenkenstrukturen anzuordnen.Basically, it is possible, the heat conduction itself as a support element for the wired solar cells. As a result, additional intermediate layers can be saved. In addition, a so-called heat spreader film can be arranged on the back side of the heat-conducting foil. Heat spreader films are thin films which serve for a planar heat distribution, for example metallic films, ceramic films or films of graphite. Within the solar cell arrangement, the conductor tracks can be selected such that a heat dissipation effect takes place to the edge of the solar cell module via the conductor tracks. This leads to a support of the areal heat dissipation behavior of the heat conducting foil through the conductor track, so that an even better backside cooling effect is achieved. The solar cell module may have an edge in which heat dissipation occurs. But it is also possible to arrange additional heat sink structures on the edge.

Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung die Rückseite der Wärmeleitfolie als strukturierte Oberfläche auszubilden, was zu einer Oberflächenvergrößerung führt. Wenn vorstehend von einer strukturierten Oberfläche gesprochen wird, so soll dieser Begriff alle Formen wie z. B. Welligkeiten und dergleichen einschließen, die zu einer Oberflächenvergrößerung führen. Die strukturierte Oberfläche kann durch den oben stehend schon erwähnten Pressvorgang eingeprägt werden und so gestaltet werden, dass die Rückseitenstrukturierung direkt in der Wärmeleitfolie erfolgt. Es ist aber auch möglich, auf die Wärmeleitfolie eine zusätzliche strukturierte Folie aufzubringen und durch den Pressvorgang mit der Wärmeleitfolie innig zu verbinden.It is also within the scope of the invention, the back of the Form heat-conducting film as a structured surface, resulting in a surface enlargement leads. If protruding from a textured surface is spoken, so should this term all forms such. B. ripples and the like resulting in a surface enlargement to lead. The textured surface can be through impressed on the above-mentioned pressing process be and be designed so that the back side structuring takes place directly in the heat-conducting foil. It is also possible, on the heat conducting an additional apply structured film and by pressing with to connect the Wärmeleitfolie intimately.

Das Deckelement des Moduls kann aus einer flexiblen laminierfähigen Isolationsfolie bestehen.The Cover element of the module can be made of a flexible laminate Insulation film exist.

Die Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Folien kann z. B. zwischen 1,0 W/mk und einigen 100 W/mK betragen.The Thermal conductivity of the films used can z. B. between 1.0 W / mk and some 100 W / mK amount.

Die Erfindung ist anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:The Invention is based on advantageous embodiments explained in more detail in the drawing figures. These demonstrate:

1 einen Schnitt durch ein Solarzellenmodul mit rückseitiger Wärmeleitfolie zur Verbesserung des thermischen Verhaltens des Aufbaus; 1 a section through a solar cell module with backside Wärmeleitfolie to improve the thermal behavior of the structure;

2 einen Schnitt gemäß 1, wobei im Rückseitenbereich des Moduls zusätzlich eine Heatspreader-Folie verbaut ist; 2 a section according to 1 , wherein in the rear side region of the module in addition a Heatspreader film is installed;

3 ein vereinfachter Aufbau einer Dünnschichtsolarzelle mit Heatspreader-Folie; 3 a simplified construction of a thin-film solar cell with heat spreader film;

4 ein Schnitt durch eine Polymersolarzelle; 4 a section through a polymer solar cell;

5 ein Schnitt durch einen Solarzellenaufbau gemäß 3 mit rückseitiger Oberflächenvergrößerung durch Strukturierung der Rückseitenfolienoberfläche. 5 a section through a solar cell assembly according to 3 with back surface enlargement by structuring the back side foil surface.

Das in 1 im Schnitt schematisch dargestellte Solarzellenmodul 10 weist auf seiner der Strahlungsquelle zugewandten Oberseite 11 eine Glasabdeckung 12 auf, unter welcher eine flexible thermoplastische Isolationsfolie 13 aus Polyurethan als zusätzliche Verkapselungsfolie angeordnet ist. Die Eigenschaften dieser Isolationsfolie 13 sind im Einzelnen der Tabelle 1 zu entnehmen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine silikonfreie flexible Isolationsfolie 13 mit dem Handelsnamen „Keratherm® PU 10”. (Keratherm ist eine eingetragene Marke der Firma Kerafol, Eschenbach). Diese Isolationsfolie 13 kann laminationsfähig sein.This in 1 in section schematically illustrated solar cell module 10 indicates on its the radiation source facing top 11 a glass cover 12 on, under which a flexible thermoplastic insulation film 13 polyurethane is arranged as an additional encapsulation film. The properties of this insulation film 13 are shown in detail in Table 1. This is, for example, a silicone-free flexible insulation film 13 with the trade name "Keratherm ® PU 10". (Keratherm is a registered trademark of Kerafol, Eschenbach). This insulation film 13 can be laminated.

Als nächste Schicht folgt eine verdrahtete Si-Solarzelle 14 in üblicher Bauweise.The next layer is a wired Si solar cell 14 in usual construction.

Diese Schicht 14 ist auf einer thermoplastischen Wärmeleit-Elastomerfolie 15 angeordnet, die ein sehr gutes Isolationsverhalten und gute mechanische Eigenschaften aufweist. Die Eigenschaften dieser Folie, die im Handel unter Keratherm® MT 102 oder Keratherm® MT 103 vertrieben werden, sind in Tabelle 2 dargelegt. Diese Wärmeleit-Elastomerfolie 15 ist vorzugsweise silikonfrei.This layer 14 is on a thermoplastic thermally conductive elastomeric film 15 arranged, which has a very good insulation behavior and good mechanical properties. The properties of this film, which are sold commercially under Keratherm ® MT 102 or Keratherm ® MT 103 are set out in Table 2 below. This heat-conducting elastomeric film 15 is preferably silicone-free.

Dieser Wärmeleitfolienschicht folgt zur Rückseite 16 des Solarzellenmoduls 10 hin wiederum eine Isolationsfolie etwa entsprechend der Folie 13, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird die Rückseite zusätzlich abgedeckt durch eine rückseitige Glasabdeckung 12. Es sei darauf hingewiesen, dass derartige doppelte Glasabdeckungen auf Vorderseite und Rückseite nur bei Solarpanels üblich sind, die größer als 1 m2 sind. Kleinere Solarzellenmodule 10 kommen auch ohne vorder- und/oder rückseitige Glasabdeckungen 12 aus, da z. B. die verwendeten Wärmeleit-Elastomerfolien 15 eine ausreichende mechanische Stabilität gewährleisten. Anstelle der genannten Glasabdeckungen können auch Abdeckungen aus anderen Materialien eingesetzt werden.This Wärmeleitfolienschicht follows to the back 16 of the solar cell module 10 in turn, an insulating film approximately corresponding to the film 13 , in the embodiment according to 1 The back is additionally covered by a glass back cover 12 , It should be noted that such double glass covers on front and back are common only in solar panels that are larger than 1 m 2 . Smaller solar cell modules 10 also come without front and / or back glass covers 12 out because z. As the heat-conducting elastomeric films used 15 ensure adequate mechanical stability. Instead of the aforementioned glass covers can also covers made of other materials be used.

Auf der linken Seite des Schnittes durch das Solarzellenmodul 10 ist noch klammerartig ein Rand 17 dargestellt, der ebenfalls optional montiert werden kann.On the left side of the section through the solar cell module 10 is still a claw-like edge 17 shown, which can also be optionally mounted.

Das in 2 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem Beispiel gemäß Anspruch 1, lediglich ist zwischen die rückseitige Isolationsfolie 13 und die rückseitige Glasabdeckung 12 (optional angebracht) noch eine Heatspreader-Folie 18 geschichtet, durch die lokale Wärmequellen flächig zusätzlich verteilt werden, um den Wirkungsgrad des Solarmoduls 10 insgesamt zu verbessern.This in 2 schematically illustrated embodiment corresponds to the example of claim 1, only is between the back side insulation film 13 and the back glass cover 12 (optionally attached) or a heat spreader film 18 layered, are distributed by the local heat sources areally to the efficiency of the solar module 10 improve overall.

Bei dem in 3 dargestellten vereinfachten Aufbau eines Dünnschichtsolarzellenmoduls 30 besteht die der Strahlungsquelle zugewandte Oberseite 31, aus einer Isolationsfolie 33, die der Isolationsfolie 13 in 1 und 2 entspricht und deren Details in Tabelle 1 dargelegt sind.At the in 3 illustrated simplified structure of a thin film solar cell module 30 there is the top of the radiation source facing 31 , from an insulation film 33 that of the insulation film 13 in 1 and 2 and whose details are set forth in Table 1.

Unter dieser Isolationsfolie 33 ist eine Dünnschicht-Si-Solarzelle 34 dargestellt, die beispielsweise auf einem Glasträger durch einen Sputtervorgang oder dergleichen aufgebracht werden kann. Unter dieser Solarzellenschicht 34 ist eine Wärmeleitfolie 35 angeordnet und die beispielsweise den Zusammensetzungen und Eigenschaften entspricht, wie sie in Tabelle 2 dargelegt sind.Under this insulation film 33 is a thin film Si solar cell 34 represented, for example, can be applied to a glass substrate by a sputtering process or the like. Under this solar cell layer 34 is a heat-conducting foil 35 and, for example, corresponding to the compositions and properties set forth in Table 2.

Diese Wärmeleitfolienschicht 35 ist mit einer Heatspreader-Folie 36 hinterlegt, die z. B. eine hochverdichtete Grafitfolie sein kann. An dieser Stelle sei angemerkt, dass derartige Grafitfolien innerhalb der Schicht ein extrem hohes Wärmeleitvermögen aufweisen und deswegen besonders gut geeignet sind, punktuell auftretende Wärme entweder abzuleiten oder zumindest flächig zu verteilen. Typische Eigenschaften derartiger Grafitfolien ergeben sich beispielsweise aus Tabelle 5.This Wärmeleitfolienschicht 35 is with a heatspreader slide 36 deposited, the z. B. may be a highly compressed graphite foil. At this point it should be noted that such graphite foils have an extremely high thermal conductivity within the layer and therefore are particularly well suited to either selectively dissipate heat or at least distribute it over a wide area. Typical properties of such graphite films are shown, for example, in Table 5.

Als Verkapselungsschicht folgt auf der Rückseite 37 des Dünnschichtsolarzellenpanels 30 wiederum eine Isolationsfolie entsprechend der Deckfolie 33.As encapsulation layer follows on the back 37 of the thin-film solar cell panel 30 again an insulation film corresponding to the cover sheet 33 ,

Der in 3 dargestellte Aufbau eines Solarzellenmoduls 30 ist auch anwendbar für CIS-Module. Bei den CIS Modulen handelt es sich um CuInSe2 Module und um CdTe-Dünnschichtmodule. Diese Module werden auf Basis einer Sputtertechnik unter Verwendung der genannten Materialien hergestellt.The in 3 illustrated construction of a solar cell module 30 is also applicable for CIS modules. The CIS modules are CuInSe 2 modules and CdTe thin-film modules. These modules are manufactured on the basis of a sputtering technique using the materials mentioned.

In 4 ist schematisch ein Polymersolarzellenaufbau dargestellt. Das Polymersolarzellenmodul 40 weist eine Verkapselungsschicht 43 aus einer Isolationsfolie auf, deren Eigenschaften in Tabelle 1 im Einzelnen beispielhaft dargelegt sind. Als zweite Schicht von oben folgt eine Dünnschichtpolymersolarzelle z. B. aus Cadmiumtelurid, die als Trägerelement unmittelbar auf eine Wärmeleitfolie 44 aufgebracht ist, wie sie beispielsweise in Tabelle 2 oder in Tabelle 3 dargelegt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass anstelle der Folien gem. Tabelle 2 grundsätzlich auch Folien gemäß Tabelle 3 verwendet werden können, die Folien mit den Eigenschaften der Tabelle 3 werden unter der Marke Keratherm® und der Bezeichnung U 90 von der Anmelderin kommerziell in den Verkehr gebracht. Hierbei handelt es sich um silikonfreie flexible keramische Wärmeleit- und Isolationsfolie.In 4 schematically a polymer solar cell assembly is shown. The polymer solar cell module 40 has an encapsulation layer 43 from an insulating film whose properties are set forth in Table 1 in detail by way of example. As a second layer from above follows a thin-film polymer solar cell z. B. from Cadmiumtelurid, as a carrier element directly on a Wärmeleitfolie 44 as set forth in Table 2 or Table 3, for example. It should be noted that instead of the films gem. Table 2 also foils can be used according to Table 3 in principle, the films having the properties of Table 3 under the trademark and designation Keratherm ® U 90 by the Applicant placed commercially on the market. This is silicone-free flexible ceramic heat-conducting and insulating film.

Diese Dünnschichtpolymersolarzelle auf Wärmeleitfolienbasis 44 ist hinterlegt mit einer Heatspreader-Folie 46, wie sie beispielsweise auch als Schicht 36 bei dem Ausführungsbeispiel gem. 3 verwendet ist. Die Rückseite 47 wird durch ein Isolationsfolienmaterial gebildet, das dem Material der Deckfolie 43 entspricht.This thin film polymer solar cell based on Wärmeleitfolienbasis 44 is deposited with a heatspreader slide 46 as, for example, as a layer 36 in the embodiment according to. 3 is used. The backside 47 is formed by an insulating film material, which is the material of the cover sheet 43 equivalent.

Auch bei den Ausführungsbeispielen der 3 und 4 sind optionale Randelemente 17 dargestellt.Also in the embodiments of the 3 and 4 are optional border elements 17 shown.

Das Ausführungsbeispiel gem. 5 entspricht nun dem gem. 3 und/oder 4, die dort dargestellte Dünnschichtsolarzelle 50 unterscheidet sich lediglich von dem Ausführungsbeispiel gem. 3 oder 4 dadurch, dass auf der Rückseite 57 des Dünnschichtsolarzellenmoduls 50 eine strukturierte Wärmeleitfolie 58 angebracht ist, diese kann beispielsweise eine geprägte Wärmeleitfolie 58 sein, die die Eigenschaften der so genannten MT Folien gem. Tabelle 2 aufweist.The embodiment acc. 5 now corresponds to the gem. 3 and or 4 , the thin-film solar cell shown there 50 differs only from the embodiment gem. 3 or 4 in that on the back 57 of the thin-film solar cell module 50 a structured heat conducting foil 58 is attached, this can, for example, an embossed heat conducting foil 58 be that the properties of the so-called MT films gem. Table 2 has.

Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele lediglich schematischer Natur sind, gezeigte Deckschichten können auch durch andere Materialien ersetzt werden, darüber hinaus ist es möglich, bei relativ kleinen Solarzellenmodulen 10 oder bei solchen in Dünnschichtaufbau die Berandungen 17 wegzulassen. Eigenschaften Einheit Wert Farbe transparent Wärmeleitfähigkeit λ W/mk 0,2 Durchschlagsspannung Ud KV 4 Gesamtdicke (+/–10%) mm 0,2–0,5 Zugfestigkeit N/mm2 2,9 Reißdehnung % 500 Härte Shore A 30 Einsatztemperatur °C –40 bis +125 Laminationsbedingungen 160°C/¼ h TABELLE 1: KERATHERM® PU 10 Eigenschaften Einheit MT 102 MT 103 Farbe blau rot Thermische Eigenschaften Thermischer Widerstand Rth K/W 0,50 0,31 Thermische Impedanz Rtl °Cmm2/W Kin2/W 200 0,28 124 0,17 Wärmeleitfähigkeit λ W/mK 1,1 1,8 Elektrische Eigenschaften Durchschlagsspannung Ud;ac KV 10 10 Spezf. Volumenwiderstand Ωcm 2,2 × 1010 4,7 × 1010 Dielektrischer Verlustfaktor tanδ (1 kHz) 1 1,0 × 10–3 1,0 × 10–3 Dielektrische Konstante εr (1 kHz) 1 2,68 2,61 Mechanische Eigenschaften Dicke (+/–10%) mm 0,225 0,225 Härte Shore A 70 60 Zugfestigkeit N/mm2 2 2 Reißdehnung % > 1000 > 200 Physikalische Eigenschaften Einsatztemperatur °C –40 bis +125 –40 bis +125 Flammenklasse UL 94 Im Test Im Test TABELLE 2: KERATHERM® MT-FOLIE Eigenschaften Einheit Wert Farbe blau Thermischer Widerstand K/W 0,036 Wärmeleitfähigkeit λ W/mK 6 Durchschlagsspannung Ud KV > 0,8 Gasamtdicke (+/–10%) mm 0,08 Zugfestigkeit N/mm2 1,5 Reißdehnung % 600 Härte Shore A 80 Einsatztemperatur °C –40 bis +125 TABELLE 3: KERATHERM® U90 Eigenschaften Einheit Wert Farbe blau Thermischer Widerstand (Dicke 0,15 mm) K/W 0,125 Thermische Impedanz (Dicke 0,15 mm) °Cmm2/W Kin2/W 49 0,08 Wärmeleitfähigkeit λ W/mK 2,5 Durchschlagsspannung Ud (Dicke 0,15 mm) KV 4,0 Durchschlagsfestigkeit Ed KV/mm 25,0 Gesamtdicke (+/–10%) mm 0,150 Härte Shore A 80 Zugfestigkeit N/mm2 3 Reißdehnung % 130 Einsatztemperatur °C –40 bis +125 Dichte g/cm3 2,9 TABELLE 4: KERATHERM® U 80 Eigenschaften Einheit S 900 Farbe schwarz Thermische Eigenschaften Messmethode in der Ebene durch die Dicke Thermischer Widerstand Rth K/W 0,002 0,080 Wärmeleitfähigkeit λ W/mK 450 7,5 Elektrische Eigenschaften Elektrischer Widerstand Ωμm 6,0 1000 Durchschlagfestigkeit Ed;ac KV/mm elektrisch leitend Mechanische Eigenschaften Dicke (+/–10%) mm 0,29 Härte Shore D 30 Physikalische Eigenschaften Einsatztemperatur °C –40 bis +400 Dichte g/cm3 1,8 TABELLE 5: KERATHERM® GRAFIT S 900 Finally, it should be noted that the illustrated embodiments are only of a schematic nature, shown cover layers can also be replaced by other materials, moreover, it is possible with relatively small solar cell modules 10 or in those in thin-film structure the edges 17 omit. properties unit value colour transparent Thermal conductivity λ W / mk 0.2 Breakdown voltage U d KV 4 Total thickness (+/- 10%) mm 0.2-0.5 tensile strenght N / mm 2 2.9 elongation at break % 500 hardness Shore A 30 Operating temperature ° C -40 to +125 lamination conditions 160 ° C / ¼ h TABLE 1: KERATHERM ® PU 10 properties unit MT 102 MT 103 colour blue red Thermal properties Thermal resistance R th K / W 0.50 0.31 Thermal impedance R tl ° Cmm 2 / W Kin 2 / W 200 0.28 124 0.17 Thermal conductivity λ W / mK 1.1 1.8 Electrical Properties Breakdown voltage U d; ac KV 10 10 Spezf. volume resistivity .OMEGA.cm 2.2 × 10 10 4.7 × 10 10 Dielectric loss factor tanδ (1 kHz) 1 1.0 × 10 -3 1.0 × 10 -3 Dielectric constant ε r (1 kHz) 1 2.68 2.61 Mechanical properties Thickness (+/- 10%) mm 0.225 0.225 hardness Shore A 70 60 tensile strenght N / mm 2 2 2 elongation at break % > 1000 > 200 Physical Properties Operating temperature ° C -40 to +125 -40 to +125 Flameclass UL 94 In the test In the test TABLE 2: KERATHERM ® MT-FILM properties unit value colour blue Thermal resistance K / W 0,036 Thermal conductivity λ W / mK 6 Breakdown voltage U d KV > 0.8 Gas office thickness (+/- 10%) mm 0.08 tensile strenght N / mm 2 1.5 elongation at break % 600 hardness Shore A 80 Operating temperature ° C -40 to +125 TABLE 3: KERATHERM ® U90 properties unit value colour blue Thermal resistance (thickness 0.15 mm) K / W 0,125 Thermal impedance (thickness 0.15 mm) ° Cmm 2 / W Kin 2 / W 49 0.08 Thermal conductivity λ W / mK 2.5 Breakdown voltage U d (thickness 0.15 mm) KV 4.0 Dielectric strength E d KV / mm 25.0 Total thickness (+/- 10%) mm 0,150 hardness Shore A 80 tensile strenght N / mm 2 3 elongation at break % 130 Operating temperature ° C -40 to +125 density g / cm 3 2.9 TABLE 4: KERATHERM ® U 80 properties unit S 900 colour black Thermal properties measurement method in the plane through the thickness Thermal resistance R th K / W 0,002 0,080 Thermal conductivity λ W / mK 450 7.5 Electrical Properties Electrical resistance Ωμm 6.0 1000 Dielectric strength E d; ac KV / mm electrically conductive Mechanical properties Thickness (+/- 10%) mm 0.29 hardness Shore D. 30 Physical Properties Operating temperature ° C -40 to +400 density g / cm 3 1.8 TABLE 5: KERATHERM ® GRAPHITE S 900

1010
Solarzellenmodulsolar cell module
1111
Oberseite v. 10 Top v. 10
1212
Glasabdeckungglass cover
1313
Isolationsfolieinsulation blanket
1414
Solarzellesolar cell
1515
Wärmeleit-ElastomerfolieThermal Conductivity elastomeric film
1616
Rückseite v. 10 Backside v. 10
1717
Randedge
1818
Heatspreader-FolieHeatspreader film
3030
DünnschichtsolarzellenmodulThin film solar cell module
3131
Oberseitetop
3333
Isolationsfolieinsulation blanket
3434
Dünnschicht-Si-SolarzelleThin-film Si solar cell
3535
WärmeleitfolienschichtWärmeleitfolienschicht
3636
Heatspreader-FolieHeatspreader film
3737
Rückseiteback
4040
PolymersolarzellenmodulPolymer solar cell module
4343
Verkapselungsschichtencapsulation
4444
WärmeleitfolienbasisWärmeleitfolienbasis
4646
Heatspreader-FolieHeatspreader film
4747
Rückseiteback
5050
DünnschichtsolarzelleThin film solar cell
5757
Rückseite v. 50 Backside v. 50
5858
WärmeleitfolieHeat conducting

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (18)

Solarzellenmodul (10, 30, 40, 50) mit wenigstens einem Trägerelement, wenigstens einer Solarzelle (14, 34), die auf dem Trägerelement angeordnet ist, einem Deckelement, das die in Montageendstellung zur Sonne gerichtete Oberseite des Solarzellenmoduls (10, 30, 40, 50) bedeckt, wobei auf der Rückseite des Solarzellenmoduls (10, 30, 40, 50) wenigstens ein Wärmeleitelement zur Reduzierung der Rückseitenerwärmung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement aus einer Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) besteht, die in thermischem Kontakt mit der wenigstens einen Solarzelle (14, 34) steht.Solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ) with at least one carrier element, at least one solar cell ( 14 . 34 ), which is arranged on the carrier element, a cover element, which is directed in the final assembly position to the sun top of the solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ), wherein on the back of the solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ) at least one heat-conducting element for reducing the backside heating is arranged, characterized in that the heat-conducting element consists of a heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) in thermal contact with the at least one solar cell ( 14 . 34 ) stands. Solarzellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine keramische Wärmeleitfolie ist.Solar cell module according to claim 1, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) is a ceramic heat conducting foil. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) aus thermoplastischem Polyurethan besteht oder solches enthält.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) consists of thermoplastic polyurethane or contains such. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) als Trägerelement für die verdrahteten Solarzellen (14, 34) dient.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) as a carrier element for the wired solar cells ( 14 . 34 ) serves. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine Heatspreader-Folie (18, 36, 46) angeordnet ist.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that on the back of the heat-conducting ( 15 . 35 . 44 . 58 ) a heatspreader foil ( 18 . 36 . 46 ) is arranged. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heatspreader-Folie (18, 36, 46) aus Grafit besteht.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat spreader film ( 18 . 36 . 46 ) consists of graphite. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heatspreader-Folie (18, 36, 46) aus einer Kupfer und/oder Aluminiumfolie besteht.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat spreader film ( 18 . 36 . 46 ) consists of a copper and / or aluminum foil. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen innerhalb der Solarzellenanordnung derart gewählt sind, dass ein Wärmeableitungseffekt zum Rand des Solarzellenmoduls (10, 30, 40, 50) über die Leiterbahnen hin erfolgt.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor tracks are selected within the solar cell array such that a heat dissipation effect to the edge of the solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ) takes place via the tracks. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Solarzellenmodul (10, 30, 40, 50) einen metallischen Rand (17) aufweist, in welchen eine Wärmeableitung erfolgt.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ) a metallic edge ( 17 ), in which a heat dissipation takes place. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf der Rückseite (16, 47, 57) des Solarzellenmoduls (10, 30, 40, 50) angeordnete Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine strukturierte Oberfläche hat.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that one on the back ( 16 . 47 . 57 ) of the solar cell module ( 10 . 30 . 40 . 50 ) arranged heat conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) has a textured surface. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche zu einer Oberflächenvergrößerung führt.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the structured surface leads to a surface enlargement. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine weitere strukturierte Folie aufgebracht ist.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) a further structured film is applied. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine verfüllte thermoplastische Polyorethan-Folie ist.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) is a filled thermoplastic polyurethane film. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement aus einer laminierfähigen flexiblen Isolationsfolie (13, 33) besteht.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover element consists of a laminatable flexible insulating film ( 13 . 33 ) consists. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement silikonfrei ist.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the cover element is silicone-free. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine Isolationsfolie (13, 33) ist.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) an insulation film ( 13 . 33 ). Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfüllung der Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) aus keramischen Einzelpartikeln besteht.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the backfilling of the heat-conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) consists of individual ceramic particles. Solarzellenmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfolie (15, 35, 44, 58) eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 1,0 und 400 W/mK beträgt.Solar cell module according to one of the preceding claims, characterized in that the Heat conducting foil ( 15 . 35 . 44 . 58 ) has a thermal conductivity between 1.0 and 400 W / mK.
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