(57)【要約】  本発明はソーラーモジュール（１）に関する。これは、少なくとも以下のものを含んでいる：担体層（２）と、当該担体層上に相互に重なって配置された、第１の中間層（３）と、少なくとも１つの太陽電池（４）と、第２の中間層（５）と、フロントパネル（６）と、前記フロントパネル（６）の上に配置されている、周囲を取り囲むエッジ強化部（７）と、間隙（５１）とを含んでいる。当該間隙は、周囲を取り囲んでいる、前記フロントパネル（６）からの前記担体層（２）の突出部（１３）と、周囲を取り囲んでいる、前記フロントパネル（６）からのエッジ強化部（７）の突出部（１４）とによって形成されている。ここで、前記間隙（５１）は、密閉剤（５０）を有している。
2014522631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーラーモジュール（１）であって、
・担体層（２）と、第１の中間層（３）と、少なくとも１つの太陽電池（４）と、第２の中間層（５）と、フロントパネル（６）とを相互に重ねて有しており、
・前記フロントパネル（６）の上に配置されている、周囲を取り囲んでいるエッジ強化部（７）を有しており、
・周囲を取り囲んでいる、前記フロントパネル（６）からの前記担体層（２）の突出部（１３）と、周囲を取り囲んでいる、前記フロントパネル（６）からの前記エッジ強化部（７）の突出部（１４）とによって形成されている間隙（５１）を有しており、
前記間隙（５１）は、密閉剤（５０）を有している、
ことを特徴とするソーラーモジュール（１）。
【請求項２】
前記周囲を取り囲んでいる、フロントパネル（６）からの担体層（２）の突出部（１３）および／または前記周囲を取り囲んでいる、フロントパネル（６）からのエッジ強化部（７）の突出部（１４）は、少なくとも０．３ｃｍ、有利には０．３ｃｍ〜５ｃｍ、特に有利には０．３ｃｍ〜１ｃｍである、請求項１記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項３】
前記エッジ強化部（７）は、前記フロントパネル（６）の、周囲を取り囲んでいる少なくとも１つのエッジ領域（９）を覆っており、当該エッジ領域（９）は少なくとも０．２ｃｍ、有利には０．５ｃｍ〜５ｃｍ、特に有利には１ｃｍ〜２ｃｍである、請求項１または２記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項４】
前記ソーラーモジュール（１）の各角（１２）および／または各外面（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ）で前記エッジ強化部（７）は少なくとも１つの排水溝（８）を有しており、当該排水溝（８）は前記エッジ強化部（７）の内側（１０）と外側（１１）とをつないでいる、請求項１から３までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項５】
前記排水溝（８）は、０．３ｍｍ〜５ｍｍ、有利には２ｍｍ〜４ｍｍの幅を有している、請求項４記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項６】
少なくとも１つの集電部（２１）が、前記フロントパネル（６）の開口部（１６）、前記エッジ強化部（７）の開口部（１７）および／または前記担体層（２）の開口部（１８）内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項７】
前記密閉剤（５０）は、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレン・ブタジエン（ＳＢ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、熱可塑性エラストマーまたはブチルベース、アクリルベース、ビチューメンベースまたはシリコーンベースの接着剤、および／または、それらの混合物を含んでいる、請求項１から６までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項８】
前記太陽電池（４）は、単結晶または多結晶の、ドーピングされた半導体材料、有利にはシリコンまたはガリウム−砒化物から成る半導体材料、または、薄膜太陽電池、有利にはアモルファスシリコンまたはマイクロモルフシリコンまたは多結晶シリコンから成る薄膜太陽電池、または、カドミウム−テルル化物（ＣｄＴｅ）、または、ガリウム−砒化物（ＧａＡｓ）、または、銅−インジウム−（ガリウム）−セレン化物−硫化物（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２）、または、銅−亜鉛−すず−スルフォ−セレン化物（ＣＺＴＳ）、または、有機半導体、またはタンデムセルを含む、請求項１から７までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）。
【請求項９】
前記フロントパネル（６）は、ガラス、有利には板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーラーガラス、ソーダ石灰ガラス、または、ポリマー、有利にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートおよび／またはそれらの混合物、または、フッ化ポリマー、有利にはエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレン・プロピレン（ＦＥＰ）、または、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）および／またはそれらの混合物を含んでいる、請求項１から８までのいずれか１項記載のソーラーモジュール。
【請求項１０】
前記フロントパネル（６）は、０．９ｍｍ〜２．８ｍｍの厚さを有する、熱によって部分的に焼戻しされたガラスまたは焼戻しされたガラスを含んでいる、請求項９記載のソーラーモジュール。
【請求項１１】
前記担体層（２）は第１の熱膨張係数を有しており、前記フロントパネル（６）は第２の熱膨張係数を有しており、前記第１の熱膨張係数と前記フロントパネル（６）の前記第２の熱膨張係数との間の差は、前記第２の熱膨張係数の３００％以下、有利には１７％以下である、請求項１から１０までのいずれか１項記載のソーラーモジュール。
【請求項１２】
前記担体層（２）は、７．３×１０−６／Ｋ〜３５×１０−６／Ｋの第１の熱膨張係数を有する、グラスファイバーによって強化されたプラスチックを含んでいる、請求項１から１１までのいずれか１項記載のソーラーモジュール。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）の製造方法であって、
少なくとも、前記フロントパネル（６）からの前記エッジ強化部（７）の前記突出部（１４）と、前記フロントパネル（６）からの前記担体層（２）の前記突出部（１３）との間の少なくとも１つの前記間隙（５１）を密閉剤（５０）によって充填する、
ことを特徴とする、ソーラーモジュールの製造方法。
【請求項１４】
建物または、水上移動用、陸上移動用または空中移動用の乗り物の平屋根（３０）、有利には金属製平屋根上での請求項１から１２までのいずれか１項記載のソーラーモジュール（１）の使用。
【請求項１５】
１％〜２３．１％、有利には２％〜１７．６％、特に有利には５％〜８．８％の屋根勾配を有する平屋根上での、請求項１４記載のソーラーモジュール（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はソーラーモジュールおよびソーラーモジュールの製造方法に関する。
【０００２】
太陽光を電気エネルギーに直接的に変換する光起電性の層システムは充分に知られている。これらの層の材料および配置は、入射光が１つまたは複数の半導体層によって、できるだけ高いフォトルミネセンス放射収量で直接的に電流に変換されるように、調整されている。光起電性の平らに延ばされた層システムは太陽電池と称される。
【０００３】
太陽電池は、全てのケースにおいて、半導体材料を含んでいる。２０％を超える、これまでに知られている最大の効率は、単結晶、多結晶または微結晶シリコンまたはガリウム砒化物から成る高出力太陽電池によって得られている。現在設置されている太陽電池機能の８０％以上は結晶シリコンをベースにする。薄膜太陽電池は、充分な機械的安定性を提供するために担体基板を要とする。物理的な特性および技術的な扱いやすさから、アモルファスシリコン、マイクロモルフシリコン、または多結晶シリコン、カドミウム−テルル化物（ＣｄＴｅ）、ガリウム−砒化物（ＧａＡｓ）、銅−インジウム−（ガリウム）−セレン化物−硫化物（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２）、銅−亜鉛−すず−スルフォ−セレン化物（ＣＺＴＳ）、並びに有機半導体を有する薄膜システムが特に太陽電池に適している。五元半導体Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２はカルコバイライト半導体のグループに属する。これらはしばしばＣＩＳ（銅インジウム二セレン化物または銅インジウム二硫化物）としてまたはＣＩＧＳ（銅インジウムガリウム二セレン化物、または、銅インジウムガリウム二硫化物または銅インジウムガリウム二スルホセレン化物）と称される。略語ＣＩＧＳにおけるＳはセレン、硫黄または二つのカルコゲンの混合物を表すことができる。
【０００４】
複数の太陽電池から成る電気回路は、太陽電池モジュールまたはソーラーモジュールと称される。太陽電池のこの回路は、既知の、天候に左右されない構造で、継続的に、周辺影響から保護される。通常、低鉄ソーダ石灰ガラスと、接着仲介するポリマーフィルムとから成る２つのディスクが、太陽電池とともに接続されて、天候に対して安定しているソーラーモジュールになるように接続される。これらのソーラーモジュールは、接続ソケットまたは接続ケーシングを介して、複数のソーラーモジュールから成る回路に構成され得る。
【０００５】
複数のソーラーモジュールから成る回路は、既知のパワーエレクトロニクスを介して、公共の給電網、または、自立した電気的なエネルギー供給部と接続されている。
【０００６】
倉庫または工業施設の平屋根は大きく、露出され、影になっていない面を有している。従ってこのような平屋根は、光起電性の設備を取り付けるのに特に適しており、平屋根の屋根表面は通常、金属薄板、例えば台形金属板から成る。平屋根は通常、２％〜１７．６％の低い屋根勾配しか有しておらず、例えば７５ｋｇ／ｍ２の低い負荷能力しか有していない。
【０００７】
太陽電池が、ソーダ石灰ガラスから成る２つのパネルの間に貼り付けられている従来技術のソーラーモジュールは、例えば１８ｋｇ／ｍ２の高い基本重量を有している。従ってこれは、負荷能力の低い平屋根の上に取り付けるのに適していない。
【０００８】
基本重量が１２ｋｇ／ｍ２を下回る、軽量のソーラーモジュールを製造するために通常は、薄いガラスまたはプラスチックから成るフロントパネルが、できるだけ軽く、しかしそれにも係わらず曲げに対して耐性を有している材料から成る担体層と組み合わせられる。同時にフロントパネルと担体層は、ソーラーモジュール内の太陽電池と集電部を腐食から保護するために、充分に、湿気または水蒸気に対して不透過性でなければならない。担体層のための適切な材料は例えばグラスファイバーによって補強されたプラスチックまたは金属層である。
【０００９】
ＵＳ２０１０／００６５１１６Ａ１号は、基本重量が５ｋｇ／ｍ２〜１０ｋｇ／ｍ２の薄いガラスのソーラーモジュールを開示している。この薄いガラスのソーラーモジュールは担体層と、太陽電池と、薄い、化学的に硬化されたガラスから成るフロントパネルとを有している。この極めて薄いガラスは、柔軟である。フロントパネルは柔軟なので、雹の粒の落下エネルギーは、法律的に定められた降雹テスト時に、ソーラーモジュール後面の担体層によって受容される。
【００１０】
ＥＰ１８６０７０５Ａ１は、安定した、自立型ソーラーモジュールを開示している。これは、自身の外側の領域で、取り付けフレーム内に配置されている。取り付けフレームは刻み目を有しており、ソーラーモジュール上の液体はこれを通って流れる。
【００１１】
ＵＳ４８３００３８Ａ号は、ソーラーモジュールを開示している。このソーラーモジュールはエラストマーによってサポートされ、カプセル封入される。エラストマーは、射出成形方法において、後面、側面および前面の一部の周りに注がれる。
【００１２】
ＤＥ１０２００９０１４３４８Ａ１号は、透明な接着層から成るソーラーモジュールを開示している。この中には、セルバインダーを介して接続された複数の太陽電池が埋設されている。さらに、透明は、耐ＵＶ性の薄いフロント層が設けられている。後面には、担体のサンドウィッチエレメントが設けられている。これは、コア層とポリウレタンによって結合されたグラスファイバー層とから成る。この担体のサンドウィッチエレメント内には、固定エレメントと電気的な接続ソケットが組み込まれている。
【００１３】
ＥＰ２２３７３２４Ａ１号は、Ｌ字型のフレームを有するソーラーモジュールを開示している。このＬ字状フレームの１つの辺は、ソーラーモジュールと接着されている。第２の辺は、屋根構造または支持体構造に対するスペーサーを形成する。
【００１４】
ＷＯ０３／０５０８９１Ａ２号は、第１の基板と、第２の基板と、これらの基板の間の少なくとも１つの光起電性エレメントとを有するソーラーモジュールを開示している。第１の基板と第２の基板の間の外縁は、湿気に対して耐性を有する材料によってシーリングされている。
【００１５】
ＤＥ１０２３１４０１Ａ１号は、光起電モジュールを開示している。これは、光を通す基板と、シーリングされた第１のポリマー層と、フォトセルと、シーリングされた第２のポリマー層と風雨に耐えるフィルムとを有している。この風雨に耐えるフィルムは、湿気を通さない層と気体を通さない層とを含んでいる。ここで気体を通さない層はポリフェニレンサルファイドから成る。
【００１６】
ソーラーモジュールの内部に湿気が侵入するクリチカルな侵入箇所が、フロントパネルと担体層との間のソーラーモジュールの側方侵入エッジに残っている。
【００１７】
本発明の課題は、湿気に対して側方侵入エッジがより良く密閉されたソーラーモジュールを提供することである。この改善されたソーラーモジュールは殊に軽量であり、平屋根の上に取り付けるのに適している。
【００１８】
本発明のこの課題は本発明と相応に、請求項１に記載されたソーラーモジュールによって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。さらに、本発明は、ソーラーモジュールの製造方法を含む。本発明のソーラーモジュール使用は、別の請求項に記載されている。
【００１９】
本発明のソーラーモジュールは、
・担体層と、当該担体層上に相互に重なって配置されている第１の中間層と、少なくとも１つの太陽電池と、第２の中間層とフロントパネルと、
・前記フロントパネルの上に配置されているエッジ強化部とを含んでいる。
【００２０】
担体層は周囲を取り囲んでいる、フロントパネルからの突出部を有しており、エッジ強化部は周囲を取り囲んでいる、フロントパネルからの突出部を有している。担体層のこの突出部とエッジ強化部のこの突出部との間の間隙には密閉剤が入れられている。
【００２１】
用語「相互に重なって配置されている」または「上に配置されている」は、本発明では、完全に等しい配置または部分的な配置を表している。
【００２２】
本発明のソーラーモジュールの有利な形態では、担体層は、少なくとも０．３ｃｍの、周囲を取り囲んでいる、フロントパネルからの突出部を有している。これは有利には０．３ｃｍ〜５ｃｍであり、特に有利には０．３〜１ｃｍである。本発明のソーラーモジュールの別の有利な形態では、エッジ強化部は、少なくとも０．３ｃｍの、周囲を取り囲んでいる、フロントパネルからの突出部を有している。これは有利には０．５ｃｍ〜５ｃｍであり、特に有利には１〜２ｃｍである。フロントパネルからの、エッジ強化部の突出部と担体層の突出部は、有利には同じ大きさに形成されており、これによって間隙は、近似的に長方形の横断面を有する。これは、衝撃負荷時に、担体層もエッジ強化部も、作用力を同様に受容することができる、という利点を有している。
【００２３】
エッジ強化部は複数の重要な機能を有している。エッジ強化部によって、ソーラーモジュールの外側エッジが付加的に保護される。これは例えば、搬送または取り付け中の衝撃の影響によるものである。
【００２４】
さらに、フロントパネルからの担体層の突出部とエッジ強化部の突出部によって、間隙が形成される。この間隙には密閉剤が入れられる。この密閉剤は湿気バリアとして用いられる。この密閉剤は、担体層とエッジ強化部によって機械的に保護される。従って、湿気バリアが継続的に保持される。
【００２５】
密閉剤としては基本的に、耐ＵＶ性かつ天候に左右されず、充分に、水および水蒸気に対して不透過性の特性を有する全てのプラスチックが適している。密閉剤は、有利にはポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレン・ブタジエン（ＳＢ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、熱可塑性エラストマーまたはブチルベース、アクリルベース、ビチューメンベースまたはシリコーンベースの接着剤および／またはそれらの混合物を含む。
【００２６】
エッジ強化部は、有利には金属、ガラス、ゴム、プラスチックまたはグラスファイバーによって強化されたプラスチックから成る１つまたは複数の層を含む。エッジ強化部は特に有利には、担体層の材料を含んでいる。担体層は有利には、ソーラーモジュールおよびフロントパネルに合わせられた熱膨張係数を有する。これによって、ソーラーモジュールの材料の異なる熱膨張係数による機械的な応力が生じない、または僅かにしか生じない。
【００２７】
エッジ強化部は有利には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、スチレン・ブタジエン（ＳＢ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）および／またはこれらの混合物を含み得る。
【００２８】
エッジ強化部の厚さは、有利には少なくとも０．５ｍｍであり、特に有利には１ｍｍ〜５ｍｍであり、フロントパネルを超える。ガラスから成るフロントパネルの外側領域は、ガラスの剥離または貝殻状破面に対して特に弱い。フロントパネルをエッジ強化部が超えることによって、保護領域が生じる。例えば２５ｍｍの直径を有している雹の粒は、このエッジ強化部の突出によって、フロントパネルの特に損傷に弱いエッジ領域内に向かってこない。エッジ強化部の必要な最小厚さは、降雹テストにおける簡単な実験によって求められる。
【００２９】
本発明のソーラーモジュールの別の有利な形態では、エッジ強化部は、フロントパネルの周囲を取り囲んでいるエッジ領域を少なくとも０．２ｃｍ、特に有利には０．５ｃｍ〜５ｃｍ、極めて有利には１ｃｍ〜２ｃｍの幅ｂにわたって覆っている。エッジ強化部は、周囲を取り囲んでいるエッジ領域において、有利には、フロントパネルと、例えばブチル接着剤、アクリル接着剤、またはシリコーン接着剤または両面接着バンドによって接着されている。この接着によって、安定した間隙が得られ、この間隙は密閉剤によって容易に充填される。
【００３０】
エッジ強化部はフロントパネルと部分的に重畳するので、周囲を取り囲んでいる外縁が生じる。これは、フロントパネルを環状に包囲している。降雨時または雪解け時には、フロントパネルとエッジ強化部との間の移行部の領域に水が溜まってしまう。この水は、周囲を取り囲んでいるエッジ強化部が原因で、流れ出ない。生じた水たまりは、藻類の形成を促進させる。さらに水は、継続的または長期間作用すると、ソーラーモジュールの湿気シーリング部を通り抜けてしまう。さらに、この領域には汚れ、砂およびほこりが溜まる。これは雨水によって洗い流されることはない。
【００３１】
フロントパネルとエッジ強化部との間の移行部での水および汚れの集積は、僅かな屋根勾配しか有していない、いわゆる平屋根である屋根の上の特別なソーラーモジュールに関する。
【００３２】
従って本発明の重要な態様は、排水溝を含んでいる。これはエッジ強化部内に設けられている。この排水溝を通って、雨水または雪解け水が流れ出る。流れ出た水は、汚れ、砂およびほこりを一緒に運び、ソーラーモジュールのフロントパネルに汚れが付いたままにならない。
【００３３】
本発明のソーラーモジュールの有利な構成では、エッジ強化部はソーラーモジュールの各エッジで少なくとも１つの排水溝を有している。これは、エッジ強化部の内側とエッジ強化部の外側とをつないでいる。エッジ強化部の外側とはここでは、ソーラーモジュールの外側にあるエッジ強化部面を意味している。エッジ強化部の内側とは、エッジ強化部の外側に対向している面を意味している。
【００３４】
本発明のソーラーモジュールの有利な構成では、エッジ強化部は、ソーラーモジュールの周囲を取り囲んでいる各外側で、少なくとも１つの排水溝を有している。
【００３５】
排水溝の幅は、有利には次のように選択される。すなわち直径２５ｍｍの雹の粒が、２３ｍ／ｓの速度において、排水溝への中央または側方へ衝突する時に、フロントパネルを損傷させないように選択される。排水溝の幅は、エッジ強化部の厚さ、すなわち、フロントパネルからのエッジ強化部の突出部の高さｈに依存し、簡単な実験によって求められる。本発明のソーラーモジュールの有利な構成では、排水溝は、０．５ｍｍ〜５ｍｍ、有利には２．５ｍｍ〜５ｍｍの幅を有している。
【００３６】
集電部は、エッジ強化部、フロントパネルおよび／または担体層内の開口部を通って、ソーラーモジュールから外に出される。各開口部の上に、接続ケーシングが配置されている。集電部は、この接続ケーシング内で、接続線路と導電性に接続されている。この接続は、有利にはプラグ、コンタクトピン、コンタクト条片、ばね部材、クランプ接続部または半田付け箇所、溶接箇所または別の電気的な線路接続を介して行われる。本発明のソーラーモジュールの有利な形態では接続ケーシングは、開口部全体を覆う。接続ケーシングおよび／または開口部および陥入部から形成される中空空間は注封コンパウンドによって閉じられる。この注封コンパウンドは、侵入してくる湿気に対してソーラーモジュールを密閉し、例えばポリウレタン、アクリル、シリコーンまたは別の適切なシーリング材料を含んでいる。
【００３７】
エッジ強化部、フロントパネルまたは担体層の開口部は有利には、長方形、正方形、または円形に形成されるが、ここではその中に集電部が合理的に配置される全ての形状が適している。
【００３８】
本発明の有利な形態では、太陽電池は単結晶または多結晶の太陽電池を含んでいる。これは有利にはドーピングされた半導体材料、例えばシリコンまたはガリウム−砒化物を有している。
【００３９】
本発明の択一的な形態では、太陽電池は、薄膜太陽電池を含んでおり、これは有利にはアモルファスシリコン、マイクロモルフシリコンまたは多結晶シリコン、カドミウム−テルル化物（ＣｄＴｅ）、ガリウム−砒化物（ＧａＡｓ）、銅−インジウム−（ガリウム）−セレン化物−硫化物（Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓ，Ｓｅ）２）、銅−亜鉛−すず−スルフォ−セレン化物（ＣＺＴＳ）または有機半導体を含んでいる。
【００４０】
択一的に太陽電池は、異なるタイプの、相互に重なって配置されている２つの太陽電池から成るタンデムセルを含んでいる。これは例えば薄膜太陽電池、有機太陽電池またはアモルファスシリコン太陽電池と組み合わされた結晶性シリコン−太陽電池である。
【００４１】
本発明の有利な形態では、太陽電池は、自身および／またはその担体材料が脆弱であり、軽い曲げによって、または僅かな力による点状の負荷によって折れるまたは損傷する全ての太陽電池を含む。軽い曲げとはここで、例えば１５００ｍｍを下回る曲率半径を有する屈曲を意味する。僅かな力による点状の負荷とは、ここでは、例えば、降雹テストにおいて、２３ｍ／ｓの速度で、２５ｍｍの直径の雹の粒が落下することによるへこみを意味している。損傷とはここでは、例えば短絡または線路中断による半導体材料、担体材料または電気的な線路接続の機械的な損傷による太陽電池の光起電特性の劣化を意味している。太陽電池のこのような損傷は、太陽電池の効率を、例えばこの落下直後に３％以上低減させる。通常は、時間経過の中での微細な割れによってこの効率はさらに低下する。
【００４２】
第１および／または第２の中間層は、接着層、有利には１つまたは複数の接着フィルム、特に有利には、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、イオノマー、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性のオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）または相応する接着特性および湿気密閉特性を有する別の材料を含む。接着層の厚さは幅広く変化し、有利には０．２ｍｍ〜１ｍｍであり、殊に０．４ｍｍである。
【００４３】
本発明のソーラーモジュールの外寸は幅広く変化し、有利には０．６ｍ×０．６ｍ〜１．２ｍ×２．４ｍである。本発明のソーラーモジュールは有利には６〜１００個の個別太陽電池または太陽電池アレイを含む。個々の太陽電池の面積は有利には、１５３ｍｍ×１５３ｍｍ〜１７８ｍｍ×１７８ｍｍである。
【００４４】
フロントパネルは、太陽光をほぼ透過させる材料、有利にはガラス、特に有利には板ガラス、フロートガラス、石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーラーガラス、ソーダ石灰ガラス、または、ポリマー、有利にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートおよび／またはそれらの混合物を含む。フロントパネルは、ポリマー、有利にはフッ化ポリマー、特に有利にはエチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレン・プロピレン（ＦＥＰ）またはペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）および／またはそれらの混合物から成るフィルムも含むことができる。ポリマーフィルムの厚さは幅広く変化し、有利には、１０μｍ〜２５０μｍである。
【００４５】
フロントパネルは特に有利には低鉄ソーダ石灰ガラスを含んでいる。これは、３００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長領域において９０％を超える、太陽光に対する特に高い透過率を有している。
【００４６】
フロントパネルは、有利には熱によって部分的に焼戻しされたまたは焼戻しされたガラスを含む。これは３０Ｍｐａ〜１２０Ｍｐａ、有利には３２Ｍｐａ〜８５ＭＰａの焼戻しを伴う。フロントパネルは付加的な別のコーティング、例えば反射防止層、付着防止層または傷防止層を有することができる。フロントパネルは片面または両面のマイクロ構造またはナノ構造を有することができる。これは例えば、入射太陽光の反射を低減させることができる。フロントパネルは個々のパネルまたは２つ以上のパネルから成る結合パネルであり得る。結合パネルはさらなる層、例えば透明な熱可塑性の接着層またはプラスチック層を含むことがある。
【００４７】
本発明の有利な形態では、フロントパネルは十分に堅固であり、かつ柔軟であってはならない。これによって、その下に位置する太陽電池を損傷から保護する。損傷の考えられる原因は、降雹、風による負荷、雪による負荷または取り付け時の湾曲、並びに人や動物が上ること、または工具の落下である。同時に、フロントパネルはできるだけ薄く、軽量であるべきである。これによって、低い積載能力を有する平屋根上に取り付けるのに適する。
【００４８】
発明者の実験が示しているように、少なくとも０．９ｍｍの厚さを有する、部分的に焼戻しされたまたは焼戻しされたソーダ石灰ガラスから成るフロントパネルを有する本発明のソーラーモジュールは、曲げに対する強固さおよび安定性に関する技術的な要求を満たしている。
【００４９】
少なくとも０．９ｍｍの厚さを有する本発明のフロントパネルは殊に、ソーラーモジュール内に含まれている結晶性太陽電池に対して、ＩＥＣ６１２１５に従った降雹テストにおいて充分な保護を提供する。この降雹テストでは、ソーラーモジュールの前面に、直径２５ｍｍの雹粒が、速度２３ｍ／ｓで当たる。本発明のフロントパネルは、雹の粒の落下エネルギーを吸収するのに充分な安定性と非弾性を有している。これによって、ソーラーモジュール内の結晶性太陽電池は損傷されることがない。
【００５０】
択一的に、フロントパネルが柔軟であり、負荷時に屈してもよい。発生した力は、この場合には、担体層によって受容される。柔軟なフロントパネル、すなわち可塑性の材料から成るフロントパネルまたは極めて薄いフロントパネルは、脆弱または結晶性の太陽電池を有するソーラーモジュールに適していない。
【００５１】
結晶性太陽電池は、このようなフロントパネルの湾曲によって折れてしまうだろう。これによって通常は、フロントパネルが損傷を受けなくても、太陽電池の大きい領域が破壊されてしまう。
【００５２】
フロントパネルの厚さはある程度、ソーラーモジュールの重さを決める。僅かな積載能力しか有してない平屋根の上の取り付けに適している、できるだけ軽量のソーラーモジュールを提供するために、有利には、厚さが最大で２．８ｍｍのガラスから成るフロントパネルが使用される。厚さ２．８ｍｍのフロントパネルを有する本発明のソーラーモジュールは、約１０ｋｇ／ｍ２の基本重量を有している。このようなソーラーモジュールは、少なくとも１０ｋｇ／ｍ２の低い耐荷予備力を有する平屋根上への取り付けに適している。
【００５３】
本発明のフロントパネルは通常、エッジ領域に雹が落下しない限りは、降雹テストによって損傷されない。ガラス板から成るエッジ領域は特に、剥離および貝殻状破面の影響を受けやすい。フロントパネルのエッジ領域はエッジ強化部によって安定する。本発明のエッジ強化部は、フロントパネルのエッジ領域を、降雹試験における損傷から保護する。
【００５４】
本発明の重要な態様は、フロントパネルと担体層の熱膨張係数の整合を含んでいる：フロントパネルと担体層の熱膨張係数が異なることによって、温度変化時に、異なった熱膨張が生じてしまう。フロントパネルと担体層の異なった熱膨張によって、ソーラーモジュールのゆがみひいては結晶性太陽電池の損傷が生じてしまう。１００℃を超える温度変化は、例えば、ソーラーモジュールのラミネート時または屋根上でのソーラーモジュールの加熱時に生じる。
【００５５】
第２の熱膨張係数、すなわちフロントパネルの熱膨張係数は、有利には８×１０−６／Ｋ〜１０×１０−６／Ｋであり、部分的に焼戻しされたソーダ石灰ガラスの場合には例えば８×１０−６／Ｋ〜９．３×１０−６／Ｋである。
【００５６】
本発明のソーラーモジュールの有利な構成では、本発明のソーラーモジュールの担体層の第１の熱膨張係数と、フロントパネルの第２の熱膨張係数との間の差は、フロントパネルの第２の熱膨張係数の３００％以下であり、有利には２００％以下であり、特に有利には５０％以下である。
【００５７】
本発明のソーラーモジュールの有利な構成では、担体層は、グラスファイバーによって強化されたプラスチックを含んでいる。グラスファイバーによって強化されたこのプラスチックは、例えば多層のグラスファイバー組織を含んでおり、これは、未飽和のポリエステル樹脂から成る注型用樹脂成型材料内に埋設されている。グラスファイバーによって強化されたプラスチックのガラス含有量は、有利には３０％〜７５％、特に有利には５０％〜７５％である。
【００５８】
本発明のソーラーモジュールの有利な形態では、担体層は７×１０−６／Ｋ〜３５×１０−６／Ｋ、有利には９×１０−６／Ｋ〜２７×１０−６／Ｋ、特に有利には９×１０−６／Ｋ〜２０×１０−６／Ｋの第１の熱膨張係数を有している。
【００５９】
本発明のソーラーモジュールの択一的な形態では、第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数との差は、第２の熱膨張係数の１７％以下、有利には１２％以下、特に有利には７％以下である。
【００６０】
本発明のソーラーモジュールの有利な形態では、担体層は、７．３×１０−６／Ｋ〜１０．５×１０−６／Ｋの第１の熱膨張係数を有する金属フィルムを含んでいる。第１の中間層は、少なくとも１つの第１の接着層と絶縁層と第２の接着層とから成る積層体を含み得る。絶縁層は、有利には、固体の、絶縁性フィルムを含んでいる。これは例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る。絶縁層は、集電部と太陽電池の後面を担体層の導電性金属フィルムから絶縁するというタスクを有している。金属フィルムは有利には、ステンレス鋼、有利にはＥＮ材料番号１．４０１６、１．４５２０、１．４５１１、１．４０１７、１．４１１３、１．４５１０、１．４５１６、１．４５１３、１．４５０９、１．４７４９、１．４７２４または１．４７６２の特殊鋼を含む。
【００６１】
本発明の別の態様は、
・１％（０．６°）〜２３．１％（１３°）の屋根勾配を有する屋根表面と、
・当該屋根表面上に配置された、少なくとも１つの本発明のソーラーモジュールとを有する平屋根を含む。
【００６２】
ここでこの屋根表面と本発明のソーラーモジュールとの間とは少なくとも１つの接着層および／または結合手段によって、少なくとも部分的に相互に結合されている。
【００６３】
本発明の平屋根の有利な形態では、屋根勾配は２％（１．１°）〜１７．６％（１０°）、有利には５％（２．９°）〜１７．６％（１０°）、特に有利には５％（２．９°）〜８．８％（５°）である。
【００６４】
本発明のソーラーモジュールと屋根表面とを接続する接着層は、有利には、アクリレート接着剤、ブチル接着剤、ビチューメン接着剤またはシリコーン接着剤または両面接着フィルムを含んでいる。結合手段は、有利にはねじ接続、クランプ接続またはリベット接続および／または保持レール、ガイドレールまたはプラスチックまたは金属、例えばアルミニウム、鋼または特殊鋼から成る鳩目を含んでいる。
【００６５】
本発明の平屋根の有利な形態では、屋根表面はプラスチック、有利にはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ、プレキシガラス（Ｒ））、ポリエステル、ビチューメン、ポリマー改質されたビチューメン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）または熱可塑性のオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）を含んでいる。これは、有利には、平らな、または、櫛状、または曲面プロファイルを有している。
【００６６】
択一的な形態では、屋根表面は金属薄板を含んでいる。これは有利には、銅、アルミニウム、鋼、亜鉛めっきされたおよび／またはプラスチックコーティングされた鋼を含んでいる。この金属薄板は、例えば台形状のプロファイルを有しており、以下で、台形状金属薄板と称される。屋根表面の上または下に、別の層を配置することができる。これは、例えば熱絶縁のための層である。この層は、熱絶縁のために、有利にはプラスチックまたはプラスチックの泡を含んでおり、例えばポリスチロールまたはポリウレタンから成る。
【００６７】
本発明の平屋根の屋根表面とソーラーモジュールとのねじ留めは、有利には、ソーラーモジュールのエッジ強化部の領域、殊にフロントパネルからの担体層の突出部の領域において行われる。これは次のような特別な利点を有している。すなわち、フロントパネル内に孔を設ける必要がない、という特別な利点である。ガラスから成るフロントパネル内に孔を開けるのは手間とコストがかかるステップである。さらに、フロントパネルの安定性が、この孔によって低減されてしまう。
【００６８】
本発明の別の態様は、本発明のソーラーモジュールを製造する方法を含んでいる。ここで少なくとも密閉剤が、フロントパネルからのエッジ強化部の突出部と、フロントパネルからの担体層の突出部との間の間隙内に充填される。
【００６９】
本発明のソーラーモジュールの製造方法の有利な実施形態は、少なくとも以下のことを含んでいる：
・担体層と、当該担体層上に相互に重ねて、第２の中間層と、少なくとも１つの太陽電池と、第２の中間層とフロントパネルを積層し、ここでこの担体層を、周囲を取り囲んでいる、フロントパネルからの突出部とともに配置する
・エッジ強化部を、フロントパネルからの突出部とともに、フロントパネル上に配置する
・フロントパネルからのエッジ強化部の突出部と、フロントパネルからの担体層の突出部との間の間隙を密閉剤によって充填する
【００７０】
本発明では積層は、太陽電池の層構造を接続する、それ自体公知の全ての方法を含んでいる。これは有利には熱および／または圧力の作用によるものであり、例えばオートクレーブプロセス、カレンダー方法または真空バッグ方法によって行われる。
【００７１】
本発明による方法の有利な実施形態では、エッジ強化部は部分的に、フロントパネルの、周囲を取り囲んでいるエッジ領域上に配置され、フロントパネルと接着される。この接着は例えば、ブチル接着剤、アクリル接着剤またはシリコーン接着剤または両面接着テープによって行われる。これは、安定した間隙が形成されるという利点を有している。この間隙は、第２のステップにおいて、密閉剤によって満たされる。
【００７２】
本発明による方法の択一的な実施形態において、エッジ強化部は例えばフレームによって、フロントパネル上にプレスされる、または、保持される。第２のステップでは、生じた間隙が、密閉剤によって充填される。この密閉剤はここで、エッジ強化部を残りのソーラーモジュールと接着する。従って、エッジ強化部は固定的に、ソーラーモジュールと接続される。
【００７３】
密閉剤としては、基本的に、耐ＵＶ性であり、天候に左右されず、水および水蒸気に対する充分な不透過特性を有する全てのプラスチックが適している。
【００７４】
本発明の方法の有利な実施形態では、密閉剤は一成分、二成分または多成分のプラスチックを含んでいる。それにもかかわらず、熱可塑性エラストマーが密閉剤として適している。これは、液体の高温状態において、間隙に入れられ、そこで硬化する。
【００７５】
密閉剤は有利には、液状または泥膏状であり、手または機械装置によって、間隙内に入れられ、そこで硬化する。
【００７６】
密閉剤は有利には一成分のポリウレタンシーリングコンパウンドを含んでおり、これは、大気中の湿気によって、継続的に弾性のエラストマーに硬化する。これは例えばＳｉｋａ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ社のＳｉｋｋａｆｌｅｘ２２２である。
【００７７】
本発明の別の態様は、本発明のソーラーモジュールの使用を含んでいる。これは平屋根、有利には、建物または水上移動用、陸上移動用または空中移動用の乗り物の金属製平屋根上での使用である。本発明のソーラーモジュールの取り付けには、倉庫、工業施設およびガレージまたはカーポート等のポートの平屋根が特に適している。これらの屋根は、大きく、むき出しになっており、かつ影になっていない面を有しており、低い屋根勾配を有している。
【００７８】
本発明の別の態様は、本発明のソーラーモジュールの使用を含んでいる。これは、１％（０．６°）〜２３．１％（１３°）、有利には２％（１．１°）〜１７．６％（１０°）、特に有利には５％（２．９°）〜１７．６％（１０°）、極めて有利には５％（２．９°）〜８．８％（５°）の屋根勾配を有している平屋根上での使用である。
【００７９】
本発明を以下で、図面および実施例に基づいてより詳細に説明する。図面は完全に縮尺通りではない。本発明はいかようにも図面によって制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１Ａ】本発明のソーラーモジュールの実施例の概略図
【図１Ｂ】図１Ａの切断面Ａを見た横断面図
【図２】図１Ａの切断面Ａを見た本発明のソーラーモジュールの択一的な実施例の横断面図
【図３】図１Ａの切断面Ａを見た本発明のソーラーモジュールの択一的な実施例の横断面図
【図４】図１Ａの切断面Ａを見た本発明のソーラーモジュールの択一的な実施例の横断面図
【図５】図１Ａの切断面Ａを見た本発明のソーラーモジュールの択一的な実施例の横断面図
【図６】本発明の方法の詳細なフローチャート
【実施例】
【００８１】
図１Ａでは、全体として、参照番号１によって、本発明のソーラーモジュールが表されている。図１Ａは、ソーラーモジュール１の前面、すなわち太陽を向いている面の斜視図を示している。ソーラーモジュールの後面とは、本発明では、この前面の反対側の面である。以降では、前面および後面の外側エッジを取り囲んでいる面を、ソーラーモジュール１の外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶと称する。ソーラーモジュール１の外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶには、いわゆる侵入エッジが位置している。ここでは湿気および水蒸気が特に容易にソーラーモジュール１内に侵入することができる。
【００８２】
ソーラーモジュール１は、多数の、直列に接続されている太陽電池４を含んでおり、その中から８つが図１Ａでは示されている。太陽電池４は、この例では単結晶性シリコン太陽電池である。各太陽電池は、例えば０．６３Ｖの定格電圧を有しており、このソーラーモジュール１は例えば５Ｖの総定格電圧を有している。電圧は、集電部２１を介して、ソーラーモジュール１の面ＩＩＩのエッジ領域における２つの接続ケーシング２０へと導かれる。この接続ケーシング２０内では、接続線路への電気的な線路接続が行われる。この接続線路は、わかりやすくするために、図示されていない。接続線路は、電流網または別のソーラーモジュールと接続されている。
【００８３】
集電部２１は太陽電池４と導電性に接続されている。集電部２１は、通常は金属バンドを含んでいる。これは例えば、０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍの厚さと、２ｍｍ〜１６ｍｍの幅を有する亜鉛めっきされた銅のバンドである。銅は、このような集電部に適していることが証明されている。なぜなら、これは良好な導電性を有しており、さらにフィルムへ加工しやすいからである。同時に、材料費も安い。フィルムに加工可能な別の導電性材料も使用可能である。これに対する例は、アルミニウム、金、銀またはすずおよびこれらの合金である。
【００８４】
図１Ｂは、図１Ａの切断面Ａを見た横断面図を示している。本発明のソーラーモジュール１は、担体層２、第１の中間層３、太陽電池４、第２の中間層５およびフロントパネル６から成る層構造を含んでいる。担体層２は、約０．５ｃｍの、フロントパネル６からの、周りを取り囲んでいる突出部１３を有している。本発明のソーラーモジュール１はエッジ強化部７を有している。このエッジ強化部７は、領域９において約５ｍｍの幅ｂにわたって、フロントパネル６の上に配置されている。エッジ強化部７は、領域１４においてフロントパネル６から、約０．５ｃｍの長さｃだけ突出している。
【００８５】
フロントパネル６からの担体層２の突出部１３と、フロントパネル６からのエッジ強化部７の突出部１４との間の間隙５１は、密閉剤５０によって充填されている。密閉剤５０は、有利には、取り囲んでいる間隙全体にわたって、ソーラーモジュール１の面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶに配置されている。密閉剤５０は、例えば、ポリウレタンから成るシーリングコンパウンド、例えばＳｉｋａ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ社のＳｉｋａｆｌｅｘ２２２を含んでいる。密閉剤５０は、太陽電池４を、担体層２と、第１の中間層３と、第２の中間層５とフロントパネル６とから成る結合体の内部で確実に湿気から密閉する。
【００８６】
エッジ強化部７は、フロントパネル６と接着されている。この接着は、エッジ強化部７とフロントパネル６との間の面を密閉し、密閉剤５０を入れる間、間隙５１を安定させる。
【００８７】
ソーラーモジュール１の担体層２は、例えば、グラスファイバーによって強化されたプラスチックを含んでいる。グラスファイバーによって強化されたプラスチックは、例えば、多層のグラスファイバー組織を含んでおり、これは、未飽和のポリエステル樹脂から成る注型用樹脂成型材料内に埋設されている。担体層２は、例えば、５４％のガラス含有量と、１．６５ｋｇ／ｍｍ２の基本重量と、１ｍｍの厚さを有している。
【００８８】
担体層２の上には、第１の中間層３が配置されている。第１の中間層３は例えば、０．４ｍｍの厚さのエチレン・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）から成る接着フィルムを含んでいる。
【００８９】
第１の中間層３の上には、複数の単結晶太陽電池４が配置されている。図１Ｂにはこのうちの、一部が示されている。結晶性の太陽電池４は、例えば、１５６ｍｍ×１５６ｍｍの大きさを有する単結晶シリコン太陽電池から成る。本発明のソーラーモジュール１の全ての太陽電池４は集電部を介して、および、使用目的に応じて直列接続または並列接続に相互に導電性に接続されている。さらに、遮断ダイオードまたはバイパスダイオードをソーラーモジュール１内に組み込むことができる。
【００９０】
太陽電池４の上には、中間層５が配置されている。これは例えば、０．４ｍｍの厚さを有するエチレン・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）から成る接着フィルムを含んでいる。
【００９１】
第２の中間層５の上には、フロントパネル６が配置されている。このフロントパネル６は例えば、０．９ｍｍ〜２．８ｍｍ、殊に１ｍｍの厚さを有する、低鉄ソーダ石灰ガラスを含んでいる。ソーダ石灰ガラスは、例えば４０ＭＰａの焼戻しで熱によって部分的に焼戻しされている。部分的に焼戻しされたガラスは、焼戻しされたガラスとは、より緩慢な冷却プロセスによって異なる。より長い冷却プロセスによって、ガラスのコアと表面との間の応力差が僅かになる。部分的に焼戻しされたガラスのたわみ剛性は、焼戻しされていないガラスのそれと焼戻しされたガラスのそれとの間にある。部分的に焼戻しされたガラスは、折れた場合に、高い残余負荷能力を有しているので、特に、建物または屋根領域における落下に対して耐性のあるガラスに適している。
【００９２】
フロントパネル６としては、同様に、エチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリカーボネートまたは、十分に透明で、天候に左右されず、耐ＵＶ性で、十分に高い密閉性を湿気に対して有しているプラスチックから成るフィルムまたはプレートが適している。
【００９３】
担体層２は、例えば２７×１０−６／Ｋの第１の熱膨張係数を有している。フロントパネル６は、例えば９×１０−６／Ｋの第２の熱膨張係数を有している。第１の熱膨張係数と第２の熱膨張係数の差は、１８×１０−６／Ｋであり、第２の熱膨張係数の２００％である。
【００９４】
担体層２は同様に、金属フィルム、例えばステンレス特殊鋼、例えば０．３ｍｍの厚さを有するニロスタ、材料番号１．４０１６から成るフィルムを含むことができる。
【００９５】
担体層２はこの実施例において、フロントパネル６からの、周りを取り囲んでいる突出部１３を有している。この突出部の幅ａは、有利には０．５ｃｍ〜１０ｃｍであり、例えば２ｃｍである。エッジ強化部７は、担体層２の突出部１３の上およびフロントパネル６のエッジ領域９の上に配置されている。エッジ領域９の幅ｂは、有利には０．５ｃｍ〜１０ｃｍであり、例えば１ｃｍである。エッジ強化部７はエッジ領域９において、フロントパネルと、例えば両面接着バンドによって接着されている。
【００９６】
２つの集電部２１が、ソーラーモジュール１の外面ＩＩＩで間隙５１の領域において、第１の中間層３と第２の中間層５との間で外に出される。これらの集電部２１は、太陽電池４と終端部で接続されている。集電部２１は、間隙５１内およびエッジ強化部７の開口部１７内に配置されている。エッジ強化部７の開口部１７の上には、接続ケーシング２０が配置されている。この中で、集電部２１と外側接続線路との間の電気的な線路接続部が行われる。これは図示されていない。
【００９７】
エッジ強化部７内には複数の排水溝８が、複数の陥入部の形態で配置されている。排水溝８は、エッジ強化部７の内側縁部１０とエッジ強化部７の外側縁部１１とをつないでいる。排水溝８の幅は１ｍｍから５ｍｍであり、例えば３ｍｍである。排水溝８の幅とエッジ強化部７の厚さは、降雹テストにおいて直径２５ｍｍの雹の粒がフロントパネルを損傷させないように選択される。これは、簡単な実験の枠内で求められる。
【００９８】
雨または雪解けの場合には、フロントパネル６上に落ちる水が排水溝８を介して流れ出る。
【００９９】
本発明のソーラーモジュール１の図１Ａに示された実施例では、それぞれ１つの排水溝８が、ソーラーモジュール１の角１２に配置されている。排水溝８は例えば４５°の角度で、ソーラーモジュール１の外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩ、ＩＶに対して配置されている。付加的に、各外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶが１つまたは複数のさらなる排水溝８を有することができる。これは図１Ａに示されていない。ソーラーモジュール１の外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶでの排水溝８を、例えば、ソーラーモジュール１の外面Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶに対して直角に配置することができる。
【０１００】
本発明のソーラーモジュール１は、約５．６ｋｇ／ｍ２の基本重量を有している。
【０１０１】
図２には、本発明のソーラーモジュール１の択一的な実施例の横断面図が示されている。これは図１Ａの切断面Ａを見たものである。この実施例では間隙５１内に２つの付加的なエッジ強化部１５．１、１５．２が配置されている。これらの付加的なエッジ強化部１５．１、１５．２はソーラーモジュール１の外面ＩＩＩで陥入部を含んでおり、この中に集電部２１が配置されており、エッジ強化部７内の開口部１７に案内される。付加的なエッジ強化部１５．１、１５．２は、エッジ強化部７と担体層２との間の間隙５１の間隔を安定させる。
【０１０２】
図３は、本発明のソーラーモジュール１の択一的な実施例の横断面図を示している。これは図１Ａの切断面Ａを見たものである。この実施例では、集電部２１はフロントパネル６の周囲に案内されている。それを通って集電部２１が、接続ケーシング２０内に案内される開口部１７は、領域９内でフロントパネル６の上に配置されている。この配置は、次のような特別な利点を有している。すなわち、ソーラーモジュール１の外側エッジが、ソーラーモジュール１を固定するために、例えばＵ字状のガイドレールで用いられる、という利点である。エッジ強化部７は領域９において、フロントパネル６と接着されている。これは例えば、図示されていない、弾性の両面接着バンドによって行われる。この接着バンドは一方で柔軟であるので、集電部２１をその下またはその上に配置することができる。他方ではこの接着バンドは、水および湿気から密閉するために使用される。
【０１０３】
図４には、本発明のソーラーモジュール１の択一的な実施例の横断面図が示されている。これは図１Ａの切断面Ａを見たものである。この実施例では、フロントパネル６は開口部１６を有している。この開口部１６内には、集電部２１が配置されている。フロントパネル６の開口部１６の上には、エッジ強化部７の開口部１７と、接続ケーシング２０とが配置されている。この開口部１６によってフロントパネル６が弱まる。この脆弱化は、フロントパネル６上に接着されたエッジ強化部７によって補償される。集電部２１は、直接的に、ソーラーモジュール１の内部から、開口部１６および１７を通って接続ケーシング２０内に導かれるので、集電部２１の出口箇所の特に良好な密閉が実現される。
【０１０４】
図５は、本発明のソーラーモジュール１の択一的な実施例の横断面図を示している。これは図１Ａの切断面Ａを見たものである。この実施例では、担体層は開口部１８を有している。この開口部１８内には、集電部２１が配置されている。担体層２の開口部１８の下には、接続ケーシング２０が配置されている。接続ケーシング２０と外側接続線路は、ソーラーモジュール１の後面に設けられているので、接続ケーシング２０と接続線路は、外部からの作用、殊にソーラーモジュール１の前面への作用から保護されている。
【０１０５】
図６は、本発明の方法の詳細なフローチャートを示している。
【０１０６】
本発明のソーラーモジュール１は、従来技術のソーラーモジュールと比べて多くの利点を有している。本発明のエッジ強化部７は、フロントパネル６の折れやすい外側エッジを、搬送時および取り付け時の損傷から保護する。同時に、本発明のエッジ強化部７によって、雨または雪解け時に、水がほぼ阻止されることなく排水される。本発明の密閉剤５０は、ソーラーモジュール１の内部を湿気および水蒸気から密閉する。さらに本発明の、ソーラーモジュール１の製造方法は、特に容易かつ低コストに実施される。同時にソーラーモジュール１は、１２ｋｇ／ｍ２を下回る基本重量を有しており、特に軽量であり、僅かな屋根勾配しか有していない平屋根上での使用に適している。
【０１０７】
この結果は、当業者にとって予期しなかったものであり、驚くべきものである。
【符号の説明】
【０１０８】
１  ソーラーモジュール、  ２  担体層、  ３  第１の中間層、  ４  太陽電池、  ５  第２の中間層、  ６  フロントパネル、  ７  エッジ強化部、  ８  排水溝、  ９  フロントパネル６のエッジ領域、  １０  エッジ強化部７の内側、  １１  エッジ強化部７の外側、  １２  ソーラーモジュール１の角、  １３  フロントパネル６からの担体層２の突出部、  １４  フロントパネル６からのエッジ強化部７の突出部、  １５．１、１５．２  エッジ強化部、  １６  フロントパネル６内の開口部、  １７  エッジ強化部層７．２内の開口部、  １８  担体層２内の開口部、  ２０  接続ケーシング、  ２１、２１．１、２１．２  集電部、  ５０  密閉剤、  ５１  フロントパネル６からの担体層２の突出部１３と、フロントパネル６からのエッジ強化部７の突出部１４との間の間隙、  ａ  フロントパネル６からの担体層２の突出部１３の幅、  ｂ  エッジ領域９の幅、  ｃ  フロントパネル６からのエッジ強化部７の突出部１４の幅、  Ａ  切断面、  Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ  ソーラーモジュール１の面、外面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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