DE102006052018A1 - Solarzelle und Solarzellenmodul mit verbesserten Rückseiten-Elektroden sowie Verfahren und Herstellung - Google Patents
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Abstract
Vorliegende Erfindung betrifft Rückseitenkontaktsolarzellen sowie daraus gefertigte Solarzellenmodule, die eine spezielle Elektrodenstruktur aufweisen, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Dabei sind die Elektroden, über die der Strom der Rückseitenkontaktzelle abgegriffen wird, durch eine isolierende Schicht von den Fingerkontakten, die mit dem n- bzw. p-Halbleiterelement der Solarzelle in Verbindung stehen, durch eine isolierende Schicht getrennt. Das Verfahren ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung zur aus dem Stand der Technik beschriebenen Herstellungsmethoden durch räumliche Abkoppelung der Strukturierung der Elektroden von der Solarzelle.
Description
- Vorliegende Erfindung betrifft Rückseitenkontaktsolarzellen sowie daraus gefertigte Solarzellenmodule, die eine spezielle Elektrodenstruktur aufweisen. Dabei sind die Elektroden, über die der Strom der Rückseitenkontaktzelle abgegriffen wird, durch eine isolierende Schicht von den Fingerkontakten, die mit dem n- bzw. p-Halbleiterelement der Solarzelle in Verbindung stehen, durch eine isolierende Schicht getrennt. Ebenso wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rückseitensolarzelle beschrieben.
- Solarzellen, die dem Stand der Technik entsprechen, weisen zwei Stromsammelschienen (Busbars), die jeweils an eine Seite der Solarzelle platziert sind, auf und dienen der externen Kontaktierung.
- Eine schematische Darstellung einer derartigen rück seitenkontaktierten Siliziumsolarzelle
1 zeigt1 . Beide Elektroden befinden sich auf der Rückseite der Zelle. Die Stromsammelschienen (Busbars2 ,2' ) befinden sich am Zellrand, während die Fingerkontakte3 ,3' jeweils in die Fläche der Solarzelle hineinreichen. - Hierbei gibt es zwei Problemstellungen beim jetzigen Stand der Technik:
- 1. Es werden Stromsammelschienen benötigt, die eine Kontaktierung der Solarzelle ermöglichen. Diese „Busbars" nehmen einen relativ großen Platz in Anspruch, um technologisch gut kontaktiert werden zu können. Die geometrische Größe führt zu beträchtlichen Verlusten in der Solarzelle. Auf der Seite, die die Minoritätsladungsträger abgreift, sind die Sammeleigenschaften und damit der Kurzschlussstrom deutlich reduziert. Auf der Seite, die die Majoritätsladungsträger kontaktiert, schlagen hohe Serienwiderstandsverluste zu Buche, die zu einer Verringerung des Füllfaktors führen.
- 2. Die Finger, die den Halbleiter kontaktieren und sich über die gesamte Länge der Solarzelle hinziehen, müssen eine sehr hohe Leitfähigkeit aufweisen, um Serienwiderstandsverluste zu minimieren. Da die Finger nicht allzu breit sein können (schmaler als 1 mm), müssen sie sehr hoch (höher als 10 μm) sein, um einen ausreichenden Leitungsquerschnitt aufzuweisen.
- Weiterhin sind Rückseitenkontaktsolarzellen aus dem Stand der Technik bekannt (beispielsweise
US 4,927,770 undUS 6,426,568 ) bei denen p- und n-dotierte Bereiche durch eine durch die Isolations schicht hindurchgehenden Kontakte mit Strom sammelnden Bereichen verbunden sind. Allerdings sind diese Kontaktschichten übereinander angeordnet, es besteht hier also die Notwendigkeit des Aufbringens mindestens einer weiteren isolierenden Schicht zwischen diesen Kontaktbereichen. Die Herstellung derartig komplexer Strukturen ist sehr aufwendig und kostenintensiv, da solche Strukturen stets in mehreren Schritten hergestellt, die z.T. mehrere Hochtemperaturschritte beinhalten, hergestellt werden müssen. - Aufgabe vorliegender Erfindung ist es somit, eine Rückseitenkontaktsolarzelle mit einfachem Aufbau bereitzustellen, bei der die elektrischen Verluste in der Solarzelle minimiert werden. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Rückseitenkontaktsolarzelle derart zu gestalten, dass eine möglichst große Variabilität bezüglich der geometrischen Ausgestaltungsform der Fingerkontakte bestehen bleibt.
- Diese Aufgabe wird mit der Rückseitenkontaktzelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie dem Solarzellenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Mit Anspruch 22 wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Rückseitensolarzelle angegeben. Die jeweils abhängigen Ansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
- Erfindungsgemäß wird eine Rückseitenkontaktzelle mit einer Oberfläche von mindestens 100 cm2 bereitgestellt, aufweisend mindestens einen rückseitig angeordneten p-Fingerkontakt, der mit dem p-Halbleiter der Solarzelle in elektrischem Kontakt steht sowie mindestens einen n-Fingerkontakt, der mit dem n-Halbleiter der Solarzelle in elektrischem Kontakt steht, wobei mindestens zwei Mittel (Kontakte) zum Abgreifen des Stroms vorhanden sind, die auf mindestens einer Schicht aus isolierendem Material aufgebracht sind, welche die Fingerkontakte von den Mitteln räumlich trennt, und die Mittel durch die mindestens eine Schicht hindurch mit dem mindestens einen p-Fingerkontakt bzw. mit dem mindestens einen n-Fingerkontakt elektrisch kontaktiert sind. Im Gegensatz zum Stand sind die Mittel (Kontakte) zum Abgreifen des Stromes nicht übereinander, sondern nebeneinander angeordnet, was den Aufbau sowie das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Solarzelle wesentlich vereinfacht.
- Durch eine derartige Solarzelle ergeben sich viele Vorteile bezüglich der Ausgestaltung der Solarzelle.
- 1. Die Fingerkontakte können dabei dünner und schmaler ausgestaltet werden, wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden, da hochwertiges, leitfähiges Material eingespart werden kann. Als zusätzlicher positiver Effekt ergibt sich dabei, dass die Konstruktion von leichteren Solarzellen ermöglicht wird.
- 2. Die Strukturierung bzw. die Aufbringung der Kontakte zum Abgreifen des Stroms kann durch eine Vielzahl geeigneter Verfahren, beispielsweise durch Lift-Off-Verfahren oder durch Rückätzen nach Maskierung in nur einem Verfahrensschritt hergestellt werden.
- 3. Ebenso wird eine Anbringung von Busbars auf der Zelle unnötig. Dies führt ebenso zu einer Steigerung des Wirkungsgrades der Solarzelle sowie zur Einsparung von Herstellungskosten durch wesentlich vereinfachte Herstellungsabläufe. Ein weiterer synergetischer Nebeneffekt ist eine Gewichtsreduktion der Solarzelle.
- 4. Eine erfindungsgemäße Verschaltung der elektrischen Kontakte der Solarzelle ermöglicht eine vereinfachte Modulverschaltung, wenn mehrere Solarzellen zu einem Modul kombiniert werden.
- 5. Die Erfindung ermöglicht eine weitgehende Entkopplung der Herstellung der leitfähigen Bahnen und der Strukturierung derselben auf dem isolierenden Substrat. Durch die Verwendung der Löcher im Substrat ist insbesondere die Auswahl des Materials für die isolierende Schicht nicht eingeschränkt.
- 6. Da die Solarzellen durch das vereinfachte Herstellungsverfahren,
das mit weniger Verfahrensschritten auskommt, weniger mechanisch
beansprucht werden, wird zudem die Bruchrate gesenkt. Es können alternative,
einfachere Verfahren, als z.B. die in der
US 4,927,770 undUS 6,426,568 beschriebenen, angewandt werden. Dadurch wird eine Senkung der Herstellungskosten erzielt. Außerdem entfällt das Erfordernis, dass der Herstellungsprozess an solarzellenspezifische Anforderungen (wie z.B. Temperatur, mechanische Kraft) abgestimmt werden muss. Zudem wird weniger Ausschuss produziert und die Lebensdauer der Solarzellen kann gesteigert werden. - 7. Da die Mittel zum Abgreifen des Stromes nebeneinander auf der mindestens einen isolierenden Schicht angeordnet sind, entfallen weitere Erfordernisse, wie, z.B. dass wie im Falle der Aufbringung der Kontakte übereinander eine weitere isolierende Schicht zur Isolierung dieser Kontakte voneinander notwendig ist.
- 8. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
ist eine äußerste effiziente
und ökonomische
Herstellung von großflächigen Solarzellen
möglich. Ein
Verfahren, wie es beispielsweise die
US 6,423,568 angibt, wäre allein aus wirtschaftlichen Gründen zur Herstellung großer Solarzellen völlig ungeeignet. Lithographische Prozesse und/oder Metallisierungsverfahren sind bei derartig großflächigen Substraten – wie beispielsweise Siliciumwafern – nicht mehr sauber zu kontrollieren und führen nur zu unbefriedigenden Resultaten. - Dabei ist es von Vorteil, wenn die Mittel mindestens eine Leiterbahn sowie mindestens eine Stromsammelschiene aufweisen, die in elektrischem Kontakt miteinander stehen. Bezüglich der Orientierung gegenüber den Fingerkontakten, die direkt auf der Solarzelle aufgebracht sind und meistens parallel zueinander ausgeführt sind, ist die Orientierung der mindestens einen Leiterbahn des Mittels zum Abgreifen des Stroms beliebig anordenbar. Wesentlich dabei ist, dass die mindestens eine Leiterbahn so bezüglich der Solarzelle angeordnet ist, dass eine Kontaktierung aller Fingerkontakte auf der Solarzelle gleicher Polung ermöglicht wird. Beispielsweise ist somit eine Anordnung der mindestens einen Leiterbahn denkbar, die senkrecht, also um 90° gedreht, zu den Fingerkontakten verläuft. Ebenso ist die geometrische Anordnung der Stromsammelschiene beliebig; in einer vorteilhaften Ausführungsform verläuft die Stromsammelschiene jedoch parallel zu den auf der Solarzelle aufgebrachten Fingerkontakten. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mehr als eine Leiterbahn zur Kontaktierung der Fingerkontakte vorhanden ist. Dies ermöglicht eine maximale Stromausbeute und eine Minimierung von Stromver lusten durch den elektrischen Widerstand der Fingerkontakte.
- Dabei sind die mindestens zwei Mittel aus elektrisch leitfähigem Material, vorteilhaft ist dabei das leitfähige Material ausgebildet aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Zinn, Silber, Gold, Aluminium, Wolfram, Titan, Palladium sowie Legierungen hieraus und/oder Schichtfolgen daraus.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Schichtdicke des jeweiligen Mittels je nach Verwendungszweck der Solarzelle ausgestaltet sein kann und über einen weiten Bereich variieren kann. In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt die Schichtdicke jedoch zwischen 1 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 80 μm, besonders bevorzugt zwischen 10 μm und 50 μm.
- Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Solarzelle können die Fingerkontakte auf zur Kontaktierung der Halbleiterschichten sehr dünn ausgebildet sein. Vorteilhafterweise liegen hier die Schichtdicken in einem Bereich zwischen 0,01 μm und 10 μm, bevorzugt zwischen 0,02 μm und 5 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,03 μm und 3 μm.
- Die isolierende Schicht ist weiterhin vorteilhaft als durchgehende Rückseite der Solarzelle ausgebildet. Dabei ist die isolierende Schicht an den Stellen perforiert, an denen die Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen den mindestens zwei Mitteln zum Abgreifen des Stroms und den mindestens zwei Fingerkontakten erfolgt.
- Die isolierende Schicht ist dabei nicht auf spezielle Materialien beschränkt, essentiell ist lediglich, dass das Material ein elektrischer Isolator ist. Vorteilhafterweise werden dabei Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glas, Silicium, Aluminiumoxid, organischen Lacken, Pertinax, EVA-Folien, Kunststofffolien sowie Mischungen und/oder Schichtfolgen hieraus verwendet.
- Ebenso unterliegt die Isolationsschicht bezüglich ihrer Dicke keiner bestimmten Beschränkung. Vorzugsweise beträgt die Schichtdicke des isolierenden Materials jedoch zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 2 μm und 1000 μm, besonders bevorzugt zwischen 5 μm und 500 μm.
- Beispielsweise kann das isolierende Substrat sehr dick gewählt werden, um eine lange Haltbarkeit der Isolation zu gewährleisten. Die Wahl der Materialkomponenten ist weitgehend von der Solarzellenherstellung entkoppelt.
- Einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die mindestens eine Leiterbahn der Mittel mindestens ein Loch auf, über das eine Kontaktierung mit den jeweiligen Fingerkontakten erfolgt. Bezüglich der Ausmaße des mindestens eines Lochs ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Loch einen Durchmesser von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,25 bis 0,6 mm aufweist. Die Löcher sind dabei auf keine spezielle geometrischen Form beschränkt. Beispielsweise können diese als Kreise, Quadrate oder n-Ecke ausgeführt sein, die auch unregelmäßig sein können.
- Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktierung des Mittels mit den jeweiligen Fingerkontakten als Löt kontakt ausgebildet ist.
- Als besonderer Vorteil der Erfindung hat es sich erwiesen, dass bei der Solarzelle auf die Verwendung von Stromsammelschienen (Busbars), die auf der Solarzellenrückseite angeordnet sind, verzichtet werden kann, woraus die bereits weiter oben erwähnten Vorteile resultieren.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Oberfläche der Solarzelle mindestens 120 cm2, bevorzugt mindestens 140 cm2 betragt.
- Ebenso können die Fingerkontakte der Solarzelle äußerst dünn gestaltet sein. Beispielsweise ist es günstig, wenn die Fingerkontatke eine Höhe von zwischen 0,1 und 10 μm, bevorzugt zwischen 0,2 und 5 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 3 μm und/oder eine Breite zwischen 100 und 1000 μm, bevorzugt zwischen 150 und 750 μm, besonders bevorzugt zwischen 200 und 500 μm aufweisen.
- Selbstverständlich können mindestens zwei Solarzellen parallel oder seriell verschaltet sein, um die Stromausbeute zu erhöhen.
- Somit wird erfindungsgemäß auch ein Solarzellenmodul bereitgestellt, das mindestens zwei im voranstehenden beschriebene Solarzellen enthält.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Solarzellen dabei so angebracht, dass die mindestens eine isolierende Schicht durchgehend über alle Solarzellen als Rückseitenschicht ausgebildet ist. In diesem Fall kann das isolierende Substrat eine Fläche (Rückseite) von mehreren Solarzellen umfassen. Das Substrat kann von der Stabilität so gewählt werden, dass es bereits dem Solarzellenmodul einen Großteil der benötigten Stabilität verleiht.
- Als weiterer Vorteil ist die besondere einfache elektrische Verschaltung der Solarzellen untereinander möglich, bei der die Solarzellen integriert verschaltet sind.
- Erfindungsgemäß wird ebenso ein Verfahren zur Herstellung einer oben angegebenen Rückseitensolarzelle angegeben, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
- a) Aufbringen mindestens zweier Mittel (
5 ,5' ) nebeneinander auf einer Seite eines isolierenden Materials, das aus mindestens einer Schicht (4 ) aufgebaut ist, so dass die beiden Mittel mit der mindestens einen Schicht (4 ) formschlüssig verbunden sind, - b) Aufbringen des Verbundes aus Schritt a) mit der die Mittel
aufweisenden abgewandten Seite auf eine Solarzelle, die mindestens
einen p-Fingerkontakt (
3 ) und mindestens einen n-Fingerkontakt (3' ) aufweist, - c) bereichsweises elektrisches Kontaktieren der Mittel (
5 ,5' ) mit den Fingerkontakten (3 ,3' ) durch die mindestens eine isolierende Schicht (4 ) hindurch, so dass je ein p-Fingerkontakt (3 ) bzw. ein n-Fingerkontakt (3' ) mit einem Mittel (5 , bzw.5' ) elektrisch kontaktiert ist. - Wesentliches erfindungsgemäßes Merkmal dabei ist, dass die Herstellung der Kontaktstruktur der Mittel zur Kontaktierung der Fingerkontakte der Solarzelle räumlich von der Solarzelle abgetrennt ist. Da Solarzellen (insbesondere auf monokristallinen Wafern basierende Solarzellen) meist zur Erhöhung des Wir kungsgrades aus hochreinem Silicium gefertigt sind, ist es zwingend erforderlich, dass alle Arbeitsschritte, die unmittelbar an oder auf der Oberfläche der Solarzelle erfolgen, unter hochreinen Bedingungen erfolgen. Dies ist mit einem erheblichen Aufwand (z.B. Reinräume etc.) verbunden, der hohe Kosten nach sich zieht. Erfindungsgemäß kann nun die Leiterstruktur, über die das Abgreifen des Stromes erfolgt, in einem Arbeitsschritt erfolgen, bei dem auf diese aufwändige Maßnahen verzichtet werden kann. Die Herstellung der Leiterschicht auf dem isolierenden Substrat ist demnach unter Standardbedingungen (d.h. es müssen keine sonderlichen Maßnahmen zur Reinhaltung ergriffen werden) erfolgen, lediglich bei den Schritten, bei denen der so vorgefertigte Verbund auf die Solarzelle aufgebracht und mit den Fingerkontakten elektrisch kontaktiert wird, muss hinreichend sauber gearbeitet werden. Gegenüber dem Stand der Technik ist somit eine wesentliche Vereinfachung des Verfahrens erreichbar.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es dabei unerheblich, wie die mindestens zwei Mittel (
5 ,5' ) nebeneinander auf einer Seite eines isolierenden Materials aufgebracht werden, da die Fixierung erst im anschließenden Schritt erfolgt. Dadurch erfolgt selbstverständlich auch eine Fixierung der Mittel auf dem isolierenden Substrat. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn in Schritt a) die Mittel aufgelötet, aufgeschweißt und/oder aufgeklebt werden. - In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wir in Schritt b) der erhaltene Verbund auf der Solarzelle fixiert, wobei das Fixieren vorteilhaft durch Kleben und/oder Löten erfolgt. Ebenso ist jedoch eine mechanische Fixierung (z.B. durch Anpressen oder Klemmen) möglich.
- Abschließend erfolgt die elektrische Kontaktierung vorteilhaft durch Löten. Dabei wird je ein Mittel mit je einem der mindestens einen Fingerkontakte durch die isolierende Schicht hindurch verbunden. Darunter ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass ein Mittel mit der Gesamtheit der p-Fingerkontakte der Solarzelle elektrisch kontaktiert wird, während das andere Mittel mit der Gesamtheit der n-Fingerkontakte in elektrischen Kontakt gebracht wird.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben, ohne die Erfindung jedoch auf die dort angegebenen speziellen Merkmale beschränken zu wollen.
- Dabei zeigen
-
1 eine Rückseitenkontaktsolarzelle, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist; dabei trifft das Licht9 von der Unterseite auf die Solarzelle auf. -
2 eine erfindungsgemäße Anordnung der Kontaktiervorrichtung, wobei hier Elektroden und das isolierende Substrat dargestellt sind. -
3 eine erfindungsgemäße Rückseitenkontaktsolarzelle, mit Fingerkontakten, einer isolierenden Schicht sowie den aufgebrachten Elektroden zum Abgreifen des Stroms. - In
2 ist eine Kontaktiervorrichtung abgebildet. - Diese besteht aus dem elektrisch isolierenden Substrat
4 sowie den darauf aufgebrachten Mitteln5 und5' . Die Kontaktiervorrichtung wird getrennt von der Solarzelle1 hergestellt. - In
3 ist eine erfindungsgemäße Solarzelle1 mit dargestellt. Dabei weist die Solarzelle1 nur Fingerkontakte auf. Diese sind direkt auf der Solarzelle aufgebracht und durch eine isolierende Ebene4 , die aus einem isolierenden Material gefertigt ist, von den Elektroden5 ,5' , mit denen sie über durch die isolierende Schicht durchgehenden Kontakten in Verbindung stehen, räumlich getrennt. Busbars auf der Solarzelle sind somit überflüssig. - Das elektrisch isolierende Substrat verhindert den Kurzschluss zwischen der n- und der p-Elektrode, wenn die Kontaktierungseinheit auf die Rückseite der Solarzelle
1 platziert wird (siehe3 ) und die Leiterbahnen7 ,7' der beiden Mittel5 ,5' somit quer zu den Fingerkontakten3 ,3' verlaufen. - Dabei weist die eigentliche Solarzelle
1 nur Kontaktfinger3 ,3' auf. Die Busbars8 ,8' befinden sich auf einer zweiten Ebene auf dem elektrisch isolierenden Substrat4 und werden durch Löcher6 an die jeweiligen Kontaktfinger3 ,3' , z.B. durch die Isolationsschicht4 durchgängige Lötkontakte, kontaktiert. Die geometrischen Ausdehnungen der Löcher6 können unabhängig von der Solarzellengeometrie ausgebildet werden. - Durch die Löcher
6 hindurch kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Solarzelle1 und den Leiterbahnen7 ,7' auf der zweiten Ebene hergestellt werden. Bei Verwendung von zwei Leiterbahnen7 auf der oberen Ebene (wie in2 und3 gezeigt) brauchen die Ladungsträger nur noch etwa ein Viertel der Leitfähigkeit der Finger3 ,3' zur Verfügung gestellt werden. Allgemein lässt sich die benötigte Leitfähigkeit LF der Finger3 ,3' abschätzen als:
LFstandard·1/(1 + n) = LFneu mit n = Anzahl der Leiterbahnen7 auf dem isolierenden Substrat4 . Zusätzlich können die Busbars2 ,2' (siehe1 ) auf der Solarzelle1 weggelassen werden und es ist nur noch ein Streifenmuster von p- und n-Fingern3 ,3' nötig. Dies vereinfacht die Herstellungsprozesse der Rückseitenkontaktzellen1 erheblich. - Wenn die zweite Ebene großflächig gestaltet wird, kann eine vereinfachte Modulverschaltung einer Vielzahl von Solarzellen
1 vorgenommen werden. Über die auf der zweiten Ebene aufgebrachten Leiterbahnen7 ,7' werden die Solarzellen integriert auf dem elektrisch isolierenden Substrat4 verschaltet. In diesem Fall bildet das elektrisch isolierende Substrat4 die Rückseite des Moduls. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Rückseite des Moduls durch weitere Vorkehrungen (z.B. einer Schutzschicht aus einem inerten Material wie beispielsweise Kunststoffe) vor Witterungen, Umwelteinflüssen und/oder Feuchtigkeit geschützt wird.
Claims (26)
- Rückseitenkontaktsolarzelle (
1 ) mit einer Oberfläche von mindestens 100 cm2, aufweisend mindestens einen rückseitig angeordneten p-Fingerkontakt (3 ), der mit dem p-Halbleiter der Solarzelle (1 ) in elektrischen Kontakt steht sowie mindestens einen n-Fingerkontakt (3' ), der mit dem n-Halbleiter der Solarzelle (1 ) in elektrischem Kontakt steht, wobei mindestens zwei Mittel (5 ,5' ) zum Abgreifen des Stromes vorhanden sind, die auf mindestens einer Schicht (4 ) aus isolierendem Material nebeneinander aufgebracht sind, welche die Fingerkontakte (3 ,3' ) von den Mitteln (5 ,5' ) räumlich trennt, und die Mittel durch die mindestens eine Schicht (4 ) hindurch mit dem mindestens einen p-Fingerkontakt (3 ) bzw. mit dem mindestens einen n-Fingerkontakt (3' ), elektrisch kontaktiert sind. - Solarzelle (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5 ,5' ) mindestens eine Leiterbahn (7 ) sowie mindestens eine Stromsammelschiene (8 ) aufweisen, die in elektrischem Kontakt miteinander stehen. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5 ,5' ) aus elektrisch leitfähigem Material sind. - Solarzelle (
1 ) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Material ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Zinn, Silber, Gold, Aluminium, Wolfram, Titan, Palladium sowie Legierungen hieraus und/oder Schichtfolgen daraus. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke des Mittels (5 ,5' ) zwischen 1 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 80 μm, besonders bevorzugt zwischen 10 μm und 50 μm beträgt. - Solarzelle (
1 ) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine isolierende Schicht (4 ) die Rückseite der Solarzelle (1 ) bildet. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine isolierende Schicht (4 ) an den Stellen perforiert ist, an denen die Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen den mindestens zwei Mitteln (5 ,5' ) zum Abgreifen des Stromes und den mindestens zwei Fingerkontakten (3 ,3' ) erfolgt. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine isolierende Schicht (4 ) Materialien enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glas, Silicium, Aluminiumoxid, organischen Lacken, Pertinax, EVA-Folien, Kunststofffolien sowie Mischungen und/oder Schichtfolgen hieraus. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die min destens eine Schicht (4 ) aus isolierendem Material eine Dicke zwischen 1 μm und 2000 μm, bevorzugt zwischen 2 μm und 1000 μm, besonders bevorzugt zwischen 5 μm und 500 μm aufweist. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Leiterbahn (7 ) der Mittel (5 ,5' ) mindestens ein Loch (6 ) aufweist, über das eine Kontaktierung mit den jeweiligen Fingerkontakten (3 ,3' ) erfolgt. - Solarzelle (
1 ) nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Loch (6 ) einen Durchmesser von 0,1 mm bis 2 mm, bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,25 bis 0,6 mm aufweist. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierung des Mittels (5 ,5' ) mit den jeweiligen Fingerkontakten (3 ,3' ) als Lötkontakt ausgebildet ist. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1 ) keine Stromsammelschienen (2 ) (Busbars) aufweist. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit mindestens einer weiteren Solarzelle (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche elektrisch verschaltet ist. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ober fläche mindestens 120 cm2, bevorzugt mindestens 140 cm2 beträgt. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fingerkontakte (3 ,3' ) eine Höhe von zwischen 0,1 und 10 μm, bevorzugt zwischen 0,2 und 5 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 3 μm aufweisen. - Solarzelle (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fingerkontakte (3 ,3' ) eine Breite zwischen 100 und 1000 μm, bevorzugt zwischen 150 und 750 μm, besonders bevorzugt zwischen 200 und 500 μm aufweisen. - Solarzellenmodul, enthaltend mindestens zwei Solarzellen (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. - Solarzellenmodul nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (
1 ) parallel oder seriell verschaltet sind. - Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine isolierende Schicht (
4 ) durchgehend über alle Solarzellen als Rückseitenschicht ausgebildet ist. - Solarzellenmodul nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (
1 ) über die mindestens zwei Mittel (5 ,5' ) integriert verschaltet sind. - Verfahren zur Herstellung einer Rückseitenkontaktsolarzelle (
1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Aufbringen mindestens zweier Mittel (5 ,5' ) nebeneinander auf einer Seite eines isolierenden Materials, das aus mindestens einer Schicht (4 ) aufgebaut ist, so dass die beiden Mittel mit der mindestens einen Schicht (4 ) formschlüssig verbunden sind, b) Aufbringen des Verbundes aus Schritt a) mit der die Mittel aufweisenden abgewandten Seite auf eine Solarzelle, die mindestens einen p-Fingerkontakt (3 ) und mindestens einen n-Fingerkontakt (3' ) aufweist, c) bereichsweises elektrisches Kontaktieren der Mittel (5 ,5' ) mit den Fingerkontakten (3 ,3' ) durch die mindestens eine isolierende Schicht (4 ) hindurch, so dass je ein p-Fingerkontakt (3 ) bzw. ein n-Fingerkontakt (3' ) mit einem Mittel (5 , bzw.5' ) elektrisch kontaktiert ist. - Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) die Mittel (
5 ,5' ) aufgelötet, aufgeschweißt und/oder aufgeklebt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der aus Schritt a) erhaltene Verbund auf der Solarzelle fixiert wird.
- Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren durch Kleben und/oder Löten erfolgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die elektrische Kontaktierung je eines Mittel (
5 bzw.5' ) mit je einem der mindestens einen Fingerkontakte (3 bzw.3' ) durch Löten erfolgt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: HERMLE, MARTIN, DIPL.-PHYS., 79279 VOERSTETTEN, DE Inventor name: SCHULTZ-WITTMANN, OLIVER, DR., 79102 FREIBURG, DE Inventor name: GLUNZ, STEFAN, DR., 79111 FREIBURG, DE |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20130608 |