DE102007008610B4 - Manufacturing method of a solar cell polymer-based and polymer-based solar cell - Google Patents

Manufacturing method of a solar cell polymer-based and polymer-based solar cell

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Solarzelleneinheit (4) mit einer Solarzelle (1; 2; 41) auf Polymerbasis mit mindestens einem Trägersubstrat (10) und mindestens einer organischen Halbleiterschicht (13) mit einer einer Lichtquelle zugewandten Oberseite und einer der Lichtquelle abgewandten Rückseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1; 2; 41) nach ihrer Fertigstellung so verformt wird, dass mindestens die Oberseite der Solarzelle (1; 2; 41) ein Oberflächenprofil aufweist, welches die Oberfläche der Oberseite in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert. A method for manufacturing a solar cell unit (4) having a solar cell (1; 2; 41) based on polymers with at least one carrier substrate (10) and at least one organic semiconductor layer (13) having a light source facing top surface and one of the light source back side facing away, characterized in that that the solar cell (1; 41; 2) is deformed after its completion, so that at least the upper surface of the solar cell (1; 2; 41) has a surface profile, which increases the surface area of ​​the top surface relative to a planar surface profile.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle auf Polymerbasis sowie eine Solarzelle auf Polymerbasis. The invention relates to a method for manufacturing a solar cell on a polymer basis as well as a solar cell based on polymers.
  • Solarzellen auf Polymerbasis (z. B. flexible Solarzellen) haben bislang Wirkungsgrade, die sich im Bereich von 3 bis 5% bewegen. Solar cells on a polymer basis (flexible z. B. solar cells) so far have efficiencies which are moving in the range of 3 to 5%. Das sind Wirkungsgrade, die deutlich niedriger sind als die von anorganischen Solarzellen. These are efficiencies that are significantly lower than those of inorganic solar cells.
  • Werden zur Herstellung von flexiblen Solarzellen auf Polymerbasis kostengünstige Fertigungsverfahren, wie beispielsweise das Rolle-zu-Rolle-Verfahren eingesetzt, so ist eine Massenproduktion von Solarzellen in erheblichem Umfang denkbar. Be for the production of flexible solar cells, polymer-based low-cost manufacturing methods, such as used in the roll-to-roll processing, so mass production of solar cells to a considerable extent is conceivable.
  • Die The US 2005/013 3781 A1 US 2005/013 3781 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines eine elektrisch leitfähige, transparente Schicht umfassenden Artikels. describes a process for manufacture of a complete an electrically conductive, transparent layer article. Wird bei einem solchen Artikel anstelle eines an sich üblichen Glassubstrats ein polymeres Trägersubstrat verwendet und auf die erhitzte polymere Trägerfolie das transparente elektrisch leitfähige Material aufgebracht, so tritt beim Abkühlen aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten eine Verwölbung des Trägersubstrats auf. When using a polymeric carrier substrate at such an article instead of a per se conventional glass substrate and the transparent electrically conductive material applied to the heated polymeric support sheet, a warpage of the carrier substrate occurs upon cooling due to different thermal expansion coefficients. Um diese bei Herstellung des Artikels auftretenden Verwölbungen zu verhindern, wird nun vorgeschlagen, auf die gegenüberliegende Seite des polymeren Trägersubstrats eine weitere Schicht aufzubringen, welche einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt, der in etwa gleich dem der transparenten elektrisch leitfähigen Schicht ist. To prevent this warpage occurring during manufacture of the article, it is now proposed to the opposite side of the polymeric carrier substrate to apply a further layer which has a thermal expansion coefficient which is equal approximately to the transparent electrically conductive layer.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Herstellungsverfahren für eine Solarzelle auf Polymerbasis mit verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen einen Gegenstand dazu anzugeben. The invention now has for its object a manufacturing method for a solar cell based on polymers to provide improved efficiency provide a object to it.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Solarzelle nach Anspruch 28 gelöst. The object of the invention is achieved by a method according to claim 1 and by a solar cell according to claim 28th
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Solarzelle auf Polymerbasis, im weiteren als Polymer-Solarzelle bezeichnet, in sehr einfacher und effektiver Weise mit einer vergrößerten Oberfläche versehen werden, so dass die Effizienz der so ausgebildeten Solarzelle gegenüber einer mit ebener Oberseite versehenen Polymer-Solarzelle erhöht ist, beispielsweise auch aufgrund von Mehrfachreflexionen. The inventive method can be a solar cell on a polymer basis, hereinafter referred to as polymer solar cell can be provided in a very simple and effective manner with an enlarged surface area, so that the efficiency of the thus-formed solar cell is increased compared to a provided with flat top polymer solar cell , for example, due to multiple reflections. Die vorgeschlagenen Verfahren sehen sowohl mikroskopische als auch makroskopische Verformungen vor, um die vergrößerte Oberfläche auszubilden, wobei durch Kombination der Verfahren weitere vorteilhafte Ausbildungen möglich sind, wie weiter unten näher beschrieben. The proposed procedure before both microscopic and macroscopic deformation to form the enlarged surface area, wherein further advantageous embodiments are possible by combining the method, described in more detail below.
  • Damit kann bei gleicher Montagefläche der Polymer-Solarzelle eine vergrößerte Oberfläche der für die Umwandlung der Strahlungsenergie des Lichtes in elektrische Energie zuständigen Halbleiterschicht bereitgestellt werden, wodurch der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Polymer-Solarzelle auch aufgrund von Mehrfachreflexionen gegenüber einer Polymer-Solarzelle mit glatter Oberfläche erhöht ist. Thus, an increased surface area responsible for the conversion of the radiation energy of light into electrical energy semiconductor layer may be provided with the same mounting surface of the polymer solar cell, whereby the efficiency of polymer solar cell according to the invention is increased with a smooth surface also due to multiple reflections to a polymer solar cell ,
  • Bei der organischen Halbleiterschicht handelt es sich im allgemeinen um ein System aus mehreren Halbleiterschichten, die miteinander wirken. In the organic semiconductor layer is generally to a system of a plurality of semiconductor layers which act together.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen bezeichnet. Further advantageous embodiments are indicated in the dependent claims.
  • Erfindungsgemäß ist nach einer ersten Ausführungsform vorgesehen, dass die Solarzelle auf eine Schrumpffolie laminiert wird, und dass danach die Solarzelleneinheit einer Temperaturbehandlung unterzogen wird. According to the invention according to a first embodiment is that the solar cell is laminated on a shrink film, and that thereafter the solar cell unit to a temperature treatment is subjected. Die Solarzelle kann also wie bisher beispielsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren als Massenprodukt hergestellt werden und durch eine Temperaturbehandlung mit einer vergrößerten aktiven Oberfläche versehen werden, indem die Schrumpffolie durch Einwirkung erhöhter Temperatur, beispielsweise in einem Bereich von 80°C bis 250°C, die auf ihr laminierte Solarzelle auffaltet. The solar cell can thus be as previously prepared, for example in a roll-to-roll process as a mass product and provided by a temperature treatment with an enlarged active surface by the shrink film by exposure to elevated temperature, for example in a range from 80 ° C to 250 ° C, which unfolds to its laminated solar cell. Es können eine oder mehrere Solarzellen auf die Schrumpffolie laminiert werden und die Solarzelleneinheit bilden. It can be laminated to the shrink film and form the solar cell unit, one or more solar cells.
  • Erfindungsgemäß ist nach einer zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass für das Trägersubstrat der Solarzelle eine Schrumpffolie verwendet wird und die Solarzelle nach ihrer Fertigstellung einer Temperaturbehandlung unterzogen wird. According to the invention according to a second embodiment is that a shrink film is used for the support substrate of the solar cell and the solar cell is subjected following its completion of a temperature treatment. Dieser Prozess ist zwar kostengünstiger, hat aber ein engeres Prozessfenster während des Rolle-zu-Rolle-Drucks, da sichergestellt werden muss, dass die Schrumpffolie während des Druck- und Trocknungsprozesses nicht ihre Dimensionen ändert. Although this process is cost-effective, but has a narrower process window during roll-to-roll printing, since it must be ensured that the shrink film does not change its dimensions during the printing and drying process. Bei dieser Ausbildung entfällt der Verfahrensschritt „Laminieren", wodurch die Herstellungskosten gesenkt werden können. In this configuration, the step "laminating" is omitted, whereby the manufacturing cost can be reduced.
  • Es ist möglich, dass eine unidirektionale Schrumpffolie verwendet wird. It is possible that a unidirectional shrink film is used. Mit einer solchen Schrumpffolie kann die Solarzelle eine wellpappenförmige Ausbildung erhalten. With such a shrink film solar cell can receive a corrugated-shaped design.
  • Es ist auch möglich, dass eine bidirektionale Schrumpffolie verwendet wird. It is also possible that a bi-directional shrink film is used. Die Oberfläche der Solarzelle kann damit nach dem Schrumpfen noppenförmig ausgebildet sein, so dass gegenüber der vorgenannten Ausbildung eine weiter vergrößerte aktive Oberfläche der Solarzelle erreicht ist. The surface of the solar cell can thus be formed knob-shaped after shrinking, so that compared with the above-mentioned training a further enlarged active surface of the solar cell is achieved.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine opake oder transparente oder semitransparente Schrumpffolie verwendet wird. It may be provided that an opaque or transparent or semi-transparent shrink film is used. Eine transparente Schrumpffolie kann von Vorteil sein, wenn auch von der Rückseite der Solarzelle Licht auf die aktive Schicht der Solarzelle treffen soll oder wenn vorgesehen ist, Solarzellen übereinander zu stapeln, wie weiter unten ausgeführt. A transparent shrink film may be of advantage when to make light to the active layer of the solar cell from the rear side of the solar cell or if it is provided to be stacked one above the other solar cells, as explained further below.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass eine elektrisch nichtleitende Schrumpffolie verwendet wird. Further that an electrically non-conductive heat shrinkable film is used can be provided. Eine solche nichtleitende Schrumpffolie kann beispielsweise mit Durchkontaktierungen ausgebildet sein, um mehrere Solarzellen miteinander elektrisch zu verbinden oder alle Anschlüsse der Solarzellen auf eine Anschlussfläche zu führen. Such a non-conductive shrink film may be formed, for example, with vias to electrically connect a plurality of solar cells to each other or to cause all the terminals of the solar cell on a connection surface.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass eine elektrisch leitende Schrumpffolie verwendet wird. It may be also provided that an electrically conductive heat-shrinkable film is used. Die Schrumpffolie kann partiell leitend ausgebildet sein. The shrink film can be formed partially conductive. Beispielsweise kann die Schrumpffolie Leiterbahnen aufweisen, die geeignet sind, mehrere Solarzellen miteinander elektrisch zu verbinden, dh Reihenschaltungen und/oder Parallelschaltungen von Solarzellen vorzunehmen. For example, the shrink film may have traces that are suitable to connect a plurality of solar cells electrically to each other, that is, to make series connections and / or parallel connections of solar cells. Auf diese Weise sind Solarzelleneinheiten herstellbar, die eine höhere Ausgangsspannung als eine einzelne Solarzelle liefern. In this way, solar cell units can be produced which provide a higher output voltage than a single solar cell.
  • Es ist möglich, dass die Schrumpffolie vor der Temperaturbehandlung mindestens bereichsweise lackiert und/oder beschichtet wird. It is possible that the shrink film is at least partially painted before the heat treatment and / or coated. Eine solche Lackierung oder Beschichtung kann beispielsweise vorgesehen sein, um elektrische Leiterbahnen auf der Schrumpffolie auszubilden oder um das Schrumpfverhalten der Schrumpffolie gezielt zu beeinflussen. Such paint or coating may be provided, for example, to form electrical conductors on the shrink film or the shrinkage behavior of the shrink film to selectively influence. Durch eine nicht schrumpfende streifenförmige, parallel ausgerichtete Beschichtung kann beispielsweise das weiter oben beschriebene wellpappenförmige Verformungsprofil besonders gut ausgebildet werden, weil beschichtete Bereiche als Soll-Knicklinien wirken können, zwischen denen die Schrumpffolie sich aufwölbt. By a non-shrink strip-shaped, parallel orientated coating, for example, the corrugated shaped deformation profile described above can be particularly well adapted because coated areas can act as a desired fold lines, between which the shrink foil bulges up. Dabei kann über die Schichtdicke der lackierten Bereiche der Grad der Wölbung nach dem Schrumpfprozess beeinflusst werden. The degree of curvature can be influenced by the shrinking process over the layer thickness of the painted areas.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass dem Lack und/oder dem Beschichtungsmaterial lichtbrechende und/oder lichtstreuende und/oder lichtleitende und/oder die Lichtwellenlänge ändernde Partikel und/oder Partikeigemische beigefügt werden. Further that the paint and / or the coating material, refractive and / or light-scattering and / or light-conducting and / or changing the particle and / or Partikeigemische light wavelength can be provided to be attached. Durch die genannten Beimengungen kann die Schrumpffolie zugleich dazu vorgesehen sein, das auf die Solarzelle einfallende Licht auf die aktiven Bereiche der Solarzelle zu lenken. By said admixtures, the shrink film may be simultaneously provided to the directing of the solar cell to incident light, the active regions of the solar cell. Durch Änderungen der Lichtwellenlänge können Spektralbereiche zur Gewinnung des Solarstroms herangezogen werden, die außerhalb der Sensibilisierung der aktiven Schicht liegen. By changes in light wavelength spectral ranges can be used for the recovery of solar energy that lie outside of sensitization of the active layer.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die Schrumpffolie mindestens bereichsweise vorstrukturiert wird. In a further advantageous configuration provides that the shrink film is pre-structured at least in regions. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schrumpffolie besonders gut verformbare Bereiche aufweist, an denen die Schrumpffolie bevorzugt aufgefaltet wird. It can be provided for example that the shrink film has especially good deformable portions at which the shrink film is preferably folded. Es kann sich dabei um Bereiche mit geringerer Dicke handeln, es kann aber beispielsweise auch vorgesehen sein, dass diese Bereiche durch Perforationen in ihrer Biegefestigkeit geschwächt sind. It can be for areas of reduced thickness thereby, but it can for example also be provided that these areas are weakened by perforations in its flexural strength.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass eine mehrschichtige Schrumpffolie verwendet wird, deren Schichten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten aufweisen. Further that a multi-layer shrink film is used whose layers have a different shrinkage behavior can be provided. Es kann sich dabei um vollflächig aufeinanderliegende Schrumpffolien handeln. These may involve the whole surface superposed shrink films. Es können aber auch eine oder mehrere der übereinander liegenden Schrumpffolien nur bereichsweise vorgesehen sein und auf diese Weise beispielsweise wie in ein Gewebe eingebrachte Gummifäden wirken, die das Gewebe in Falten legen. However, it may be provided only in some areas, and act in this way, for example, as introduced into a tissue elastic threads which connect the fabric folds in one or more of the shrink films superposed.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die Solarzelle durch einen Inmold-Prozess verformt wird. In a further advantageous embodiment it is provided that the solar cell is deformed by a in-mold process. Bei dem Inmold-Verfahren wird eine zu verformende Folie mittels eines hinter die Folie eingespritzten Mediums unter Druck in eine Form gepresst und auf diese Weise verformt. In the in-mold method, a film to be formed is pressed by means of an injected behind the film medium under pressure into a mold and deformed in this way. Bei dem eingespritzten Medium kann es sich beispielsweise um einen erhitzten Thermoplast, wie ABS/PC oder PMMA handeln, der nach dem Erstarren die verformte Folie fixiert. When the injected medium may be, for example, a heated thermoplastic such as ABS / PC or PMMA action which fixes the formed film after solidification.
  • So handelt es sich bei der Form beispielsweise um eine Spritzgussform, welcher auf einer Seite das Oberflächenrelief aufweist, gemäss dem die Solarzelle verformt werden soll. So it is in the form of, for example, an injection mold having on one side of the surface relief, in accordance with which the solar cell is to be deformed. Die Solarzelle ist Teil einer Inmold-Folie, die in die Spritzgussform eingelegt wird und sodann mit flüssiger Kunststoff-Spritzmasse von der diesem Oberflächenrelief gegenüberliegenden Seite der Inmold-Folie her hinterspritzt wird. The solar cell is part of which is inserted into the injection mold and then is back-injected with liquid plastic injection molding material from the opposite side of this surface relief-mold foil forth an in-mold film. Zusätzlich ist es noch möglich, dass ein Vakuum zwischen der Spritzguss-Formhälfte, welche das Oberflächenrelief aufweist, und der aufliegenden Inmold-Folie angelegt wird, so dass eine korrekte Abformung des Oberflächenreliefs in die Inmold-Folie nicht durch Luftblasen oder Ähnliches behindert wird. In addition, it is still possible that a vacuum between the injection mold having the surface relief, and resting in-mold foil is applied so that a correct impression of the surface relief is hindered in the in-mold film is not due to air bubbles or the like. Durch die Hitze und den Druck des in die Spritzgussform gepressten Spritzgussmaterials wird die Inmold-Folie, welche die Solarzelle enthält, entsprechend dem Oberflächenprofil der Spritzgussform verformt und die Verformung im Weiteren dann durch das Erkalten des Spritzgussmaterials stabilisiert und fixiert. The heat and pressure of the pressed into the injection mold injection molding material, the in-mold film which includes the solar cell is deformed according to the surface profile of the injection mold and the deformation then stabilized thereafter by the cooling of the injection material and fixed. Die Inmold-Folie ist hierbei bevorzugt aus einem 15 bis 40 μm dicken PET-Folie, einer Ablöseschicht und einer Übertragungslage aufgebaut, welche die Solarzelle enthält. The in-mold foil is in this case preferably constructed of a 15 to 40 .mu.m thick PET film, a release layer and a transfer layer which includes the solar cell. Die Polyesterfolie wird nach Erkalten des Spritzgussmaterials oder bei Auslösen des Formkörpers aus der Spritzgussform abgezogen. The polyester film is peeled off after cooling of the injection molding material or the triggering of the shaped body from the injection mold. Weiter ist es auch möglich, dass die Inmold-Folie nicht über eine Ablöseschicht verfügt und die Polyesterfolie auf dem Formkörper verbleibt. Further, it is also possible that the in-mold film does not have a release layer and the polyester film remains on the mold body. Letzterer Prozess ist aber weniger üblich. but the latter process is less common.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Solarzelle durch einen Touch-Forming-Prozess verformt wird. Further that the solar cell is deformed by a touch-forming process can be provided. Hierbei ist die Solarzelle auf einem speziell verdehnbaren Polyesterträger aufgebracht, dessen Dicke im Bereich von 100 μm ist. Here, the solar cell is deposited on a specially verdehnbaren polyester support having a thickness in the range of 100 microns. Mit Hilfe einer Membranpresse erfolgt dann bei einer Temperatur im Bereich von 120°C die Formgebung mittels eines Formteils. By means of a membrane press then the molding by means of a molded part is effected at a temperature in the range of 120 ° C. Wichtig sind in diesem Zusammenhang die einzelnen Zykluszeiten, die das Endprodukt stark beeinflussen und individuell ausgetestet werden müssen. are important in this context, the individual cycle times, which greatly affect the final product and must be individually tested.
  • Eine für einen derartigen Prozess geeignete Folie mit einer Solarzelle besteht beispielsweise aus folgenden Schichten: A suitable for such a process film with a solar cell composed for example of the following layers:
    • – Trägerschicht - backing
    • – Trennschicht - Interface
    • – Schutzlackschicht - protective lacquer layer
    • – Solarzelle/n - Solar cell / n
    • – Klebeschicht - Adhesive
  • Die Trennschicht und die Schutzlackschicht weisen vorzugsweise Dicken im Bereich von 1 bis 3 μm auf. The release layer and the protective lacquer layer preferably have thicknesses in the range of 1 to 3 microns. Die Klebeschicht weist ebenfalls vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 1 bis 3 μm auf, wobei Dicke und Zusammensetzung der Klebeschicht vom Substrat abhängen können. The adhesive layer also preferably has a thickness in the range of 1 to 3 microns, wherein the thickness and composition of the adhesive layer may depend on the substrate.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Solarzelle durch einen Tiefzieh-Prozess verformt wird. Next the solar cell is deformed by a deep drawing process can be provided. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine Folie enthaltend die Solarzelle auf ein tiefziehfähiges Substrat, wie beispielsweise eine ABS-Platte mit einer Stärke von 0,5 bis 1 mm appliziert, vorzugsweise aufgeklebt wird, und sodann die Folie mit dem Substrat in einem Tiefziehprozess zur Ausbildung des Oberflächenreliefs verformt wird. It can be provided that a foil containing applied, the solar cell to a thermoformable substrate, such as an ABS sheet with a thickness of 0.5 to 1 mm, preferably is glued, and then the foil to the substrate in a deep-drawing process to form of the surface relief is deformed. Auf die hier beispielhaft genannte ABS-Platte wird über ein Abrollverfahren die Solarzelle appliziert. In the here-exemplified ABS plate, the solar cell is applied with a roll-off. Danach erfolgt das Einspannen in eine Vakuummaschine und über eine teilweise beheizte Metallform das Tiefziehen mittels Vakuum mit dem Ergebnis, dass die beschichtete ABS-Platte die Form der Metallform angenommen hat. Thereafter, the clamping is carried out in a vacuum machine and a partly heated metal mold, the deep drawing by means of vacuum, with the result that the coated ABS sheet has taken the form of the metal mold.
  • Es ist auch möglich, dass das Substrat aus einer Folie aus ABS, PVC oder Plexiglas besteht. It is also possible that the substrate consists of a sheet of ABS, PVC or Plexiglas. Der Aufbau der Folie ist ähnlich zu dem schon vorstehend erwähnten. The structure of the film is similar to that already mentioned above. Auf einem Träger befindet sich eine oder mehrere Trennschichten, ein Schutzlack oder ein Schutzlackpaket, der Solarzellenaufbau und eine Klebeschicht. On a support is one or more barrier layers, a protective lacquer or a protective lacquer packet, the solar cell structure and an adhesive layer. Weitere Schichten können vorgesehen sein, wenn besondere End-Eigenschaften gefordert sind. Additional layers can be provided if special end properties are required.
  • Sowohl bei dem Touch-Forming-Prozess als auch beim Tiefziehen kann ein Hinterspritzen der verformten Folie vorgesehen sein, um die Verformung der Folie dauerhaft zu fixieren. In both the touch-forming process as well as during deep drawing a back-molding the formed film can be provided to fix the permanent deformation of the film.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Spritzmedium kann es sich um ein elektrisch leitfähiges Spritzmedium handeln, wenn besondere Applikationen gefordert sind. In the above spraying material may be an electrically conductive spray medium when special applications are required.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass ein partiell elektrisch leitfähiges Spritzmedium verwendet wird oder dass ein elektrisch nichtleitendes Spritzmedium verwendet wird. It may also be provided that a partially electrically conductive spray medium is used or that an electrically non-conductive spray medium is used.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass ein opakes oder transparentes oder semitransparentes Spritzmedium verwendet wird. Next to an opaque or transparent or semitransparent spray medium is used can be provided. Es ist auch vorgesehen, das Spritzmedium in vergleichbarer Art und Weise wie die weiter oben beschriebene Schrumpffolie zu modifizieren, wobei prinzipiell beliebige Kombinationen möglich sind. It is also contemplated to modify the injection medium in a comparable manner as the shrink film described above, wherein, in principle, any combinations are possible. Es ist also auch möglich, geschrumpfte Solarzellen zu hinterspritzen oder Solarzellen durch Hinterspritzen miteinander zu verbinden. It is also possible to back-injected shrunk solar cells or solar cells to be connected to each other by insert molding. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass metallisierte Kontaktstellen in die Hinterspritzung eingebracht werden. It can also be provided that metallized contact points are placed in the back-injection.
  • Wie bereits weiter oben ausgeführt, können mindestens zwei Solarzellen oder Solarzelleneinheiten übereinander angeordnet werden, wobei auch photovoltaische Halbleiterschichten vorgesehen sein können, die Licht aus unterschiedlichen Lichtwellenlängenbereichen absorbieren können. As stated above, at least two solar cells or solar cell units can be arranged one above the other, whereby photovoltaic semiconductor layers can be provided which can absorb light from different light wavelength ranges.
  • Es kann aber auch vorgesehen sein, dass es sich bei den Solarzelleneinheiten um Multifunktions-Zellen handelt. but it can also be provided that it is in the solar cell units to multi-function cells. Diese Zellen besitzen aktive Bereiche, die Licht aus unterschiedlichen Lichtwellenlängenbereichen adsorbieren, so dass somit eine Effizienzsteigerung erreicht wird. These cells have active areas that absorb light from different light wavelength ranges, so that thus an increase in efficiency is achieved.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass zwei übereinander angeordnete Solarzellen oder Solarzelleneinheiten beidseitig der Schrumpffolie aufgebracht werden. It may be provided that two stacked solar cells or solar cell units are on both sides of the shrink film is applied.
  • Es ist möglich, dass die auf der einen Seite der Schrumpffolie vorgesehenen Solarzellen oder Solarzelleneinheiten gegenüber den auf der anderen Seite der Schrumpffolie vorgesehenen Solarzellen oder Solarzelleneinheiten versetzt aufgebracht werden. It is possible to be applied that is provided on one side of the shrink film solar cells or solar cell units offset from the intended on the other side of the shrink film solar cells or solar cell units. Auf diese Weise können beispielsweise die Zwischenräume zwischen benachbarten Solarzellen durch weitere, auf der gegenüberliegenden Seite der Schrumpffolie oder der Hinterspritzung angeordnete Solarzellen aufgefüllt werden und so die aktive Fläche der Solarzelleneinheiten weiter vergrößert werden. In this way, for example the spaces between adjacent solar cells can be filled and thus the active surface of the solar cell units can be further increased by further arranged on the opposite side of the shrink film or the back-injection solar cells.
  • Durch die vorgesehene Ausbildung der Solarzellen als Folienkörper ergeben sich weitere vorteilhafte Ausbildungen. The planned formation of the solar cell as a film body, further advantageous embodiments arise.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Solarzellen und/oder die Solarzelleneinheiten auf Montagekörper aufgeschrumpft werden. It can be provided that the solar cells and / or the solar cell units are shrunk on mounting body. Bei den Montagekörpern kann es sich beispieisweise um plattenförmige Körper handeln, die neben Kontaktbahnen zum Herstellen elektrischer Verbindungen Befestigungselemente aufweisen können. In the mounting bodies may be beispieisweise, be plate-shaped body which can have fastening elements in addition to contact tracks for making electrical connections.
  • Es kann auch vorgesehen sein, die Solarzellen bzw. die Solarzelleneinheiten schlauchförmig auszubilden, wobei weiter vorgesehen sein kann, die Schläuche als Leitung für ein Medium zu nutzen oder die Schläuche bei Bedarf an einer Mantellinie aufzutrennen. It can also be provided to form the solar cells or the solar cell units tubular, which may be further provided to utilize the tubing as a conduit for a medium or separate the tubes if necessary, to a surface line. Bei dem vorgenannten Medium kann es sich um Wasser handeln, welches über eine Pumpe, die mit Solarstrom angetrieben wird, umgewälzt wird. In the aforementioned medium may be water, which is circulated by a pump which is driven by solar power. Zum einen wird das Wasser durch die Sonneneinstrahlung erwärmt, zum anderen auch gefördert und die Wärmeenergie des Wassers einem Wärmetauscher zugeführt. First, the water is heated by the solar radiation, on the other hand conveyed and supplied to the heat energy of the water to a heat exchanger.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Solarzelleneinheiten verkapselt werden. It can further be provided that the solar cell units are encapsulated.
  • Es ist vorgesehen, Solarzellen und/oder Solarzelleneinheiten zu Solarzellenmodulen zusammenzufügen. It is planned to assemble solar cells and / or solar cell units for solar cell modules. Die Solarzellenmodule können handelsfähige Einheiten bilden, die zu Photovoltaikanlagen verbunden werden können. The solar cell modules can form tradable units that can be connected to photovoltaic systems. Die vorstehend genannte Verkapselung kann sich auf alle genannten Einheiten erstrecken und/oder mehrmals aufeinander folgend vorgesehen sein. The above-mentioned encapsulation may extend to all of said units and / or be provided several times in succession.
  • Die durch die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte durch die Schrumpffolie ausgebildeten Verformungen der Oberfläche der Solarzellen sind üblicherweise als Erhebungen bzw. Vertiefungen mit einer Höhe bzw. Tiefe im Bereich von 1 mm bis 20 mm ausgebildet. The formed by the above-described process steps, the shrink film deformations of the surface of the solar cells are typically formed as elevations or depressions having a height or depth in the range of 1 mm to 20 mm. Sie weisen vorzugsweise einen Abstand von 5 mm bis 25 mm auf. They preferably have a distance of 5 mm to 25 mm. Es handelt sich also um Verformungen, die im allgemeinen mit dem bloßen Auge erkennbar sind und daher als makroskopische Verformungen bezeichnet werden können. It is therefore to deformations that are generally recognizable to the naked eye and can therefore be called a macroscopic deformation. Die Erhebungen bzw. Vertiefungen können allerdings auch kleiner ausgebildet sein und bis zu 30 μm hinabreichen. However, the elevations or depressions may also be made smaller and reach down to 30 microns. Ebenso können weitaus kleinere Abstände vorgesehen sein, die bis zu 30 μm hinabreichen. Likewise, much smaller distances can be provided, which reach down to 30 microns.
  • Weiter ist es möglich, dass die Oberfläche der organischen Halbleiterschicht dadurch vergrößert wird, dass die organische Halbleiterschicht und/oder eventuell weitere elektrische Funktionsschichten der Solarzelle auf eine bereits ein entsprechendes Oberflächenprofil aufweisende Oberfläche, beispielsweise eine Prägefolie, aufgebracht werden. Further, it is possible that the surface of the organic semiconductor layer is increased by the fact that the organic semiconductor layer and / or may be more electrical functional layers of the solar cell to an already a corresponding surface profile surface having, for example, a stamping foil, can be applied. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine mittels eines Prägeverfahrens oder UV-Replizierverfahrens in eine Replizierlackschicht oder eine Kunststofffolie eingebrachte Oberflächenstruktur, die ein mikroskopisches Oberflächenprofil mit einem Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis von 0,1 bis 5 und einem Abstand der Erhebungen von 200 nm bis 100 μm aufweist. This is preferably an introduced by means of an embossing process or UV replication process in a replication lacquer or a plastic film surface structure, a microscopic surface profile with a depth-to-width ratio of from 0.1 to 5 and a distance between the elevations of 200 nm has to 100 microns.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die nach ihrer Fertigstellung verformte Solarzelle mittels eines der vorstehend genannten Verfahren hergestellt wird. In a further advantageous embodiment it is provided that the deformed after its completion solar cell is produced by one of the above methods. Die vorstehend beschriebene Solarzelle mit mikroskopischen Verformungen wird damit nach ihrer Fertigstellung so verformt, dass mindestens die Oberseite der Solarzelle ein Oberflächenprofil aufweist, welches die Oberfläche der Oberseite in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert. The solar cell with microscopic deformation described above is so deformed as after its completion, at least the upper surface of the solar cell has a surface profile, which increases the surface area of ​​the top surface relative to a planar surface profile. Es wird also ein Verfahren vorgeschlagen, das bei der Solarzelle sowohl ein (makroskopisches) Oberflächenprofil ausbildet, dem im allgemeinen auch die aktive Schicht der Solarzelle folgt, als auch ein (mikroskopisches) Oberflächenprofil mindestens in der aktiven Schicht der Solarzelle ausbildet. It is proposed a method therefore, that forms in the solar cell, both a (macroscopic) surface profile, which in general and the active layer of the solar cell follows, as well as a (microscopic) surface profile forms at least in the active layer of the solar cell.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind auf die Gestaltung des Oberflächenprofils der durch vorstehend beschriebene Verfahren hergestellten Solarzellen bzw. Solarzelleneinheiten gerichtet. Further advantageous embodiments of the invention are directed to the configuration of the surface profile of the solar cells or solar cell units prepared using methods described above.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenprofil so ausgebildet ist, dass es zu Mehrfachreflexionen führt und somit die Effizienz der Solarzelle steigert. It can be provided that the surface profile is designed so that it leads to multiple reflections and thus increases the efficiency of the solar cell.
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Oberflächenprofil aus Erhebungen und/oder Vertiefungen des Trägersubstrats und/oder der Halbleiterschicht gebildet ist. It can further be provided that the surface profile of elevations and / or depressions of the carrier substrate and / or the semiconductor layer is formed. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Trägersubstrat aus einer verformten Folie oder Platte gebildet ist, auf der die aus dünnen Schichten aufgebaute Polymer-Solarzelle angeordnet ist. In this case, can also be provided that the carrier substrate is formed of a deformed sheet or plate on which the built up of thin layers of polymer solar cell is disposed. Die Halbleiterschicht kann beispielsweise in einer Dicke von 150 nm bis 200 nm aufgebracht sein. The semiconductor layer may for example be applied in a thickness of 150 nm to 200 nm. Jede der beiden Elektrodenschichten kann eine Dicke von 10 nm bis 50 nm aufweisen, aber auch Dicken im Bereich von 50 bis 1000 nm können vorgesehen sein, abhängig von der verlangten Leitfähigkeit. Each of the two electrode layers may comprise up to 50 nm has a thickness of 10 nm, but thicknesses in the range of 50 to 1000 nm may be provided, depending on the required conductivity. Es kann weiter vorgesehen sein, auch die Halbleiterschicht mit Erhebungen und/oder Vertiefungen auszubilden. It can further be provided to form the semiconductor layer with elevations and / or depressions. Beispielsweise kann das Trägersubstrat makroskopische Erhebungen und/oder Vertiefungen aufweisen und die Halbleiterschicht mikroskopische Erhebungen und/oder Vertiefungen. For example, the carrier substrate macroscopic elevations and / or depressions can have and the semiconductor layer microscopic projections and / or depressions.
  • Weitere Ausgestaltungen sind auf die Ausbildung des Oberflächenprofils gerichtet. Further embodiments are directed to the formation of the surface profile.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenprofil ein stochastisches Oberflächenprofil ist. It can be provided that the surface profile is a stochastic surface profile. Das stochastische Oberflächenprofil kann vorzugsweise für mikroskopische Oberflächenprofile vorgesehen sein, dh vorzugsweise als Oberflächenprofil der Halbleiterschicht. The stochastic surface profile can preferably be provided for microscopic surface profile, ie, preferably as a surface profile of the semiconductor layer. Stochastische Oberflächenprofile, die Strukturen unterhalb des Auflösungsvermögens eines unbewaffneten menschlichen Auges aufweisen, sind auch als Mattstrukturen bekannt. Stochastic surface profiles having structures below the resolution capability of a naked human eye, are also known as matt structures. Elektrodenschichten mit der weiter oben genannten Dicke von 10 bis 50 nm können auf die Halbleiterschicht aufgebracht werden, ohne das mikroskopische Oberflächenprofil der Halbleiterschicht zu „verschmieren". Dünne Schichten können dem Oberflächenprofil exakt folgen und eine Oberfläche ausbilden, die dem Oberflächenprofil entspricht. Dicke Schichten bilden eine Oberfläche aus, die zumindest in Teilbereichen nicht mehr dem Oberflächenprofil folgt, es also „verschmiert". Electrode layers with the above-mentioned thickness of 10 to 50 nm can be applied to the semiconductor layer without "smearing" the microscopic surface profile of the semiconductor layer. Thin layers can precisely follow the surface profile and form a surface corresponding to the surface profile. Form thick layers a surface of which at least does not follow in some areas of the surface profile, so it "smeared". Durch Abstimmung der Brechungsindizes der über der Oberseite der Halbleiterschicht angeordneten Schicht bzw. Schichten, beispielsweise einer Elektrodenschicht, kann jedoch auch ein verschmiertes Oberflächenprofil toleriert werden. By matching the refractive indices of the arranged above the upper surface of the semiconductor layer layer or layers such as an electrode layer, but a smeared surface profile can be tolerated. Wenn der Brechzahlunterschied der Brechungsindizes der das Oberflächenprofil teilweise oder vollständig ausfüllenden Schicht und der Halbleiterschicht mindestens > 0,2 ist, jedoch nicht so groß ist, dass Totalreflexion an der Grenzschicht zwischen der Schicht und der Halbleiterschicht eintritt, ist die Oberflächenvergrößerung der Halbleiterschicht unabhängig von der Ausbildung der das Oberflächenprofil bedeckenden Schicht optisch wirksam. If the refractive index difference of the refractive indices of the surface profile partially or completely filling layer and the semiconductor layer is at least> 0.2, but not so large that total reflection occurs at the interface between the layer and the semiconductor layer, the increase in surface area of ​​the semiconductor layer is independent of the formation of the surface profile covering layer optically effective.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenprofil ein periodisches Oberflächenprofil ist. It can further be provided that the surface profile is a periodic surface profile. Das periodische Oberflächenprofil kann sowohl für makroskopische als auch für mikroskopische Strukturen vorgesehen sein. The periodic surface profile can be provided for both macroscopic and microscopic structures for. Es ist insbesondere bei makroskopischen Oberflächenstrukturen bevorzugt oder wenn eine definiertes, der exakten Berechnung zugängliches Maß der Oberflächenvergrößerung vorgesehen ist. It is particularly preferred in macroscopic surface structures or if a defined, accessible to the exact calculation of degree of surface area increase is provided. Es kann auch bevorzugt sein, um den Werkzeugaufwand zur Übertragung des Oberflächenprofils zu reduzieren. It may also be preferred in order to reduce tool costs for the transmission of the surface profile. Ein periodisches Profil ist besonders für ein Rolle-zu-Rolle- Herstellungsverfahren geeignet, bei dem das Oberflächenprofil von einer rotierenden Profilwalze auf die Halbleiterschicht übertragen werden kann. A periodic profile is particularly suitable for a roll-to-roll manufacturing method in which the surface profile can be transferred from a rotating profiled roller to the semiconductor layer. Ein weiterer Vorteil des periodischen Profils ist darin begründet, dass zur Optimierung der Eigenschaften des periodischen Profils nur eine Periode des Profils entworfen und gestaltet werden muss. Another advantage of the periodic profile is due to the fact that needs to be designed to optimize the properties of the periodic profile only one period of the profile and designed.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Oberflächenprofil ein selbstähnliches Oberflächenprofil ist. In a further embodiment it is provided that the surface profile is a self-similar surface profile. Die Abschnitte selbstähnlicher Profile sind dem Profil selbst ähnlich. The sections of self-similar profiles are similar to the profile itself. Auf diese Weise kann ein Oberflächenprofil immer weiter aufgegliedert werden, ohne den Charakter des Oberflächenprofils zu verlassen. In this way, a surface profile can always be broken down further without departing from the spirit of the surface profile. So sind beispielsweise die Äste eines Baumes dem Baum selbst ähnlich. Thus, the branches of a tree, for example, similar to the tree itself. In der Mathematik werden selbstähnliche Funktionen auch als Fraktale bezeichnet. In mathematics self-similar functions are also known as fractals.
  • Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein sinusförmiges Oberflächenprofil mit einer Sinusfunktion überlagert ist, der wiederum eine Sinusfunktion überlagert sein kann und so fort. It can be provided for example that a sinusoidal surface profile is superimposed on a sine function, in turn, a sine function can be superimposed on and so forth. Wenn beispielsweise die Erhebungen und/oder die Vertiefungen ein Höhenprofil h = ±100 μm aufweisen, können dessen Erhebungen und/oder ein Höhenprofil h' = ±10 μm aufweisen, das seinerseits mit einem Höhenprofil h" = ±1 μm moduliert sein kann. Eine weitere Profilierung erzeugt nun Strukturelemente in der Größenordnung des sichtbaren Lichtes, das Wellenlängen von 760 nm (rot) bis 380 nm (violett) umfasst. Beugungsoptische Effekte an derart kleinen Strukturen könnten allerdings dazu führen, dass der Wirkungsgrad der Solarzelle wieder abnimmt. For example, when the elevations and / or depressions, a height profile h = ± having 100 .mu.m, the elevations and / or a height profile h can '= ± having 10 microns, the ± 1 micron can be modulated for its part, with a height profile h' =. A further profiling now generates structural elements of the order of visible light having wavelengths of 760 nm (red) to 380 nm (violet) comprises. optical-diffraction effects of such small structures, however, could result in that the efficiency of the solar cell decreases again.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen oder Vertiefungen am Fußpunkt in dem Bereich von 1 mm bis 10 mm liegt. It can be provided that the mean width or the average diameter of the projections or depressions at the base is in the range of 1 mm to 10 mm.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen und/oder Vertiefungen am Fußpunkt in dem Bereich von 1 μm bis 1000 μm liegt. Can further be provided that the mean width or the mean diameter of the elevations and / or recesses at the base point in the range of 1 micron to 1000 microns. Das Auflösungsvermögen des unbewaffneten menschlichen Auges beträgt unter idealen Bedingungen etwa 1', dh 1 mm auf 3,5 m oder etwa 70 μm auf 250 mm. The resolution of the unaided human eye is under ideal conditions, about 1 ', that is, 1 mm to 3.5 m or from about 70 microns to 250 mm. In dem Bereich von 1 μm bis 1000 μm verläuft also die Grenze zwischen makroskopischen und mikroskopischen Strukturen. In the range of 1 micron to 1000 microns that is the boundary between macroscopic and microscopic structures runs.
  • Noch weiter kann vorgesehen sein, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen und/oder Vertiefungen am Fußpunkt in dem Bereich von 100 nm bis 1000 nm liegt. Still further, it may be provided that the mean width or the mean diameter of the elevations and / or recesses at the base is in the range of 100 nm to 1000 nm. Bei Oberflächenstrukturen im Nanometerbereich ist wie weiter oben ausgeführt, zu beachten, dass die Oberflächenstrukturen durch die ihnen benachbarte Schicht verschmiert sein können. In surface structures in the nanometer range as further explained above, to note that the surface structures may be smeared by them adjacent layer.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass das Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis der Erhebungen und/oder Vertiefungen in dem Bereich von 0,5 bis 5 liegt. It can further be provided that the depth-to-width ratio of the elevations and / or depressions is in the range of 0.5 to. 5 Das auch als Aspektrate bezeichnete Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis gibt als dimensionslose Zahl Auskunft darüber, in welchem Verhältnis die Tiefe der „Täler" bzw. die Höhe der „Berge" der Oberflächenstruktur zu dem Abstand zweier benachbarter Strukturelemente stehen. This is also referred to as aspect ratio depth-to-width ratio is a dimensionless number information as to what the relationship is the depth of the "valleys" and the height of the "peaks" of the surface structure to the distance between two adjacent structural elements. Mit wachsendem Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis wird die Oberfläche der Oberflächenstruktur vergrößert. With increasing depth-to-width ratio of the surface of the surface structure is increased. Praktische Grenzen sind unter anderem dadurch gesetzt, dass die Flanken der Erhebungen und/oder Vertiefungen mit wachsendem Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis steiler werden, wodurch diese in immer flacherem Winkel von den auftreffenden Lichtstrahlen getroffen werden (bei senkrechtem Einfall auf die Oberfläche) oder mindestens teilweise gar nicht mehr getroffen werden (bei schrägem Einfall auf die Oberfläche). Practical limits are set, among other things, that the flanks of the elevations and / or depressions become steeper with increasing depth-to-width ratio, whereby the latter are made at ever shallower angle of the incident light rays (at normal incidence to the surface), or are at least partially no longer met (at oblique incidence to the surface).
  • Weitere Ausgestaltungen sind auf die geometrische Gestalt der Erhebungen und/oder Vertiefungen gerichtet. Further embodiments are directed to the geometrical shape of the elevations and / or depressions.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Mantelflächen der Erhebungen und/oder der Vertiefungen als Mantelflächenbereiche eines sphärischen Körpers ausgebildet sind. It can be provided that the jacket surfaces of the elevations and / or depressions are formed as a lateral surface regions of a spherical body.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem sphärischen Körper um eine Kugel handelt. It can further be provided that it is a sphere in which the spherical body.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Mantelflächen der Erhebungen und/oder der Vertiefungen als Mantelflächenbereiche eines Kegels oder einer Pyramide ausgebildet sind. It may also be envisaged that the outer surfaces of the elevations and / or depressions are formed as a lateral surface regions of a cone or a pyramid.
  • Die erreichbare Oberflächenvergrößerung wird nun beispielhaft an einer pyramidenartigen Erhebung mit quadratischer Grundfläche berechnet, die eine Grundkantenlänge a und eine Höhe h = 2,96 a aufweist, dh ein Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis von 2,96. The achievable surface enlargement is now calculated exemplarily with a pyramidal protrusion with a square base having a base edge length a and a height h = 2.96 A, ie, a depth-to-width ratio of 2.96.
  • Die Oberfläche der Grundfläche O 0 ist The surface of the base O 0 O 0 = a·a = a 2 O 0 = a * a = a 2
  • Die Oberfläche der Mantelfläche der Pyramide A 1 ist The surface of the mantle surface of the pyramid A 1 is O 1 = 4·a/2·(a 2 /4 + h 2 ) 1/2 = 2a·(a 2 /4 + 8,76a 2 ) 1/2 ≈ 6a 2 O 1 = 4 · a / 2 · (a 2/4 + h 2) 1/2 = 2 · (a 2/4 + 8,76a 2) 1/2 ≈ 6a 2
  • Damit beträgt die Oberflächenvergrößerung O 1 /O 0 Thus the increase in surface area O 1 / O is 0 O 1 /O 0 = 6 O 1 / O 0 = 6
  • Die um den Faktor 6 vergrößerte Oberfläche der Polymer-Solarzelle kann durch Anwendung des weiter oben beschriebenen Verfahrens der Ausbildung der Mantelflächen der Erhebungen und/oder Vertiefungen mit weiteren Erhebungen und/oder Vertiefungen noch weiter erhöht werden, beispielsweise mit drei Schritten um den Faktor 216. Selbst unter der Annahme, dass nicht alle Teilflächen optimal zur Lichtquelle ausgerichtet sind, weist die erfindungsgemäße Polymer-Solarzelle eine deutlich vergrößerte wirksame Oberfläche gegenüber einer mit ebener Oberfläche ausgebildeten Polymer-Solarzelle auf mit einhergehenden Mehrfachreflexionen, die zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades führen. The increased by a factor of 6 surface of the polymer solar cell can be further increased by applying the above-described method of forming the outer surfaces of the elevations and / or depressions with further projections and / or recesses, for example in three steps by a factor 216th even under the assumption that not all the partial surfaces are optimally aligned to the light source, the polymer solar cell according to the invention a considerably increased effective surface opposite to an opening formed with a flat surface polymer solar cell with associated multiple reflections, which lead to an increase in efficiency.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Erhebungen und/oder die Vertiefungen mit sternförmigem Querschnitt ausgebildet sind. In a further advantageous embodiment it can be provided that the elevations and / or recesses are formed with a star-shaped cross-section. Unter einem sternförmigen Querschnitt sind dabei alle Querschnittsformen verstanden, die mit von einem gemeinsamen Ausgangspunkt ausgehende Fortsätze aufweisen. Under a star-shaped cross-section, all cross-sectional shapes are understood to mean having to start from a common starting point processes.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Mantelflächen der Erhebungen und/oder der Vertiefungen als Mantelflächen eines liegenden Prismas oder Zylinders ausgebildet sind. Further that the casing surfaces of the elevations and / or depressions are formed as lateral surfaces of a lying prism or cylinder can be provided. Derartige sich in einer Richtung erstreckende Erhebungen und/oder Vertiefungen können Vorzugsausrichtungen aufweisen, bei denen die Effizienz der Solarzelle am größten ist. Such in a direction extending elevations and / or depressions can have, in which the efficiency of the solar cell is greatest preference orientations. Es kann aber auch vorgesehen sein, die Ausrichtung der Erhebungen und/oder Vertiefungen bereichsweise zu ändern, beispielsweise jeweils um 90°, um die Richtungsabhängigkeit zu mindern oder aufzuheben. but it can also be provided to change the orientation of the elevations and / or depressions in areas, for example, by 90 ° in order to reduce the direction dependence or abolished.
  • Insbesondere zur Ausbildung mikroskopischer Oberflächenprofile können die Erhebungen beispielsweise durch Tiefdruck auf die Oberfläche der Halbleiterschicht bzw. Halbleiterschichten oder des Trägersubstrats übertragen werden. In particular to form microscopic surface profiles of the projections may be transferred, for example by gravure printing onto the surface of the semiconductor layer or the semiconductor layer or the support substrate. Ist ein für die Ausbildung der Halbleiterschicht formgebendes Trägersubstrat vorgesehen, können die Erhebungen beispielsweise aus einem strahlungshärtenden Lack ausgebildet sein, etwa einem UV-härtenden Lack. Is a molding for the formation of the semiconductor layer carrier substrate is provided, the bumps may be formed for example from a radiation-curing lacquer such as a UV-curing lacquer. Es können aber auch andere Lacke oder Druckfarben vorgesehen sein. but it can also be provided other paints or inks. Es kann sich dabei auch um reflektierende Lacke handeln, so dass einfallendes Licht sowohl auf die Vorderseite als auch auf die Rückseite der Polymer-Solarzelle gelenkt wird. It may also be reflective coatings thereby, so that incident light is directed to both the front and the back of the polymer solar cell.
  • Wenn die Erhebungen und/oder Vertiefungen auf der Halbleiterschicht ausgebildet sind, kann zunächst auf die (ebene) Trägerschicht eine Halbleiterschicht mit konstanter Schichtdicke aufgetragen werden und sodann können die Erhebungen und/oder die Vertiefungen mittels Tiefdruck aufgebracht werden. When the elevations and / or depressions are formed on the semiconductor layer, first a semiconductor layer are applied with a constant layer thickness on the (flat) backing layer and then the elevations and / or recesses can be applied by gravure printing. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Bereiche der Tiefdruckform, welche die Erhebungen ausbilden, mit Halbleitermaterial befüllt sind und die Bereiche, welche die Vertiefungen ausbilden, als ungravierte Bereiche auf der Tiefdruckwalze darstellen. This can for example be provided that the areas of the intaglio printing plate, which form the protrusions are filled with semiconductor material and represent the regions that form the depressions, as unengraved areas of the intaglio roll. Organische Halbleiter können eine Konsistenz haben, die für einen solchen Druckprozess dann geeignet ist. Organic semiconductors can have a consistency that is suitable for such a printing process then. Ein unmittelbares Einfrieren der Druckpunkte ist in diesem Fall notwendig. An immediate freeze on pressure points is necessary in this case.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass das Höhenprofil aus in der Trägerschicht eingebrachten Vertiefungen und/oder Erhebungen gebildet ist. It can further be provided that the height profile from the carrier layer introduced depressions and / or elevations formed. Die Vertiefungen können beispielsweise durch Thermoprägen in die Trägerschicht eingebracht werden, die als Replizierschicht ausgebildet sein kann, wobei die Vertiefungen so dimensioniert sein können, dass zugleich die Erhebungen ausgeformt werden. The wells can be introduced for example by thermal embossing in the carrier layer, which may be formed as a replication layer, wherein the recesses may be dimensioned such that at the same time the bumps are formed. Es kann weiter vorgesehen sein, die Trägerschicht aus einem strahlungshärtenden Lack, wie beispielsweise dem vorstehend genannten UV-Lack auszubilden, und das Oberflächenprofil optisch oder mittels einer Profilwalze in den strahlungshärtenden Lack abzuformen und diesen danach auszuhärten. It can further be provided to mold the carrier layer from a radiation-curing lacquer such as to form, for example, the above-mentioned UV-varnish, and the surface profile optically or by means of a profile roller in the radiation-curing lacquer and these cure thereafter. Es kann sich aber auch um makroskopische Vertiefungen und/oder Erhebungen handeln, wie sie beispielsweise Verpackungsfolien aufweisen können. but it can also involve macroscopic recesses and / or projections, as they may have packaging films, for example.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass das Oberflächenprofil von einer additiven Überlagerung eines makroskopischen Oberflächenprofils mit einem mikroskopischen Oberflächenprofil gebildet ist. In a further advantageous embodiment it is provided that the surface profile is formed by an additive superimposition of a macroscopic surface profile with a microscopic surface profile.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungen sind nicht auf Polymer-Solarzellen beschränkt, sondern auch auf organische Solarzellen übertragbar, bei denen die Halbleiterschicht nicht aus einem Polymer, sondern aus unvernetzten organischen Molekülen gebildet ist, sowie auf anorganische Solarzellen, zumindest was die Halbleiterschicht betrifft und auf Hybrid-Solarzellen, die aus organischen und anorganischen Komponenten ausgebildet sind. The embodiments described above are not limited to, polymer solar cells, but also to organic solar cells transferable in which the semiconductor layer is not formed from a polymer, but from uncrosslinked organic molecules, as well as inorganic solar cells, at least as far as the semiconductor layer and hybrid solar cells which are formed from organic and inorganic components.
  • Desweiteren kann es sich bei den Solarzellen sowohl um Single Junction Zellen handeln, also um Zellen mit einer photosensitiven Schicht, als auch um Multi Junction Zellen handeln, also um Zellen mit mehreren photosensitiven Schichten. Furthermore, it may be in the solar cells, both for single junction cells, that is to say cells with a photosensitive layer, as well as to multi-junction cells act, ie by cells with multiple photosensitive layers. Die photosensitiven Schichten der Multi Junction Zelle können für unterschiedliche Wellenlängenbereiche sensibilisiert sein, so dass ein vergleichsweise größeres Wellenlängenspektrum als bei der Sigle Junction Zelle nutzbar ist. The photosensitive layers of the multijunction cell may be sensitized to different wavelength ranges, so that a relatively larger wavelength spectrum than the Sigle Junction cell is available.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft verdeutlicht. In the following the invention is illustrated by way of example with reference to several embodiments with reference to the accompanying drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1 1 Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Solarzelle auf Polymerbasis; A first embodiment of a solar cell according to the invention on a polymer basis;
  • 2 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Solarzelle auf Polymerbasis; A second embodiment of a solar cell according to the invention on a polymer basis;
  • 3 3 eine vergrößerte Detailansicht aus is an enlarged detail view from 2 2 ; ;
  • 4 4 eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Solarzelleneinheit vor einer Temperaturbehandlung; a schematic sectional view of a first embodiment of a solar cell unit according to the invention before heat treatment;
  • 5a 5a eine Detailansicht V aus a detailed view from V 4 4 mit einer ersten Solarzellenausführung; with a first solar cell design;
  • 5b 5b eine Detailansicht V aus a detailed view from V 4 4 mit einer zweiten Solarzellenausführung; with a second solar cell design;
  • 6 6 eine schematische Schnittdarstellung der Solarzelleneinheit in a schematic sectional view of the solar cell unit in 4 4 nach der Temperaturbehandlung; after the temperature treatment;
  • 7 7 eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Solarzelleneinheit; a schematic sectional view of a second embodiment of a solar cell unit according to the invention;
  • 8 8th eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Solarzelleneinheit; a schematic sectional view of a third embodiment of a solar cell unit according to the invention;
  • 9 9 ein Anwendungsbeispiel der Solarzelleneinheit in an application example of the solar cell unit in 4 4 in schematischer Schnittdarstellung. in schematic sectional illustration.
  • 1 1 zeigt eine Solarzelle auf Polymerbasis shows a solar cell on polymer-based 1 1 , im folgenden Polymer-Solarzelle genannt, die auf einem Trägersubstrat , Hereinafter referred to as polymer solar cell on a support substrate 10 10 aufgebaut ist. is constructed. Bei dem Trägersubstrat The carrier substrate 10 10 kann es sich beispielsweise um eine Polyesterfolie von etwa 20 bis 125 μm Dicke handeln. it may be a polyester film of about 20 to 125 microns thick, for example.
  • Auf dem Trägersubstrat On the carrier substrate 10 10 sind Formelemente are FormElements 11 11 angeordnet, die wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichmäßig verteilt auf dem Trägersubstrat arranged uniformly distributed as in the illustrated embodiment on the supporting substrate 10 10 angeordnet sein können oder beliebig verteilt sein können. may be disposed or may be distributed arbitrarily. Die Formelemente The shaped elements 11 11 sind in dem in are in the in 1 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als Kugelsegment ausgebildet und weisen eine Höhe h von z. formed embodiment illustrated as a spherical segment, and have a height h of, for. B. 6 μm und einen Durchmesser B. 6 microns and a diameter von beispielsweise 50 μm auf. of for example 50 microns. Sie sind vor dem Auftragen der ersten Elektrodenschicht They are before the application of the first electrode layer 12 12 auf das Trägersubstrat to the carrier substrate 11 11 aufgedruckt. printed. Mit Hilfe der Formelemente With the help of the form elements 11 11 ist die effektive Oberfläche, die zum Aufbau der Polymer-Solarzelle is the effective surface area to build up the polymer solar cell 1 1 zur Verfügung steht, gegenüber der ebenen Oberfläche des Trägersubstrats is available, with respect to the planar surface of the support substrate 10 10 vergrößert. increased.
  • Die Oberfläche eines Kugelsegments ist The surface of a spherical segment O 1 = 2π·r·h = π·(ρ 2 + h 2 ) O 1 = 2π · r · h = π · (ρ 2 + h 2)
  • Bei Annahme dichter Kugelpackung beansprucht jede Kugelkappe eine Grundfläche Upon acceptance of dense packing of spheres each ball cap covers a footprint O 0 = πρ 2 O = 0 πρ 2
  • Damit beträgt die maximale Oberflächenvergrößerung mit den oben angeführten Beispielwerten So that the maximum increase in surface area is only the above example values O 1 /O 0 = 1 + h 22 = 1 + 36/625 = 1,05 O 1 / O 0 = 1 + h 2 / ρ 2 = 1 + 36/625 = 1.05
  • Auf diese Weise ist die Oberfläche der Polymer-Solarzelle In this way, the surface of the polymer solar cell 1 1 bei gleicher Grundfläche der Polymer-Solarzelle with the same surface area of ​​the polymer solar cell 1 1 vergrößert. increased. Weil die Kugel die kleinste Oberfläche aller geometrischen Körper aufweist, gibt die vorstehende Berechnung zugleich die kleinste mögliche Oberflächenvergrößerung an. Because the sphere has the smallest surface of all the geometric structures, the above calculation is the same time on the smallest possible surface enlargement. Die Oberflächenvergrößerung hängt sehr stark von den gewählten Parametern für ρ und h ab. The increase in surface area is highly dependent on the chosen parameters for ρ and h. Wird beispielsweise mit ρ = 25 μm der Wert h von 6 mm auf 15 mm angehoben, so ändert sich das Oberflächenverhältnis von 1,05 auf 1,28. For example, with ρ = 25 microns, the value h of 6 mm to 15 mm increased, then the surface area ratio changes from 1.05 to 1.28.
  • Unter der Annahme, dass es sich bei den Kugelsegmenten um Halbkugeln handelt, beträgt Assuming that there are hemispheres with the spherical segments, is O 1 /O 0 = (2πr 2 + 4r 2 – πr 2 )/4r 2 = π/4 + 1 = 1,79 O 1 / O 0 = (2πr 2 + 4r 2πr 2) / 4 r 2 = π / 4 + 1 = 1.79
  • Werden dagegen die Erhebungen aus vierseitigen Pyramiden gebildet, deren Höhe gleich der Grundseite ist, beträgt die Oberflächenvergrößerung In contrast, if the projections of four-sided pyramids are formed, whose height is equal to the basic side, the surface area magnification O 1 /O 0 = (4/2·a·(a 2 /4 + a 2 ) 1/2 )/a 2 = 2,236 O 1 / O 0 = (4/2 · a · (a 2/4 + a 2) 1/2) / a 2 = 2,236
  • Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, dass bei der Wahl von vierseitigen Pyramiden die gesamte Oberfläche so strukturiert werden kann, dass keine Zwischenräume verbleiben. that the entire surface can be structured in the choice of four-sided pyramids that no gaps remain is advantageous in this context. Während Kugelkappen ein maximales Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis von 1 aufweisen können, ist bei allen anderen geometrischen Formen der Erhebungen bzw. Vertiefungen, wie Pyramiden, Kegeln, Prismen oder dergleichen das Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis nicht durch die geometrische Form begrenzt. While spherical caps can have a maximum depth-to-width ratio of 1, is not limited by the geometrical shape in all other geometric shapes of the elevations or depressions, such as pyramids, cones, prisms or the like the depth-to-width ratio , Kugelkappen sind allerdings besonders einfach herstellbar, so dass der Nachteil, die geringste spezifische Oberfläche von allen Ausführungsformen aufzuweisen, dadurch kompensiert sein kann. However, spherical caps are produced particularly easily, so that the disadvantage to have the lowest specific surface area of ​​all of the embodiments, can be compensated. Es kann auch vorgesehen sein, die Formelemente als liegende streifenförmige Prismen auszuführen, dh die Oberfläche der Solarzelle wellblechförmig auszuführen. It can also be provided to perform the mold elements as horizontal stripe-shaped prisms, ie to carry out the surface of the solar cell corrugated shape.
  • Die Formelemente The shaped elements 11 11 können beispielsweise aufgedruckt sein, vorzugsweise mit einem Tiefdruckverfahren oder sie können repliziert sein, wie weiter unten in may for example be printed, preferably be replicated with a gravure printing method, or they may, as shown below in 2 2 beschrieben. described. Die Formelemente The shaped elements 11 11 können transparent oder nicht transparent ausgebildet sein, was vom Aufbau der Solarzelle und der Lichtführung abhängt. can be transparent or non-transparent, depending on the structure of the solar cell and the light guide.
  • Bei der konstruktiven Gestaltung der Formelemente In the structural design of the mold elements 11 11 ist zu beachten, dass die Effektivität einer Solarzelle unter anderem davon abhängt, unter welchem Neigungswinkel die Strahlung auftrifft und in die Solarzelle geführt wird. Note that the effectiveness of a solar cell depends on, among other things, at which angle of inclination, the radiation is incident and is guided in the solar cell. Parallel zur Strahlungsrichtung ausgerichtete Flächenabschnitte tragen deshalb nichts zur Energiegewinnung aus der auftreffenden Strahlung bei und erhöhen nicht den Wirkungsgrad der Polymer-Solarzelle. therefore aligned parallel to the radiation direction surface portions do not contribute to the energy from the impinging radiation and do not increase the efficiency of polymer solar cell.
  • Weiter hängt die erreichbare Oberflächenvergrößerung von der Anzahl der Formelemente Next, the achievable surface enlargement depends on the number of mold elements 11 11 pro Flächeneinheit ab. pro from unit area.
  • Auf die Formelemente On the forming elements 11 11 und auf die von den Formelementen and the shape of the elements 11 11 nicht bedeckten Abschnitte des Trägersubstrats uncovered sections of the carrier substrate 10 10 ist eine erste Elektrodenschicht a first electrode layer 12 12 aufgetragen, bei der es sich beispielsweise um eine Schicht aus Gold, Silber, Kupfer, Aluminium oder einer Legierung aus diesen und/oder weiteren Metallen handeln kann. applied, which may be for example a layer of gold, silver, copper, aluminum or an alloy of these and / or other metals. Die erste Elektrodenschicht The first electrode layer 12 12 kann aber auch beispielsweise aus einer leitenden ITO-Beschichtung (Indium/Zinnoxid) ausgebildet sein. but may also for example be formed of a conductive ITO coating (indium / tin oxide). Die erste Elektrodenschicht The first electrode layer 12 12 ist als eine transparente Elektrodenschicht von einigen Nanometer Dicke ausgebildet. is formed as a transparent electrode layer of a few nanometers thickness. Es kann sich dabei auch um eine semitransparente Elektrodenschicht handeln, die beispielsweise als metallische Schicht ausgebildet sein kann, um eine strukturierte metallische Schicht oder um eine optisch geschlossene Schicht handeln. They may be also be a semi-transparent electrode layer may be formed for example as a metallic layer to act a patterned metallic layer or an optically closed layer.
  • Auf der ersten Elektrodenschicht On the first electrode layer 12 12 ist ein photosensitives Halbleiterschichtsystem is a photosensitive semiconductor layer system 13 13 angeordnet, das z. provided that z. B. aus einer PEDOT/PSS-Schicht, einer photoelektrischen Halbleiterschicht und einer TIO 2 -Schicht bestehen kann. May consist of a 2 layer as PEDOT / PSS layer, a photoelectric semiconductor layer, and a TIO. Andere Elektronenschichten und/oder Lochblockerschichten sind auch denkbar. Other electron layers and / or hole blocking layers are also conceivable.
  • Auf dem photosensitiven Halbleiterschichtsystem On the photosensitive semiconductor layer system 13 13 ist eine zweite Elektrodenschicht a second electrode layer 14 14 angeordnet, die wie die zuvor beschriebene erste Elektrodenschicht arranged, which as the first electrode layer as described above 12 12 ausgebildet sein kann. may be formed.
  • Die zweite Elektrodenschicht The second electrode layer 14 14 ist von einer Kleberschicht is an adhesive layer 15 15 überdeckt, auf der eine Deckschicht covered on which a covering layer 16 16 aufgebracht ist. is applied. Es kann auch vorgesehen sein, auf die Kleberschicht zu verzichten. It can also be provided to dispense with the adhesive layer. Bei der Deckschicht kann es sich um eine transparente Kunststoffschicht oder um ein Barriereschichtgebilde handeln, die bzw. das das System vor Außeneinflüssen schützt. In the top layer can be a transparent plastic layer or a barrier layer structure or vehicle and protects the system against external influences.
  • Das Arbeitsprinzip der Polymer-Solarzelle beruht auf dem lichtinduzierten Elektronentransfer in einem so genannten Donar-Akzeptorsystem. The operating principle of the polymer solar cell is based on the photoinduced electron transfer in a so-called donar-acceptor system. Durch die vorstehend beschriebene Vergrößerung der Oberfläche der Polymer-Solarzelle The above-described enlargement of the surface of the polymer solar cell 1 1 kann zumindest teilweise der Nachteil der geringere Wirkungsgrad der Polymer-Solarzelle aufgehoben und positiv beeinflusst werden, was auch auf der durch die vergrößerte Oberfläche hervorgerufenen Mehrfachreflexion beruht. can be at least partially offset the disadvantage of reduced efficiency of the polymer solar cell and a positive influence, which is also due to the increased surface area caused by the multiple reflection.
  • 2 2 zeigt nun ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Polymer-Solarzelle, bei der die Oberflächenvergrößerung nicht wie in now shows a second embodiment of the polymer solar cell according to the invention, in which the increase in surface area is not as in 1 1 dargestellt, durch Erhebungen, sondern durch Vertiefungen erreicht ist. shown, is achieved by projections but by grooves.
  • Eine Polymer-Solarzelle A polymer solar cell 2 2 weist eine Replizierschicht has a replication 21 21 auf, die auf dem Trägersubstrat on that on the carrier substrate 10 10 aufgebracht ist und die auf ihrer der ersten Elektrodenschicht is applied and which, on its first electrode layer 12 12 zugewandten Vorderseite mit Vertiefungen facing front with recesses 21v 21v ausgebildet ist. is trained. Die Vertiefungen the wells 21v 21v können ähnlich vielfältige Formen aufweisen wie die weiter oben beschriebenen Formelemente can similarly include a variety of forms such as the shape elements described above 11 11 . , Bei der Replizierschicht The replication 21 21 kann es sich um eine auf einem Trägersubstrat applizierte Schicht oder Schichten handeln, in welche durch ein erhitztes Formwerkzeug, das unter Druck mit der Oberfläche der Replizierschicht it may be an applied on a carrier substrate layer or layers, in which through a heated mold which under pressure with the surface of the replication 21 21 in Kontakt gebracht ist, die Vertiefungen is brought into contact, the recesses 21v 21v abgeformt sind. are shaped. Es kann dabei auch vorgesehen sein, die Replizierschicht aus einem strahlungshärtenden Lack auszubilden, beispielsweise aus einem UV-härtenden Lack, der nach dem Abformen der Vertiefungen It may be also be provided that the replication layer from a radiation-curing lacquer, for example, a UV-curable lacquer, which after molding of the depressions 21v 21v durch Bestrahlung mit UV-Licht ausgehärtet wird. is cured by irradiation with UV light.
  • In dem in Where in 2 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann auf die Replizierschichten auf dem Trägersubstrat Embodiment shown can be applied to the replication layers on the carrier substrate 10 10 verzichtet werden. be omitted. Das Trägersubstrat stellt in diesem Fall die Replizierschicht The carrier substrate is in this case the replication layer 21 21 dar, in die direkt die Strukturen (Vertiefungen) abgeformt werden. is to be shaped into the right structures (depressions). Alternativ können die Vertiefungen in das Trägersubstrat abgeformt sein. Alternatively, the recesses may be molded into the carrier substrate.
  • Die als obere Elektrode auf das photosensitive Halbleiterschichtsystem The photosensitive as the upper electrode on the semiconductor layer system 13 13 aufgebrachte zweite Elektrodenschicht applied second electrode layer 14 14 ist wie in dem weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ( is (as in the above-described first embodiment, 1 1 ) von der Kleberschicht ) From the adhesive layer 15 15 überdeckt, auf der die Deckschicht covers, on which the cover layer 16 16 oder auch mehrere Schichten aufgebracht ist bzw. sind. or even more layers are applied respectively.
  • 3 3 zeigt nun einen vergrößerten Ausschnitt der Replizierschicht now shows an enlarged section of the replication 21 21 . , Die Oberfläche der Vertiefungen The surface of the wells 21v 21v weist eine Reliefstruktur auf, die der in die Oberfläche der Replizierschicht has a relief structure of the replication layer in the surface 21 21 abgeformten Makrostruktur ähnlich ist. molded macro structure is similar. Die Oberfläche der Vertiefungen The surface of the wells 21v 21v weist also Vertiefungen thus has depressions 21v' 21v ' auf, die den Vertiefungen in which the depressions 21v 21v ähnlich sind. are similar. Die Vertiefungen the wells 21v' 21v ' können wiederum Vertiefungen aufweisen, die den Vertiefungen may in turn have depressions, the depressions of the 21v' 21v ' ähnlich sind und so fort. are similar and so forth. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass die Vertiefungen It can be provided for example that the depressions 21v 21v eine Tiefe von 100 μm aufweisen, die Vertiefungen have a depth of 100 microns, the wells 21v' 21v ' eine Tiefe von 10 μm aufweisen und die folgenden Vertiefungen jeweils eine Tiefe, die 10% der vorangehenden Tiefe beträgt. have a depth of 10 microns and the following depressions each have a depth which is 10% of the previous depth. Die untere Grenze kann beispielsweise erreicht sein, wenn an den Oberflächenstrukturen Beugung eintritt und das Licht nicht mehr in die Halbleiterschicht The lower limit may for example be achieved when entering the diffraction surface structures and the light is no longer in the semiconductor layer 13 13 eindringen kann. can penetrate.
  • Durch die Oberflächenstrukturierung ist die effektive Oberfläche der Vertiefungen gegenüber der effektiven Oberfläche glatter Vertiefungen bzw. Erhebungen erhöht (siehe By the surface structuring the effective surface area of ​​the recesses in relation to the effective surface of smooth depressions or elevations is increased (see 1 1 und and 2 2 ). ). Eine derart ausgebildete Oberflächenstruktur kann als selbstähnliche Struktur ausgeführt sein bzw. als fraktale Struktur. Such a formed surface structure may be embodied as a self-similar structure or as a fractal structure. Ein Beispiel für eine fraktale Struktur ist die so genannte Koch-Kurve, die durch ihre dreieckförmigen Ausstülpungen gekennzeichnet ist. An example of a fractal structure is the so-called Koch curve, which is characterized by its triangular protuberances. Durch diese Oberflächenstruktur kann es zu Mehrfachreflexionen und somit zu einer Erhöhung der Effizienz der Zelle kommen. Due to this surface structure can cause multiple reflections and thus to an increase in the efficiency of the cell.
  • 4 4 zeigt nun eine Solarzelleneinheit now shows a solar cell unit 4 4 , gebildet aus einer Solarzelle , Formed of a solar cell 41 41 und einer Schrumpffolie and a shrink film 42 42 . , Bei der Schrumpffolie In the shrink film 42 42 kann es sich bevorzugt um eine PE-Schrumpf-Folie von 20 μm bis 75 μm Dicke handeln. may preferably be a PE-shrinkable film of 20 microns to 75 microns in thickness. Andere Dicken sind auch denkbar. Other thicknesses are also conceivable.
  • Die Solarzelle The solar cell 41 41 ist nach ihrer Fertigstellung auf die Schrumpffolie is after its completion on the shrink film 42 42 laminiert, wobei vorgesehen sein kann, dass auf die Schrumpffolie mehrere Solarzellen laminiert sind, die beispielsweise durch Leiterbahnen parallel und/oder in Reihe geschaltet sein können. laminated, it can be provided that a plurality of solar cells are laminated on the shrink film, which can be connected, for example by conductor tracks in parallel and / or in series. Die Leiterbahnen können in einer in The interconnects may be in a in 4 4 nicht dargestellten Leiterbahnschicht auf der Schrumpffolie Wiring layer not shown on the shrink film 42 42 ausgebildet sein. be formed. Bei der Leiterbahnschicht kann es sich um eine strukturierte Metallschicht handeln, beispielsweise aus Gold, Silber oder Kupfer gebildet. In the wiring layer may be a patterned metal layer, such as gold, silver or copper formed.
  • Die The 5a 5a zeigt nun in einer vergrößerten Darstellung den schichtweisen Aufbau einer Solarzelleneinheit now shows an enlarged representation of the layered structure of a solar cell unit 4a 4a , bei der eine Solarzelle In which a solar cell 41a 41a auf Polymerbasis auf die Schrumpffolie polymer based on the shrink film 42 42 aufgebracht ist. is applied. Die Solarzelle The solar cell 41a 41a ist prinzipiell wie die Solarzelle principle as the solar cell 1 1 in in 1 1 aufgebaut, doch weist sie keine Formelemente built, but it has no form elements 11 11 auf. on. Sie ist deshalb mit einer ebenen aktiven Schicht ohne ein Oberflächenprofil aufgebaut. It is therefore constructed with a flat active layer without a surface profile.
  • Bei dem Trägersubstrat The carrier substrate 10 10 kann es sich beispielsweise um eine Polyesterfolie von etwa 20 bis 50 μm Dicke handeln. it may be a polyester film of about 20 to 50 microns thick, for example.
  • Auf der der Schrumpffolie On which the shrink film 42 42 abgewandten Seite des Trägersubstrats Side of the carrier substrate facing away from 10 10 sind aufeinanderfolgend die erste Elektrodenschicht successively the first electrode layer 12 12 , das photosensitive Halbleiterschichtsystem , The photosensitive semiconductor layer system 13 13 , die zweite Elektrodenschicht , The second electrode layer 14 14 , die Kleberschicht , The adhesive layer 15 15 und die Deckschicht and the top layer 16 16 aufgebracht. applied. Der Schichtaufbau ist im einzelnen weiter oben in The layer structure is described in detail earlier in 1 1 erläutert. explained.
  • Die The 5b 5b zeigt nun in einer vergrößerten Darstellung den schichtweisen Aufbau einer Solarzelleneinheit now shows an enlarged representation of the layered structure of a solar cell unit 4b 4b , bei der eine Solarzelle In which a solar cell 41b 41b auf Polymerbasis auf die Schrumpffolie polymer based on the shrink film 42 42 aufgebracht ist. is applied. Die Solarzelle The solar cell 41b 41b ist wie die Solarzelle is like the solar cell 1 1 in in 1 1 aufgebaut. built up.
  • Bei dem Trägersubstrat The carrier substrate 10 10 kann es sich beispielsweise um eine Polyesterfolie von etwa 20 bis 50 μm Dicke handeln. it may be a polyester film of about 20 to 50 microns thick, for example.
  • Auf der der Schrumpffolie On which the shrink film 42 42 abgewandten Seite des Trägersubstrats Side of the carrier substrate facing away from 10 10 sind, wie weiter oben in are, as earlier in 1 1 beschrieben, die Formelemente described, the mold elements 11 11 angeordnet, die vor dem Auftragen der ersten Elektrodenschicht arranged, which prior to the application of the first electrode layer 12 12 auf das Trägersubstrat to the carrier substrate 10 10 aufgedruckt sind. are printed. Auf die erste Elektrodenschicht On the first electrode layer 12 12 sind das photosensitive Halbleiterschichtsystem are the photosensitive semiconductor layer system 13 13 , die zweite Elektrodenschicht , The second electrode layer 14 14 , die Kleberschicht , The adhesive layer 15 15 und die Deckschicht and the top layer 16 16 aufgebracht. applied.
  • 6 6 zeigt nun die Solarzelleneinheit now shows the solar cell unit 4 4 in in 4 4 nach einer Temperaturbehandlung von etwa 3 min bei einer Temperatur von 80°C bis 120°C. after a heat treatment of about 3 minutes at a temperature of 80 ° C to 120 ° C. Der Temperaturbereich ist so gewählt, dass er im Betriebseinsatz der Solarzelleneinheit nicht erreicht wird und dass er den Aufbau der Solarzelle The temperature range is chosen such that it is not reached in operational use of the solar cell unit and that he the structure of the solar cell 41 41 nicht zerstört. not destroyed. In dem in Where in 4 4 und and 5 5 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schrumpffolie Embodiment shown is in the shrink film 42 42 um eine unidirektionale Schrumpffolie, die nur in einer Richtung bei Temperatureinwirkung schrumpft. a unidirectional shrink film which shrinks in one direction at the action of temperature.
  • Wie in As in 6 6 zu erkennen, ist die Solarzelleneinheit can be seen, the solar cell unit 4 4 im Querschnitt nun sinusförmig verformt, so dass die Oberfläche der Oberseite der Solarzelleneinheit now sinusoidally shaped in cross-section, so that the top surface of the solar cell unit 4 4 in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert ist. is enlarged with respect to a flat surface profile. Auf die Solarzelle gerichtete Solarstrahlung wird demnach aufgrund der gekrümmten größeren Fläche der aktiven Schicht mehrfach reflektiert, was bei der unverformten Solarzelleneinheit directed onto the solar cell, solar radiation is thus reflected several times because of the curved major surface of the active layer, resulting in the undeformed solar cell unit 4 4 in in 4 4 nicht der Fall ist. is not the case.
  • Wenn die Solarzelle If the solar cell 41 41 vom Typ der in the type of the in 5a 5a dargestellten Solarzelle Solar cell shown 41a 41a ist, bei der die aktive Schicht ein ebenes Oberflächenprofil aufweist, resultiert die besagte Oberflächenvergrößerung der Solarzelleneinheit is, wherein the active layer has a flat surface profile, resulting the said increase in surface area of ​​the solar cell unit 4a 4a nur aus der Verformung der Solarzelle only from the deformation of the solar cell 41a 41a durch die temperaturbehandelte Schrumpffolie 42. Wenn hingegen die Solarzelle by the temperature-treated shrink film 42. In contrast, if the solar cell 41 41 vom Typ der in the type of the in 5b 5b dargestellten Solarzelle Solar cell shown 41b 41b ist, bei der die aktive Schicht ein unebenes Oberflächenprofil aufweist, resultiert die besagte Oberflächenvergrößerung der aktiven Schicht der Solarzelleneinheit is, wherein the active layer has an uneven surface profile, resulting the said increase in surface area of ​​the active layer of the solar cell unit 4b 4b sowohl aus der Verformung der Solarzelle both from the deformation of the solar cell 41b 41b durch die temperaturbehandelte Schrumpffolie by temperature treated shrink film 42 42 als auch aus der Oberflächenvergrößerung des photosensitiven Halbleiterschichtsystems and from the increase in surface area of ​​the photosensitive semiconductor layer system 13 13 infolge der Formelemente as a result of the mold elements 11 11 . , Es handelt sich also bei dem so erzeugten Oberflächenprofil um eine Überlagerung eines ersten (makroskopischen) Oberflächenprofils mit einem zweiten (mikroskopischen) Oberflächenprofil, wodurch eine weitere Effizienzsteigerung der Solarzelleneinheit durch Mehrfachreflexionen erreicht ist. It is therefore in the thus produced surface profile is a superposition of a first (macroscopic) surface profile with a second (microscopic) surface profile, thus further increasing efficiency of the solar cell unit is achieved by multiple reflections. Das makroskopische Oberflächenprofil kann weiter so ausgebildet sein, dass es einfallendes Licht bevorzugt auf die aktive Schicht der Solarzelle The macroscopic surface profile can further be formed such that incident light preferentially to the active layer of the solar cell 41 41 lenkt. directs. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Schrumpffolie mit Lack und/oder einem Beschichtungsmaterial versehen ist, dem lichtbrechende und/oder lichtstreuende und/oder lichtleitende und/oder die Lichtwellenlänge ändernde Partikel und/oder Partikelgemische beigefügt sind. It can further be provided that the shrink film is provided with lacquer and / or a coating material, the light-refracting and / or light-scattering and / or light-conducting and / or the particles change, and / or particle mixtures light wavelength are attached. Wenn die Schrumpffolie als transparente Folie ausgebildet ist, kann das Licht auch durch die Schrumpffolie auf die Solarzelle gebracht werden und dabei durch die besagten Partikel und/oder Partikelgemische beeinflusst werden. When the shrink film is formed as a transparent film, the light can also be brought by the shrink film onto the solar cell and being affected by said particles and / or particle mixtures.
  • Anstelle der in Instead of in 5b 5b dargestellten Solarzelle, bei der das Oberflächenprofil durch Formelemente Solar cell shown in which the surface profile of mold members 11 11 gebildet ist, wie in is formed as shown in 1 1 ausgeführt, kann auch eine Solarzelle vorgesehen sein, bei der das Oberflächenprofil in die Replizierschicht executed, a solar cell can be provided in which the surface profile in the replication 21 21 abgeformt ist, wie in is shaped, as in 2 2 ausgeführt. executed.
  • Die in In the 6 6 gezeigte Solarzelleneinheit Solar cell unit shown 4 4 kann auch durch einen Inmold-Prozess oder durch einen Touch-Forming-Prozess verformt werden. can also be deformed by an in-mold process or by a touch-forming process. Dabei wird die Solarzelle Here, the solar cell 41 41 in eine evakuierbare Form eingelegt und erwärmt und sodann durch Anlegen eines Vakuums gegen eine mit einer Oberflächenstruktur versehene Folie gepresst. inserted and heated in an evacuable mold and then pressed by applying a vacuum against a provided with a surface structure foil. Dabei bildet sich die Oberflächenstruktur der besagten Folie in der Oberfläche der Solarzelle In this case, the surface structure of said film forms in the surface of solar cell 41 41 ab bzw. die Solarzelle from or the solar cell 41 41 wird insgesamt verformt. as a whole is deformed. Zur Fixierung der Verformung wird die verformte Solarzelle To fix the deformation is the deformed solar cell 41 41 mit thermoplastischem Kunststoff hinterspritzt, der hierbei die Funktion der Schrumpffolie back-injected with thermoplastic material, which in this case the function of the shrink film 42 42 übernimmt. takes over.
  • Als weiteres Fertigungsverfahren kann das Tiefziehen vorgesehen sein, wobei anstelle der Schrumpffolie As another manufacturing method, the deep drawing can be provided, instead of the shrink film 42 42 eine thermoplastische Folie vorgesehen sein kann. a thermoplastic film may be provided. Die Solarzelle The solar cell 41 41 und die thermoplastische Folie bilden eine Tiefziehfolie, die in eine Tiefziehform eingelegt und erwärmt wird und sodann mittels Druck in die Tiefziehform gepresst wird und dabei verformt wird. and the thermoplastic sheet form a deep-drawing foil that is placed in a thermoforming mold and heated and then pressed by means of pressure in the deep-drawing mold and is thereby deformed. Die Tiefziehform ist als Negativ des in die Tiefziehfolie abzuformenden Oberflächenprofils ausgebildet. The deep-drawing mold is formed as a negative of being molded into the deep-drawing film surface profile. Es kann vorgesehen sein, die Tiefziehfolie nach der Verformung zu hinterspritzen, um sie gegen nachträgliche Verformung zu stabilisieren. It may be provided to inject behind the deep-drawing film after deformation in order to stabilize them against subsequent deformation.
  • 7 7 zeigt nun eine Solarzelleneinheit now shows a solar cell unit 7 7 , bei der zwei Solarzellen In which two solar cells 41b 41b (siehe (please refer 5b 5b ) auf beiden Seiten der Schrumpffolie auf die Schrumpffolie ) On both sides of the shrink film on the shrink film 41 41 laminiert sind. are laminated. In dem in Where in 7 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine vordere Solarzellen Embodiment shown, a front solar cell 41bv 41bv und eine hintere Solarzelle and a rear solar cell 41bh 41bh einander gegenüberstehend angeordnet, wobei jeweils das Trägersubstrat arranged opposite to each other, wherein each of the support substrate 10 10 der Solarzellen mit der Schrumpffolie the solar cells with the shrink film 41 41 verbunden ist. connected is. Die Schrumpffolie The shrink film 41 41 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine transparente Folie ausgebildet, so dass einfallendes Licht zunächst auf das photosensitive Halbleiterschichtsystem is formed as a transparent film in this embodiment, so that incident light to the first photosensitive semiconductor layer system 13 13 der vorderen Solarzelle the front solar cell 41bv 41bv trifft, sodann durch die transparente Schrumpffolie true, then through the transparent shrink film 41 41 tritt und schließlich auf das photosensitive Halbleiterschichtsystem occurs, and finally to the photosensitive semiconductor layer system 13 13 der hinteren Solarzelle the rear solar cell 41bh 41bh trifft. meets. Auf diese Weise kann die Solarzelleneinheit In this way, the solar cell unit 7 7 Solarenergie effektiver nutzen. use solar energy effectively. Es kann auch vorgesehen sein, die vorderen Solarzellen It can also be provided, the front solar cells 41bv 41bv und die hinteren Solarzellen solar cells and the rear 41bh 41bh zueinander versetzt anzuordnen, so dass beispielsweise die hinteren Solarzellen offset from each other to be arranged, so that for example the rear solar cell 41bh 41bh fluchtend zu für die Kontaktierung vorgesehenen Bereichen auf der Vorderseite der Schrumpffolie alignment with intended for contact areas on the front of the shrink film 41 41 angeordnet sind, die nicht zur Energiegewinnung beitragen. are arranged, which do not contribute to power generation. Ebenso ist denkbar, dass die photosensitiven Schichten unterschiedlich ausgebildet sind und das Licht aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen absorbieren. It is also conceivable that the photosensitive layers are formed differently and absorb the light from different wavelength regions. Solche Zellen werden auch als Multi Junction Zellen bezeichnet, im Gegensatz zu den Single Junction Zellen, die nur eine photosensitive Schicht aufweisen. Such cells are also referred to as multi-junction cells, in contrast to the single junction cells having only one photosensitive layer. Eine Multi Junction Zelle vermag einen größeren spektralen Bereich zu nutzen als eine Single Junction Zelle und weist deshalb einen vergleichsweise höheren Energieumwandlungs-Wirkungsgrad als eine Single Junction Zelle auf. A multijunction cell is able to use a larger spectral range than a single junction cell and therefore has a relatively higher energy conversion efficiency than a single junction cell.
  • 8 8th zeigt eine Solarzelleneinheit shows a solar cell unit 8 8th , die aus einer der Lichtquelle zugewandten vorderen Solarzelleneinheit That facing the light source from a front solar cell unit 8v 8v und einer dahinter angeordneten hinteren Solarzelleneinheit and a solar cell unit arranged behind the rear 8h 8h ausgebildet ist. is trained. Die beiden Solarzelleneinheiten The two solar cell units 8v 8v und and 8h 8h bilden einen gemeinsamen Mehrschichtkörper, wobei vorgesehenen sein kann, dass ihre Schrumpffolien form a common multilayer body, wherein provided may be that their shrink films 41v 41v und and 41h 41h aus dem gleichen Material ausgebildet sind und/oder das gleiche Schrumpfverhalten aufweisen. are formed of the same material and / or have the same shrinkage characteristics. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Schrumpffolien but it can also be provided that the shrink film 41v 41v und and 41h 41h aus verschiedenem Material ausgebildet sind und/oder verschiedenes Schrumpfverhalten aufweisen. are formed of different materials and / or have different shrinking behavior. Weitere Ausbildungsvarianten können dadurch erzeugt werden, dass die Orientierung der miteinander verbundenen Solarzelleneinheiten Further embodiment variants can be generated by the fact that the orientation of the interconnected solar cell units 8v 8v und and 8h 8h variiert wird. is varied. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass es sich bei den Schrumpffolien so it may be provided, for example, that it is in the shrink film 41v 41v und and 41h 41h um unidirektionale Schrumpffolien handelt, die um 90° gekreuzt angeordnet sind, so dass die Solarzelleneinheit concerns unidirectional shrink films, which are arranged crossed at 90 °, so that the solar cell unit 8 8th nach der Temperaturbehandlung ein noppenförmiges Oberflächenprofil aufweist. characterized according to the temperature treatment, a knob-shaped surface profile. Hier kann auch vorgesehen sein, dass die verschiedenen Solarzelleneinheiten gleich, unterschiedlich, aus Single und/oder Multi Junction Zellen gebildet werden. Here can also be provided that the different solar cell units is equal, different, from single and / or multi-junction cells are formed.
  • Die in den In the 7 7 und and 8 8th dargestellten Solarzelleneinheiten Solar cell units shown 7 7 und and 8 8th befinden sich in dem Zustand, den sie vor der Temperaturbehandlung aufweisen, dh die Schrumpffolien are in the state they have prior to the heat treatment, that is, the shrink film 41 41 , . 41v 41v und and 41h 41h sind noch nicht verformt. not deformed.
  • Es kann vorzugsweise in den in It may preferably be in the in 4 4 bis to 8 8th beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, die Solarzelleneinheiten mit Schutzüberzügen zu versehen und/oder sie auf Montagekörper aufzuschrumpfen. -Described embodiments may be provided to provide the solar cell units with protective coatings and / or shrunk onto the mounting body. Ein solches Anwendungsbeispiel ist in Such application example is in 9 9 dargestellt. shown.
  • 9 9 zeigt ein Solarzellenmodul shows a solar cell module 9 9 , das mittels Befestigungselementen That means of fastening elements 94 94 auf einer Montagefläche on a mounting surface 93 93 angeordnet ist und das einer Lichtquelle is arranged and a light source 95 95 zugewandt ist. faces. Bei der Montagefläche The installation area 93 93 kann es sich um eine Dachfläche eines Gebäudes handeln, vorzugsweise um eine Dachfläche auf der Südseite des Gebäudes. it can be a roof of a building, preferably a roof area on the south side of the building.
  • Das Solarzellenmodul The solar cell module 9 9 weist eine Solarzelleneinheit includes a solar cell unit 91 91 auf, die auf die Vorderseite eines Montagekörpers in that on the front of a mounting body 92 92 aufgeschrumpft ist. is shrunk. Der Montagekörper The mounting body 92 92 ist als plattenförmiger Körper ausgebildet, der einen hervorstehenden Montageabschnitt aufweist, der von der aufgeschrumpften Solarzelleneinheit is formed as a plate-shaped body having a projecting mounting portion of the shrunk-solar cell unit 91 91 umgriffen ist. is encompassed. Die Randabschnitte des Montagekörpers The edge portions of the mounting body 92 92 weisen in dem in have in the in 9 9 dargestellten Ausführungsbeispiel Durchgangslöcher auf, die von den als Zylinderschrauben ausgebildeten Befestigungselementen illustrated embodiment, through-holes, by the designed as a cylinder screw fasteners 94 94 durchgriffen sind. are penetrated.
  • Die Solarzelleneinheit The solar cell unit 91 91 weist, wie vorstehend beschrieben, eine oder mehrere Schrumpffolien auf. has, as described above, one or more shrink films. Das Oberflächenprofil der Solarzelleneinheit The surface profile of the solar cell unit 91 91 vergrößert nach dem Aufschrumpfen die Oberfläche der Oberseite der Solarzelleneinheit increased after shrinking the surface of the upper side of the solar cell unit 91 91 in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil. with respect to a flat surface profile. Beim Aufschrumpfen können weiter elektrische Verbindungen mit elektrischen Kontakten und/oder Leiterbahnen des Montagekörpers When shrink-fitting can be further electrical connections with electrical contacts and / or conductors of the mounting body 92 92 hergestellt sein. be made. Die elektrischen Verbindungen können durch die haubenförmige Ausbildung der geschrumpften Solarzelleneinheit The electrical connections may by the hood-like formation of the solar cell unit shrunken 91 91 zugleich gegen Witterungseinflüsse und Korrosion geschützt sein. at the same time be protected against weathering and corrosion.
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Solarzelleneinheit aus wasserdurchströmten Schläuchen mit aufgeschrumpfter Solarzelle besteht. It can further be provided that the solar cell unit of water flowing through pipes is with shrunk solar cell. In diesem Fall kann zusätzlich auch die Wärmestrahlung der Sonne genutzt werden. In this case, the heat radiation from the sun can be used in addition.

Claims (44)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelleneinheit ( A method for manufacturing a solar cell unit ( 4 4 ) mit einer Solarzelle ( ) (With a solar cell 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) auf Polymerbasis mit mindestens einem Trägersubstrat ( ) On a polymer basis (with at least one carrier substrate 10 10 ) und mindestens einer organischen Halbleiterschicht ( ) And at least one organic semiconductor layer ( 13 13 ) mit einer einer Lichtquelle zugewandten Oberseite und einer der Lichtquelle abgewandten Rückseite, dadurch gekennzeichnet , dass die Solarzelle ( ) With a light source facing top side and a back side facing away from the light source, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) nach ihrer Fertigstellung so verformt wird, dass mindestens die Oberseite der Solarzelle ( ) Is deformed after its completion, so that at least the upper surface of the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) ein Oberflächenprofil aufweist, welches die Oberfläche der Oberseite in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert. having) a surface profile, which increases the surface area of ​​the top surface relative to a planar surface profile.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( A method according to claim 1, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) auf eine Schrumpffolie ( ) (On a shrink film 42 42 ) laminiert wird, und dass danach die Solarzelleneinheit ( ) Is laminated, and that thereafter the solar cell unit ( 4 4 ) einer Temperaturbehandlung unterzogen wird. ) Is subjected to a temperature treatment.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Trägersubstrat ( A method according to claim 1, characterized in that (for the support substrate 10 10 ) der Solarzelle ( () Of the solar cell 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) eine Schrumpffolie ( ) By a shrink film ( 42 42 ) verwendet wird und die Solarzeller ( ) Is used and the solar Zeller ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) nach ihrer Fertigstellung einer Temperaturbehandlung unterzogen wird. ) Is subjected, after its completion a temperature treatment.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine unidirektionale Schrumpffolie ( The method of claim 2 or 3, characterized in that a unidirectional shrink film ( 42 42 ) verwendet wird. ) is used.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine bidirektionale Schrumpffolie ( The method of claim 2 or 3, characterized in that a bidirectional shrink film ( 42 42 ) verwendet wird. ) is used.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine opake oder transparente oder semitransparente Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that an opaque or transparent or semi-transparent shrink film ( 42 42 ) verwendet wird. ) is used.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, eine elektrisch nichtleitende Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that an electrically non-conductive heat shrinkable film ( 42 42 ) verwendet wird. ) is used.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch leitende Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that an electrically conductive heat-shrinkable film ( 42 42 ) verwendet wird. ) is used.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the shrink film ( 42 42 ) vor der Temperaturbehandlung mindestens bereichsweise lackiert und/oder beschichtet wird. ) Is at least partially painted before the heat treatment and / or coated.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lack und/oder dem Beschichtungsmaterial lichtbrechende und/oder lichtstreuende und/oder lichtleitende und/oder die Lichtwellenlänge ändernde Partikel und/oder Partikelgemische beigefügt werden. A method according to claim 9, characterized in that the coating and / or the coating material, refractive and / or light-scattering and / or light-conducting and / or changing the particle and / or particle mixtures light wavelength are attached.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 10, characterized in that the shrink film ( 42 42 ) mindestens bereichsweise vorstrukturiert wird. ) Is pre-structured at least in regions.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine mehrschichtige Schrumpffolie ( A method according to any one of claims 2 to 11, characterized in that a multi-layer shrink film ( 42 42 ) verwendet wird, deren Schichten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten aufweisen. ) Is used whose layers have a different shrinking behavior.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwei übereinander angeordnete Solarzellen ( Method according to one of claims 2 to 12, characterized in that two stacked solar cells ( 41bv 41bv , . 41bh 41bh ) oder Solarzelleneinheiten ( () Or solar cell units 8v 8v , . 8h 8h ) beidseitig der Schrumpffolie ( ) On both sides of the shrink film ( 42 42 ) aufgebracht werden. ) Are applied.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der einen Seite der Schrumpffolie ( A method according to claim 13, characterized in that the (on one side of the shrink film 42 42 ) vorgesehenen Solarzellen ( ) Provided solar cells ( 41bv 41bv , . 41bh 41bh ) oder Solarzelleneinheiten ( () Or solar cell units 8v 8v , . 8h 8h ) gegenüber den auf der anderen Seite der Schrumpffolie ( ) Over the other on the side of the shrink film ( 42 42 ) vorgesehenen Solarzellen ( ) Provided solar cells ( 41bh 41bh , . 41br 41br ) oder Solarzelleneinheite ( () Or solar cell module only 8v 8v , . 8h 8h ) versetzt aufgebracht werden. ) Are applied offset.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( A method according to claim 1, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) durch einen Inmold-Prozess verformt wird. ) Is deformed by an in-mold process.
  16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( A method according to claim 1, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) durch einen Touch-Forming-Prozess verformt wird. ) Is deformed by a touch-forming process.
  17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( A method according to claim 1, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) durch einen Tiefzieh-Prozess verformt wird. ) Is deformed by a deep drawing process.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Solarzelle ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation of the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) mittels einer oder mehrerer Spacer-Schichten beeinflusst wird. ) Is influenced by one or more spacer layers.
  19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell ( 1 1 ; ; 2 2 ; ; 41 41 ) hinterspritzt wird. ) Is back-molded.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch leitfähiges Spritzmedium verwendet wird. A method according to claim 19, characterized in that an electrically conductive spray medium is used.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein partiell elektrisch leitfähiges Spritzmedium verwendet wird. A method according to claim 20, characterized in that a partially electrically conductive spray medium is used.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch nichtleitendes Spritzmedium verwendet wird. A method according to claim 19, characterized in that an electrically non-conductive spray medium is used.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein opakes oder transparentes oder semitransparentes Spritzmedium verwendet wird. A method according to any one of claims 19 to 22, characterized in that an opaque or transparent or semitransparent spray medium is used.
  24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Solarzellen ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least two solar cells ( 41br 41br , . 41bh 41bh ) oder Solarzelleneinheiten ( () Or solar cell units 8v 8v , . 8h 8h ) übereinander angeordnet werden. ) Are placed one above the other.
  25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelleneinheit ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell unit ( 4 4 ) verkapselt wird. ) Is encapsulated.
  26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nach ihrer Fertigstellung verformte Solarzelle ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformed after its completion solar cell ( 1 1 , . 2 2 ) hergestellt wird, indem ein Oberflächenrelief in eine Schicht der Solarzelle ( ) Is prepared by a surface relief (in a layer of the solar cell 1 1 , . 2 2 ) abgeformt wird, und auf das abgeformte Oberflächenrelief eine oder mehrere elektrische Funktionsschichten, enthaltend die organische Halbleiterschicht ( ) Is molded, and the molded surface relief, one or more electrical functional layers containing the organic semiconductor layer ( 13 13 ), aufgetragen werden, so dass die Oberseite der organischen Halbleiterschicht ( ) Are applied, so that the top of the organic semiconductor layer ( 13 13 ) ein Oberflächenprofil aufweist, welches die Oberfläche der organischen Halbleiterschicht in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert. having) a surface profile, which increases the surface area of ​​the organic semiconductor layer with respect to a flat surface profile.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil in das Trägersubstrat ( A method according to claim 26, characterized in that the surface profile (in the carrier substrate 10 10 ) oder in eine auf dem Trägersubstrat ( ) Or one (on the carrier substrate 10 10 ) aufgebrachte Replizierlackschicht ( ) Applied replication ( 21 21 ) abgeformt wird. ) Is molded.
  28. Solarzelle ( Solar cell ( 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) auf Polymerbasis mit mindestens einem Trägersubstrat ( ) On a polymer basis (with at least one carrier substrate 10 10 ) und mindestens einer organischen Halbleiterschicht ( ) And at least one organic semiconductor layer ( 13 13 ) mit einer einer Lichtquelle zugewandten Oberseite und einer der Lichtquelle abgewandten Rückseite, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle ( ) With a light source facing top side and a back side facing away from the light source, characterized in that the solar cell ( 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) auf eine Schrumpffolie ( ) (On a shrink film 42 42 ) laminiert ist oder das Trägersubstrat ( ) Is laminated, or the carrier substrate ( 10 10 ) der Solarzelle eine Schrumpffolie ( ) Of the solar cell by a shrink film ( 42 42 ) ist und dass die Schrumpffolie ( ) And that the shrink film ( 42 42 ) nach Fertigstellung der Solarzelle ( ) (After completion of the solar cell 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) einer Temperaturbehandlung unterzogen ist, so dass die Solarzelle ( ) Is subjected to a heat treatment so that the solar cell ( 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) nach ihrer Fertigstellung so verformt ist, dass mindestens die Oberseite der organischen Halbleiterschicht ( ) Is deformed after its completion, so that at least the upper surface of the organic semiconductor layer ( 13 13 ) ein Oberflächenprofil aufweist, welches die Oberfläche der Oberseite in Bezug auf ein ebenes Oberflächenprofil vergrößert. having) a surface profile, which increases the surface area of ​​the top surface relative to a planar surface profile.
  29. Solarzelle nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil so ausgebildet ist, dass es zu Mehrfachreflexionen führt und somit die Effizienz der Solarzelle ( Solar cell according to claim 28, characterized in that the surface profile is formed such that it leads to multiple reflections and thus (the efficiency of the solar cell 1 1 , . 2 2 , . 41 41 ) steigert. ) Increases.
  30. Solarzelle nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil aus Erhebungen und/oder Vertiefungen des Trägersubstrats ( Solar cell according to claim 28 or 29, characterized in that the surface profile of elevations and / or depressions of the carrier substrate ( 21 21 ) und/oder der Halbleiterschicht ( () And / or the semiconductor layer 13 13 ) gebildet ist. ) Is formed.
  31. Solarzelle nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil ein stochastisches Oberflächenprofil ist. Solar cell according to one of claims 28 to 30, characterized in that the surface profile is a stochastic surface profile.
  32. Solarzelle nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil ein periodisches Oberflächenprofil ist. Solar cell according to one of claims 28 to 30, characterized in that the surface profile is a periodic surface profile.
  33. Solarzelle nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil ein selbstähnliches Oberflächenprofil ist. Solar cell according to one of claims 28 to 30, characterized in that the surface profile is a self-similar surface profile.
  34. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 33, characterized in that the average width or the average diameter of the protrusions ( 11 11 ) oder Vertiefungen ( () Or depressions 21v 21v ) am Fußpunkt in dem Bereich von 1 mm bis 10 mm liegt. ) Located at the base in the range of 1 mm to 10 mm.
  35. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 33, characterized in that the average width or the average diameter of the protrusions ( 11 11 ) und/oder Vertiefungen ( () And / or depressions 21v 21v ) am Fußpunkt in dem Bereich von 1 μm bis 1000 μm liegt. ) Located at the base in the range of 1 micron to 1000 microns.
  36. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Breite oder der mittlere Durchmesser der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 33, characterized in that the average width or the average diameter of the protrusions ( 11 11 ) und/oder Vertiefungen ( () And / or depressions 21v 21v ) am Fußpunkt in dem Bereich von 100 nm bis 1000 nm liegt. ) Located at the base in the range of 100 nm to 1000 nm.
  37. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Tiefen-zu-Breiten-Verhältnis der Erhebungen und/oder Vertiefungen in dem Bereich von 0,5 bis 5 liegt. Solar cell according to one of claims 30 to 36, characterized in that the depth-to-width ratio of the elevations and / or depressions is in the range of 0.5 to. 5
  38. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 37, characterized in that the lateral surfaces of the projections ( 11 11 ) und/oder der Vertiefungen ( () And / or of the depressions 21v 21v ) als Mantelflächenbereiche eines sphärischen Körpers ausgebildet sind. ) Are formed as circumferential surface portions of a spherical body.
  39. Solarzelle nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem sphärischen Körper um eine Kugel handelt. Solar cell according to claim 38, characterized in that it is in the spherical body is a ball.
  40. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 37, characterized in that the lateral surfaces of the projections ( 11 11 ) und/oder der Vertiefungen ( () And / or of the depressions 21v 21v ) als Mantelflächenbereiche eines Kegels ausgebildet sind. ) Are constructed as shell surface areas of a cone.
  41. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 37, characterized in that the lateral surfaces of the projections ( 11 11 ) und/oder der Vertiefungen ( () And / or of the depressions 21v 21v ) als Mantelflächenbereiche einer Pyramide ausgebildet sind. ) Are formed as lateral surface regions of a pyramid.
  42. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 37, characterized in that the elevations ( 11 11 ) und/oder die Vertiefungen ( () And / or the recesses 21v 21v ) mit sternförmigem Querschnitt ausgebildet sind. ) Are formed with a star-shaped cross-section.
  43. Solarzelle nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen der Erhebungen ( Solar cell according to one of claims 30 to 37, characterized in that the lateral surfaces of the projections ( 11 11 ) und/oder der Vertiefungen ( () And / or of the depressions 21v 21v ) als Mantelflächen eines liegenden Prismas oder Zylinders ausgebildet sind. ) Are configured as lateral surfaces of a lying prism or cylinder.
  44. Solarzelle nach einem der Ansprüche 28 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberflächenprofil von einer additiven Überlagerung eines makroskopischen Oberflächenprofils mit einem mikroskopischen Oberflächenprofil gebildet ist. Solar cell according to one of claims 28 to 43, characterized in that the surface profile is formed by an additive superimposition of a macroscopic surface profile with a microscopic surface profile.
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