DE102007013553A1

DE102007013553A1 - Solarzellenvorrichtung, Solarzellenmodul und Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE102007013553A1
Application number: DE102007013553A
Authority: DE
Inventors: Karsten Van Maydell; Jörg Dr. Müller; Dominik Huljic; Andreas Mohr; Thomas Zerres; Sebastian Falkner
Original assignee: Q Cells SE
Current assignee: Q Cells SE
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-25
Also published as: WO2008113741A2; EP2130232A2; WO2008113741A3; US20100139746A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarzellenvorrichtung, aufweisend eine Solarzelle (1) mit einem Halbleiter (2), der mindestens einen p-dotierten Bereich (6) und mindestens einen n-dotierten Bereich (7) aufweist, auf einer Rückseite (R) der Solarzelle (1) angeordneten elektrischen p-Kontakten (10) und elektrischen n-Kontakten (9), die mit den entsprechend dotierten Bereichen (6, 7) des Halbleiters (2) verbunden sind, mindestens einem p-Busbar (13), der mit den elektrischen p-Kontakten (10) verbunden ist, und mindestens einem n-Busbar (12), der mit den elektrischen n-Kontakten (9) verbunden ist, wobei die Busbars (12, 13) jeweils den Strom der elektrischen Kontakte (9, 10) sammeln und eine Längserstreckungsrichtung (L) aufweisen, sowie eine Verbindungsanordnung (14), die zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens eines der Busbars (12, 13) der Solarzelle (1) mit mindestens einem Busbar (13, 12) einer benachbarten Solarzelle ausgebildet ist. Erfindungsgemäß weist die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung (L) der Busbars verlaufenden ersten Verbindungsabschnitt (141) auf, der an Verbindungsbereichen (15) punktuell mit mindestens einem Busbar (12, 13) verbunden ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Solarzellenmodul, bestehend aus mindestens zwei Solarzellenvorrichtungen. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Verbindungsanordnung (14) zur Verbindung zweier Solarzellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzellenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Solarzellenmodul mit einer solchen Solarzellenvorrichtung und eine Verbindungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 26.
Aus der US 2005/02 68 959 A1 ist ein Solarzellenmodul bekannt, bei dem die einzelnen Solarzellen mittels kompakter Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Solche kompakten Verbindungselemente können immer dann eingesetzt werden, wenn nicht mehr als zwei Stromsammelschienen, so genannte Busbars, pro Solarzelle vorhanden sind.
Gee et al. („Simplified module assembly using back-contact crystalline-silicon solar cells", 26th IEEE PVSC, 1997, S. 1085–1088) beschreiben eine Serienverschaltung mehrerer Solarzellen miteinander, die mittels einer Verbindungsfolie erfolgt. Die Verbindungsfolie vermittelt dabei eine parallele Ausrichtung zwischen auf der Folie angeordneten Kontakten und den Kontaktbereichen der miteinander zu verschaltenden Solarzellen.
De Jong et al. („Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted mc-Si cells and conductive adhesives", 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2004, S. 2145–2148) schlagen ebenfalls eine in eine Folie integrierte Serienverschaltung rückseitenkontaktierter Solarzellen vor. Dabei werden die Kontaktpunkte einzelner Solarzellen in Reihe geschaltet, wobei ein komplexes Schaltmuster zur Anwendung kommt.
Van Kershaver et al. („Record high performance modules based an screen printed MWT solar cells", 29th IEEE PVSC, 2002, S. 78–81) schlagen mehrere Verschaltungsmodi einzelner Solarzellen vor. Die Verschaltung verläuft dabei parallel zu den Busbars der einzelnen Solarzellen, wobei verschiedene geometrische Busbaranordnungen beschrieben werden, um Solarzellen mit mehr als zwei Busbars miteinander verbinden zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rückseitenkontaktierte Solarzellenvorrichtung zu schaffen, die auch bei Vorhandensein von mehr als zwei Busbars einfach mit anderen Solarzellen bzw. Solarzellenvorrichtungen zu einem Modul verschaltet werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Solarzellenmodul sowie eine entsprechende Verbindungsanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einer Solarzellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist eine solche Solarzellenvorrichtung eine Solarzelle mit einem Halbleiter, der mindestens einen p-dotierten und mindestens einen n-dotierten Bereich aufweist, elektrischen p-Kontakten und elektrischen n-Kontakten, die auf einer Rückseite der Solarzelle angeordnet sind und mit den entsprechend dotierten Bereichen des Halbleiters verbunden sind, mindestens einem p-Busbar, der mit den elektrischen p-Kontakten verbunden ist, und mindestens einem n-Busbar, der mit den elektrischen n-Kontakten verbunden ist, auf, wobei die Busbars jeweils den Strom der elektrischen Kontakte sammeln und eine Längserstreckungsrichtung aufweisen. Des Weiteren ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen, die zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens eines der Busbars der Solarzelle mit mindestens einem Busbar einer benachbarten Solarzelle ausgebildet ist.
Dabei wird mit dem Begriff „Rückseite" die Seite der Solarzellenvorrichtung bezeichnet, die der Vorderseite der Solarzellenvorrichtung gegenüberliegend angeordnet ist, wobei auf die Vorderseite auf die Solarzelle einfallendes Licht trifft.
Eine erfindungsgemäße Solarzellenvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungsanordnung mindestens einen im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Busbars verlaufenden ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der durch Verbindungsbereiche mit mindestens einem Busbar punktuell verbunden ist. „Punktuell” soll dabei keinen mathematischen Punkt, sondern vielmehr eine kleinflächige Ausgestaltung des Verbindungsbereichs bezeichnen. So wird insbesondere der gesamte Überlappungsbereich des ersten Verbindungsabschnitts mit dem entsprechenden Busbar als punktueller Verbindungsbereich angesehen.
Um für eine Kontaktierung einer weiteren Solarzelle eine besonders vorteilhafte Form zu besitzen, weist die Verbindungsanordnung vorzugsweise mindestens einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, der ebenso wie der erste Verbindungsabschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Busbars der Solarzelle ausgerichtet ist, und darüber hinaus mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt, der im Wesentlichen parallel zur Längserstreckungsrichtung der Busbars ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Verbindungsabschnitt jeweils parallel zueinander verlaufen und gegenüber dem mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt senkrecht angeordnet sind.
Zur Erzielung einer gabelförmigen Gestalt der Verbindungsanordnung und einer dadurch besonders einfachen Möglichkeit der seriellen Verschaltung zweier oder mehrerer Solarzellen miteinander ist der erste Verbindungsabschnitt vorzugsweise auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung angeordnet und der zweite Verbindungsabschnitt auf einer zweiten Seite des dritten Verbindungsabschnitts, die der ersten Seite gegenüberliegt. Das heißt, der zweite Verbindungsabschnitt ist am dritten Verbindungsabschnitt mit rund 180° gedrehter Orientierung gegenüber dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet. Somit erstrecken sich der erste und der zweite Verbindungsabschnitt in jeweils unterschiedliche Richtungen des dritten Verbindungsabschnitts, sind dabei aber im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Verbindungsabschnitt derart am dritten Verbindungsabschnitt angeordnet, dass sie nicht miteinander fluchten. Mittels dieser Anordnung ist es möglich, die Verbindungsanordnung auf einzelnen erfindungsgemäßen Solarzellen an jeweils der gleichen Stelle anzuordnen und dennoch mehrere Solarzellen hintereinander zu einem Modul verschalten zu können, ohne eine Orientierungsänderung an den Solarzellen selbst oder an den Verbindungsanordnungen auf den Solarzellen vornehmen zu müssen.
Zur Kontaktierung einer weiteren Solarzelle ist der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise dazu vorgesehen und eingerichtet, mit mindestens einem Busbar einer benachbarten Solarzelle in elektrisch leitfähige Verbindung gebracht zu werden, wobei dieser Busbar bevorzugterweise eine Polarität aufweist, die der Polarität des durch den ersten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung kontaktierten Busbars entgegengesetzt ist.
Das heißt, wenn der erste Verbindungsabschnitt einen n-Busbar einer Solarzelle kontaktiert, ist der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise dazu vorgesehen, einen p-Busbar einer benachbarten Solarzelle zu kontaktieren. Dementsprechend ist der zweite Verbindungsabschnitt bevorzugt dazu vorgesehen, einen n-Busbar einer benachbarten Solarzelle zu kontaktieren, wenn der erste Verbindungsabschnitt einen p-Busbar der Solarzelle kontaktiert. Mittels dieser Anordnung ist eine serielle Verschaltung mehrerer Solarzellenvorrichtungen hintereinander möglich, wobei jeweils die n-Busbars der einen Solarzelle mit den p-Busbars der anderen Solarzelle in Verbindung stehen.
Um die Länge der elektrischen p-Kontakte und der elektrischen n-Kontakte, die beispielsweise als Kontaktfinger ausgebildet sein können, möglichst gering zu halten und um so eine vorteilhafte Stromableitung über die mit den Kontakten in Verbindung stehenden Busbars zu erreichen, weist die Solarzelle vorzugsweise mindestens drei Busbars auf, wobei der erste Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung mindestens zwei Busbars gleicher Polarität der Solarzelle miteinander verbindet. Alternativ ist es auch möglich, dass der erste Verbindungsabschnitt nur einen Busbar einer vorgegebenen Polarität kontaktiert, wenn bei Vorliegen dreier Busbars nicht zwei gleiche Busbars in dieser vorgegebenen Polarität in der Solarzelle vorliegen.
Bei einem bevorzugten äquidistanten Abstand der Busbars untereinander ist die Verschaltung mehrerer Solarzellen mit drei Busbars invariant gegenüber einer Verdrehung der einzelnen Solarzellen um 180°. Das führt zu einer Erleichterung bei der Serienverschaltung der einzelnen Solarzellen zu einem Solarzellenmodul.
Um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen mindestens zwei Busbars gleicher Polarität der Solarzelle zu erreichen, sind der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung vorzugsweise derart bemessen, dass sie mindestens einen Busbar überspannen, den sie nicht kontaktieren.
Bei diesem nicht kontaktierten Busbar handelt es sich bevorzugterweise um einen Busbar mit einer Polarität, die der Polarität der zu kontaktierenden Busbars entgegengesetzt ist.
Um ein einfaches Aufbringen der Verbindungsanordnung auf der Solarzelle zu ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Leitfähigkeit der Verbindungsanordnung sicherzustellen, weisen die Verbindungsabschnitte der Verbindungsanordnung vorzugsweise eine sich gerade erstreckende, längliche, rechteckige Form auf.
Um den Widerstand der Verbindungsanordnung möglichst gering zu halten, sind ferner in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils mehrere erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte vorgesehen, die jeweils untereineinander parallel angeordnet sind. Das heißt, die mehreren ersten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet, die mehreren zweiten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet und die mehreren dritten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet. Die ersten und zweiten bzw. dritten Verbindungsabschnitte können jedoch zueinander nicht parallel, sondern beispielsweise senkrecht angeordnet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind insbesondere mehrere parallele erste Verbindungsabschnitte und mehrere dazu parallele zweite Verbindungsabschnitte sowie ein einzelner dritter Verbindungsabschnitt, welcher senkrecht zu den ersten und zweiten Verbindungsabschnitten liegt, vorgesehen.
Um eine gleichmäßige Stromabführung von den kontaktierten Busbars zu ermöglichen, sind die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte vorzugsweise jeweils äquidistant angeordnet. Dabei können sich die Abstände zwischen den ersten Verbindungsabschnitten von den Abständen zwischen den zweiten Verbindungsabschnitten unterscheiden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsanordnung n erste Verbindungsabschnitte und n – 1 zweite Verbindungsabschnitte auf. Dadurch ergibt sich eine gabelförmige Struktur der Verbindungsanordnung, die es ermöglicht, mehrere, Verbindungsanordnungen tragende Solarzellen miteinander seriell zu verschalten. Dabei greifen die zweiten Verbindungsabschnitte jeweils in die zwischen den ersten Verbindungsabschnitten einer nachfolgenden Solarzellenvorrichtung gebildeten Lücken ein, so dass die zweiten Verbindungsabschnitte einer ersten Solarzellenvorrichtung nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten einer zweiten Solarzellenvorrichtung in direktem Kontakt stehen.
Um mit einer unterschiedlichen Anzahl von kontaktierenden Verbindungsabschnitten optimal Wechselwirken zu können, unterscheidet sich die Anzahl der Verbindungsbereiche zur punktuellen Kontaktierung auf dem n-Busbar vorzugsweise von der Anzahl der zur punktuellen Kontaktierung vorgesehenen Verbindungsbereiche auf dem p-Busbar. Dabei sind insbesondere so viele Verbindungsbereiche auf dem jeweiligen Busbar vorgesehen, wie die Verbindungsanordnung Verbindungsabschnitte aufweist, um die entsprechenden Busbars zu kontaktieren.
Damit die Verbindungsanordnung keinen Kurzschluss zwischen den n-Kontakten und den p-Kontakten erzeugt, sondern nur mittels der zu kontaktierenden Busbars elektrisch leitfähig verbunden werden kann, ist die Verbindungsanordnung vorzugsweise gegenüber dem Halbleiter außerhalb der Verbindungsbereiche, die zum punktuellen Kontakt mit den Busbars vorgesehen sind, elektrisch isoliert. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Verbindungsanordnung selbst eine elektrische Isolation aufweist, oder, dass die Kontaktoberfläche des Halbleiters der Solarzelle eine elektrische Isolationsschicht aufweist. Auch kann die Verbindungsanordnung in eine Folie eingebettet sein, die punktuell eine elektrische Kontaktierung ermöglicht.
Um eine Platz sparende Anordnung der Verbindungsanordnung auf dem Halbleiter der Solarzelle zu ermöglichen, liegt der dritte Verbindungsabschnitt vorzugsweise direkt auf einem der Busbars der Solarzelle. Mit „auf" ist dabei gemeint, dass der dritte Verbindungsabschnitt direkt an der Oberfläche des Busbars angeordnet ist. Bei einer Betrachtung der gesamten Solarzellenvorrichtung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es sich bei den erfindungsgemäßen Solarzellen um rückseitig kontaktierte Solarzellen handelt, liegt der dritte Verbindungsabschnitt bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung tatsächlich nicht auf, sondern unter einem Busbar der Solarzelle.
Bei einer Anordnung des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung auf einem Busbar der Solarzelle kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt den Busbar, auf dem er angeordnet ist, vorzugsweise punktuell. Dadurch kann eine Verbindung zwischen dem zu kontaktierenden Busbar und der Verbindungsanordnung geschaffen werden, die nicht nur mittels des oder der ersten Verbindungsabschnitte bzw. des oder der zweiten Verbindungsabschnitte realisiert ist.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der dritte Verbindungsabschnitt nicht auf einem Busbar der Solarzelle, sondern benachbart eines Randbereichs des Halbleiters bzw. der Solarzelle angeordnet. In diesem Fall liegt der dritte Verbindungsabschnitt neben der eigentlichen Solarzelle, welche aus dem Halbleiter, den elektrischen p-Kontakten und den elektrischen n-Kontakten sowie den zugeordneten Busbars gebildet wird.
Um eine gute elektrische Leitfähigkeit zwischen den elektrischen p-Kontakten und den elektrischen n-Kontakten mit den entsprechend dotierten Halbleiterbereichen zu ermöglichen und gleichzeitig eine hohe Gestaltungsflexibilität zu erreichen, ist die Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten und den entsprechenden Halbleiterbereichen vorzugsweise durch einen punktförmigen oder einen linienartigen Kontaktbereich realisiert.
Da mit zunehmender Solarzellenfläche und der damit erreichten größeren Stromproduktion durch Konversion von einfallendem Licht auch der Strom, der durch die relativ schmalen Kontakte bzw. Kontaktfinger geleitet werden muss, immer größer wird, müssen bei Beibehaltung der Anzahl der Busbars auch die Dimensionen der elektrischen Kontakte bzw. Kontaktfinger vergrößert werden, um keine Limitierung des Stromflusses durch den Widerstand der Kontakte zu bewirken. Um diese Problematik zu umgehen, weist eine Solarzelle gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mehr als 2 Busbars auf. Sie eignet sich damit insbesondere auch als großflächige Solarzelle mit hoher Stromproduktion, die mit mehr als 2 Busbars aufgrund verkürzter elektrischer Kontakte technologisch und kostentechnisch günstiger hergestellt werden kann als herkömmliche Solarzellen.
Vorzugsweise weist eine Solarzelle in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwei p-Busbars und einen n-Busbar oder einen n-Busbar und zwei p-Busbars auf.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Solarzelle zwei p-Busbars und zwei n-Busbars aufweist. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, dass eine Solarzelle mehr als zwei p-Busbars und/oder mehr als zwei n-Busbars aufweisen kann.
Um eine einfache geometrische Ausgestaltung einer Solarzelle zu erreichen, sind die Busbars der Solarzelle vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Dies bezieht sich insbesondere auf die Längserstreckungsrichtung der Busbars, wobei einzelne Bereiche der Busbars, die keine streng rechteckförmige Gestalt aufweisen müssen, von einer parallelen Anordnung abweichen können.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Solarzellenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst. Ein solches Solarzellenmodul besteht aus mindestens zwei Solarzellen gemäß des Anspruchs 1.
In einem solchen Solarzellenmodul ist vorzugsweise jeder p-Busbar bzw. n-Busbar einer ersten Solarzellen mit jedem n-Busbar bzw. p-Busbar einer benachbarten Solarzelle mittels einer Verbindungsanordnung elektrisch leitfähig verbunden. Dadurch ergibt sich eine serielle Verschaltung mehrerer Solarzellen, die ein Solarzellenmodul bilden. Durch eine serielle Verschaltung einzelner Solarzellen zu einem Solarzellenmodul wird die Menge des elektrischen Stroms, der durch eine Umwandlung von einfallendem Licht erzeugt wird, vergrößert.
Für eine einfache serielle Verschaltung mehrerer Solarzellen miteinander weist die Verbindungsanordnung in einem Solarzellenmodul vorzugsweise mindestens einen jeweils im Wesentlichen senkrecht zu den Busbars der einzelnen Solarzellen ausgerichteten ersten und zweiten Verbindungsabschnitt auf und mindestens einen im Wesentlichen parallel zu den Busbars ausgerichteten dritten Verbindungsabschnitt, der zwischen zwei Solarzellen angeordnet ist. Das heißt, bei dieser Anordnung des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung wird ein Busbar einer der Solarzellen, die das Solarzellenmodul bilden, nicht direkt durch den dritten Verbindungsabschnitt kontaktiert, sondern nur mittels des ersten und/oder zweiten Verbindungsabschnitts.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus auch durch eine Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier erfindungsgemäßer Solarzellen mit den Merkmalen des Anspruchs 26 gelöst. Eine solche Verbindungsanordnung weist mindestens einen ersten oder einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, die parallel zueinander verlaufen. Darüber hinaus ist mindestens ein dritter Verbindungsabschnitt vorhanden, der im Wesentlichen senkrecht zum ersten und zum zweiten Verbindungsabschnitt verläuft, wobei der erste Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung einer ersten Solarzelle und der zweite Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung einer zweiten Solarzelle, welche benachbart zur ersten Solarzelle angeordnet ist, vorgesehen und eingerichtet. Eine solche Verbindungsanordnung kann beispielsweise durch einen Schweiß-, Löt- oder Klebevorgang nachträglich auf eine bereits bestehende Solarzelle aufgebracht werden, um eine elektrische Verbindung dieser Solarzelle mit einer benachbarten Solarzelle zu ermöglichen. Es ist insbesondere denkbar, die Verbindungsanordnung aus einer eine elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Folie herzustellen.
Vorzugsweise ist der erste Verbindungsabschnitt auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung angeordnet und der zweite Verbindungsabschnitt auf einer zweiten Seite des dritten Verbindungsabschnitts, die der ersten Seite gegenüber liegt. Das bedeutet, dass der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt mit einer um 180° unterschiedlichen Orientierung jeweils am dritten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung angeordnet sind. Der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt liegen dabei vorzugsweise parallel zueinander.
Um eine ortsgleiche Anordnung auf hintereinander miteinander verschalteten Solarzellen zu ermöglichen, sind der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise derart im dritten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung angeordnet, dass sie nicht miteinander fluchten. Damit lässt sich einfach ein repetitives Muster ortsgleich auf entsprechenden Solarzellen angeordneter Verbindungselemente erreichen, ohne die relative Orientierung der Verbindungsabschnitte auf den Solarzellen, auf denen sie aufgebracht werden sollen oder aufgebracht sind, zu variieren. Gleichzeitig kann so erreicht werden, dass der zweite Verbindungsabschnitt einer ersten Verbindungsanordnung nicht mit dem ersten Verbindungsabschnitt einer zweiten Verbindungsanordnung in elektrischen Kontakt gebracht wird, die auf einer Solarzelle angeordnet ist, die benachbart zu der Solarzelle, auf der der erste Verbindungsabschnitt angeordnet ist, ausgerichtet ist.
Um die Verbindungsanordnung zur elektrisch leitfähigen Verbindung zweier miteinander zu verschaltender Solarzellen einzusetzen, sind der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise zur Kontaktierung mindestens eines Busbars der jeweils zu kontaktierenden Solarzelle vorgesehen und eingerichtet. Dabei sind insbesondere der erste Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung eines Busbars einer ersten Solarzelle und der zweite Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung eines Busbars einer zweiten Solarzelle vorgesehen. Statt eines Busbars können dabei auch jeweils mehrere Busbars gleicher Polarität auf einer Solarzelle kontaktiert und miteinander verbunden werden.
Um die Herstellung der Verbindungsanordnung möglichst einfach zu halten und eine einfache Handhabung der Verbindungsanordnung bei gleichzeitig guten elektrischen Eigenschaften zu erreichen, weisen die Verbindungsabschnitte vorzugsweise eine sich gerade erstreckende, längliche, rechteckförmige Form auf.
Zur Minimierung des Widerstands und zur gleichmäßigen Stromableitung von den Busbars einer insbesondere großflächigen Solarzelle weist die Verbindungsanordnung in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte auf, das heißt, die mehreren ersten Verbindungsabschnitte sind jeweils parallel zueinander angeordnet, ebenso wie die mehreren zweiten und die mehreren dritten Verbindungsabschnitte jeweils unter sich zueinander parallel angeordnet sind. Die mehreren ersten Verbindungsabschnitte können aber beispielsweise rechtwinklig zu den mehreren dritten Verbindungsabschnitten angeordnet sein. Insbesondere ist es vorgesehen, mehrere erste und mehrere zweite Verbindungsabschnitte und einen einzigen dritten Verbindungsabschnitt vorzusehen.
Um eine gleichmäßige Stromableitung von den Busbars besonders vorteilhaft zu realisieren, sind die mehreren parallelen Verbindungsabschnitt in bevorzugter Weise zueinander jeweils äquidistant angeordnet. Die Abstände zwischen den ersten Verbindungsabschnitten können sich dabei aber von den Abständen zwischen den jeweils mehreren zweiten oder ggf. jeweils mehreren dritten Verbindungsabschnitten unterscheiden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsanordnung n erste Verbindungsabschnitte und n – 1 zweite Verbindungsabschnitte auf. Damit ist es möglich, dass die Verbindungsanordnung derart auf zu kontaktierenden Solarzellen angeordnet wird, dass die zweiten Verbindungsabschnitte jeweils in die durch die Abstände zwischen den jeweils mehreren ersten Verbindungsabschnitten gebildeten Lücken eingreifen, so dass die zweiten Verbindungsabschnitte einer ersten Verbindungsanordnung nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten einer zweiten Verbindungsanordnung in Kontakt kommen, wenn mehrere Solarzellen, auf denen jeweils eine Verbindungsanordnung angeordnet ist, hintereinander seriell miteinander verschaltet sind.
Um nur mit den Busbars zu kontaktierender Solarzellen wechselzuwirken, nicht jedoch Kurzschlüsse zwischen den elektrischen n-Kontakten und elektrischen p-Kontakten eines Halbleiters einer Solarzelle hervorzurufen, weist die Verbindungsanordnung vorzugsweise zumindest teilweise eine elektrische Isolierung auf. Diese elektrische Isolierung ist insbesondere lediglich an den Stellen, an denen ein elektrischer Kontakt zwischen der Verbindungsanordnung und einer zu kontaktierenden Solarzelle herzustellen ist, unterbrochen, das heißt, insbesondere im Bereich eines zu kontaktierenden Busbars einer Solarzelle.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand nachstehender Figuren verdeutlicht werden. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Solarzelle,
2 eine Ansicht der Rückseite einer Solarzelle,
3 eine rückseitige Ansicht einer ersten Verschaltungsanordnung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul,
4 einen Querschnitt durch eine Solarzellenvorrichtung,
5 eine rückseitige Ansicht einer zweiten Verschaltungsanordnung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul und
6 eine rückseitige Ansicht einer dritten Verschaltungsanordnung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul.
Die 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Solarzelle 1 mit einem Halbleiter 2, der eine texturierte Halbleiteroberfläche 3 aufweist. Oberhalb der texturierten Halbleiteroberfläche 3 sind eine erste Passivierungsschicht 4, und eine Antireflexionsschicht 5 angeordnet. Dabei befinden sich die texturierte Halbleiteroberfläche 3, die erste Passivierungsschicht 4 und die Antireflexionsschicht 5 auf der dem Licht zugewandten Seite bzw. Vorderseite V der Solarzelle 1. Die Oberfläche der Solarzelle kann auch in anderer Weise ausgebildet sein.
Die der Vorderseite V gegenüberliegende Seite der Solarzelle 1 ist die dem Licht abgewandte Seite bzw. Rückseite R der Solarzelle 1. In einem unteren Bereich des Halbleiters 2, das heißt, auf dem der Rückseite R zugewandten Bereich des Halbleiters 2, ist eine sich parallel zur Rückseite R erstreckende alternierende Abfolge aus Diffusionsgebieten hoher p-Dotierung 6 und Diffusionsgebieten hoher n-Dotierung 7 ausgebildet. Unterhalb dieser Diffusionsgebiete 6, 7 weist die Solarzelle 1 eine dielektrische zweite Passivierungsschicht 8 auf, die eine elektrische Kontaktierung der Diffusionsgebiete 6, 7 von der Rückseite R aus verhindert.
Auf der der Rückseite R der Solarzelle 1 zugewandten Seite der zweiten Passivierungsschicht 8 weist die Solarzelle 1 elektrische n-Kontakte 9 und elektrische p-Kontakte 10 auf, die durch Durchbrüche 11 als Kontaktöffnungen in der zweiten Passivierungsschicht 8 mit den entsprechenden p-dotierten Diffusionsgebieten 6 bzw. n-dotierten Diffusionsgebieten 7 elektrisch leitfähig verbunden sind. Über diese elektrischen n-Kontakte 9 und elektrischen p-Kontakte 10 kann ein bei Lichteinfall auf die Solarzelle hergestellter Strom abgeführt werden. Die elektrischen Kontakte 9, 10 sind in der Regel als Kontaktfinger ausgeführt, wie in den nachfolgenden Zeichnungen besser zu erkennen ist.
Die 2 zeigt eine rückseitige Ansicht einer Solarzelle 1, bei der die fingerartige Struktur der elektrischen Kontakte 9, 10 gut erkannt werden kann. So verlaufen die elektrischen Kontakte 9, 10 wie ineinander greifende Finger (interdigitierend) zu am Rand und in der Mitte der Solarzelle angeordneten Stromsammelschienen, den so genannten Busbars.
So weist die Solarzelle 1 der 2 zwei n-Busbars 12 auf, die jeweils am Rand der Solarzelle 1 angeordnet sind. Mit diesen n-Busbars 12 sind alle elektrischen n-Kontakte 9 der Solarzelle 1 verbunden. In der Mitte der Solarzelle 1 ist ein p-Busbar 13 angeordnet, mit dem die entsprechenden p-Kontakte 10 der Solarzelle 1 verbunden sind. Die Busbars 12, 13 weisen eine Längserstreckungsrichtung L auf, die in der Abbildung der 2 von oben nach unten bzw. unten nach oben verläuft. Dabei haben die Busbars 12, 13 keine streng rechteckförmige Gestalt. Vielmehr weist der p-Busbar 13 eine rautenförmige Gestalt auf, während die n-Busbars 12 an ihren Enden jeweils leicht abgewinkelt ausgestaltet sind. Die Busbars 12, 13 der Solarzelle 1 sind dennoch im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Alternativ können die Busbars auch mit einer anderen länglichen Form, beispielsweise rechteckig, ausgebildet sein.
Die 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zweier Solarzellen 1a, 1b, die miteinander zu einem Solarzellenmodul verschaltet sind. Dabei sind die Solarzellen 1a, 1b – wie in der 2 – von ihrer Rückseite her dargestellt, so dass man die fingerartigen elektrischen n- und p-Kontakte 9, 10 sehen kann. Die n-Busbars 12 einer ersten Solarzelle 1a, die in der 3 rechts dargestellt ist, sind mit dem p-Busbar 13 einer zweiten Solarzelle 1b, die in der 3 links dargestellt ist, mittels einer Verbindungsanordnung 14 miteinander verbunden.
Die Solarzellen 1a, 1b, die mittels der Verbindungsanordnung 14 verbunden sind, können dabei gemäß den 1 und 2 ausgebildet sein. Es sind jedoch auch anders gestaltete Solarzellen durch die Verbindungsanordnung 14 verbindbar. Es ist lediglich erforderlich, dass sowohl der Emitter-Kontakt als auch der Kollektor-Kontakt auf der Rückseite der Solarzelle ausgebildet sind. Die Solarzellen können beispielsweise auch als Emitter-Wrap-Through-Solarzellen ausgebildet sein.
Die Verbindungsanordnung 14 weist eine Form einer zweistieligen Heugabel auf, was durch die Anordnung dreier parallel zueinander ausgerichteter erster Verbindungsabschnitte 141, einem dazu senkrecht angeordneten dritten Verbindungsabschnitt 143 und zweier auf der Seite des dritten Verbindungsabschnitts 143 angeordneter zweiter Verbindungsabschnitte 142, die der Seite gegenüber liegt, auf welcher die ersten Verbindungsabschnitte 141 am dritten Verbindungsabschnitt 143 angeordnet sind, erreicht wird.
Der dritte Verbindungsabschnitt 143 der Verbindungsanordnung 14 ist dabei direkt über einem der n-Busbars der ersten Solarzelle 1a angeordnet und kontaktiert diesen mittels dreier Verbindungspunkte 15. Die ersten Verbindungsabschnitte 141 kontaktieren zudem den zweiten n-Busbar 12, der ersten Solarzelle 1a. Damit sind beide n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a miteinander elektrisch verbunden. Um einen Kurzschluss mit den elektrischen Kontakten 9, 10 bzw. dem p-Busbar 13 zu verhindern, ist die Verbindungsanordnung 14 gegenüber den zuvor genannten Elementen elektrisch isoliert ausgeführt.
Die zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 stehen über Verbindungspunkte 15 mit dem p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1b in Kontakt. Das bedeutet, dass die Verbindungsanordnung 14 die n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a mit dem p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1b elektrisch miteinander verbindet. Damit sind die erste Solarzelle 1a und die zweite Solarzelle 1b miteinander in Serie verschaltet.
Die an der Unterseite der Busbars 12, 13 der zweiten Solarzelle 1b angeordnete Verbindungsanordnung 14 ist entsprechend der Verbindungsanordnung 14 der ersten Solarzelle 1a mit den n-Busbars 12 der zweiten Solarzelle 1b verbunden und dient zum weiteren Verschalten der zweiten Solarzelle 1b mit dem p-Busbar einer weiteren, in der 3 nicht dargestellten Solarzelle.
Die Verbindungsanordnung 14 vermittelt eine elektrische Verbindung der ersten Solarzelle 1a mit der zweiten Solarzelle 1b, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung L der Busbars 12, 13 der beiden Solarzellen 1a, 1b erstreckt.
Statt der in den 2 und 3 dargestellten Anordnung zweier n-Busbars 12 und eines p-Busbars 13 pro Solarzelle 1, 1a, 1b könnten alternativ auch jeweils zwei p-Busbars 13 und nur ein n-Busbar 12 vorgesehen sein.
Die 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Solarzelle 1 mit einer Verbindungsanordnung z. B. gemäß der 3, bei der die dem Licht abgewandte Rückseite R der Solarzelle 1 oben und die dem Licht zugewandte Vorderseite V der Solarzelle 1 unten angeordnet ist. Für bereits eingeführte Elemente werden die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor erläuterten Figuren verwendet.
Auf der Rückseite des Halbleiters 2 sind in der Darstellung der 4 die beiden an den Randseiten der Solarzelle 1 angeordneten n-Busbars 12 sowie der mittig angeordnete p- Busbar 13 zu sehen. Der Schnitt durch die Solarzelle 1 ist dabei an einer Stelle durchgeführt, an der die n-Busbars 12 durch die fingerartigen elektrischen n-Kontakte 9 kontaktiert werden. Die elektrischen n-Kontakte 9 stehen nicht in direktem elektrischen Kontakt mit dem p-Busbar 13, um einen Kurzschluss zu verhindern.
Oberhalb der Busbars 12, 13, das heißt, auf der der Rückseite R zugewandeten Seite des Halbleiters 2, ist eine dielektrische Isolierschicht 16 auf den Busbars 12, 13 und den elektrischen Kontakten 9, 10 aufgebracht, die einen unerwünschten Kontakt zwischen den Busbars 12, 13 und den elektrischen Kontakten 9, 10 mit jenseits der dielektrischen Isolierschicht 16 angeordneten Elementen verhindert. Direkt auf der Isolierschicht 16 befindet sich als rückseitiger Abschluss der Solarzelle 1 das Verbindungselement 14, das durch Löcher 15 in der Isolierschicht 16, die Verbindungspunkte darstellen, in elektrischem Kontakt mit den n-Busbars 12 der Solarzelle 1 steht.
Bei dem in der 4 dargestellten Querschnitt durch die Solarzelle 1 ist dabei der Bereich erfasst, der von dem ersten Verbindungsabschnitt 141 der Verbindungsanordnung 14 eingenommen wird. Bei einem Schnitt durch eine Solarzelle an einer Stelle, an der das Verbindungselement 14 einer benachbarten Solarzelle den p-Busbar 13 der Solarzelle kontaktierte, wäre ein Verbindungspunkt 15 in der dielektrischen Isolierschicht 16 entsprechend derart ausgebildet, dass ein Kontakt zwischen dem Verbindungselement 14 und dem p-Busbar 13 der Solarzelle ermöglicht wäre, nicht jedoch eine elektrische Verbindung zwischen dem n-Busbar 12 und dem Verbindungselement 14.
Die Isolierschicht 16 kann sowohl direkt unter dem Verbindungselement 14 auf der Rückseite R der Solarzelle 1 angeordnet sein als auch Teil des Verbindungselements 14 sein.
Die 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verbindung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul. Dabei werden für bereits eingeführte Elemente wiederum die bekannten Bezugszeichen verwendet. Ein Unterschied zu dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der dritte Verbindungsabschnitt 143 des Verbindungselementes 14 nicht auf einem der n-Busbars 12 der Solarzelle 1a, 1b angeordnet ist, sondern sich in einer Lücke zwischen der ersten Solarzelle 1a und der zweiten Solarzelle 1b befindet. Damit kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt 143 den n-Busbar 12 der ersten Solarzelle 1a nicht mehr direkt, vielmehr kontaktieren die drei parallel zueinander ausgerichteten ersten Verbindungsabschnitte 141 der Verbindungsanordnung 14 beide n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a gleichermaßen über Kontaktpunkte 15. Diese Kontaktpunkte 15 bzw.
Verbindungsbereiche zur punktuellen Kontaktierung sind in den Bereichen ausgebildet, in denen die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit den n-Busbars überlappen. Sie müssen dabei nicht notwendigerweise den gesamten Überlappungsbereich ausfüllen, sondern können lediglich in einem Teilbereich des Überlappungsbereichs zwischen den ersten Verbindungsabschnitten 141 und den n-Busbars 12 ausgebildet sein.
Die Anzahl der Kontaktpunkte 15 entspricht der Anzahl der Verbindungsabschnitte 141, 142, 143, die von dem entsprechenden Verbindungselement 14 kontaktiert werden. Dabei unterscheidet sich die Anzahl der Kontaktpunkte 15 auf den n-Busbars 12 von der Anzahl der Kontaktpunkte auf den p-Busbars, was sich in einer asymmetrischen Ausgestaltung des Verbindungselements 14 widerspiegelt.
Die ersten Verbindungsabschnitte 141 weisen jeweils eine Länge auf, die es ihnen ermöglicht, beide an den Randbereichen der ersten Solarzelle 1a angeordneten n-Busbars 12 zu kontaktieren und gleichzeitig den mittig angeordneten p-Busbar 13 zu überspannen, ohne diesen zu kontaktieren. Hinsichtlich einer hierzu erforderlichen Isolierung zwischen der Verbindungsanordnung 14 und den elektrischen Kontakten 9, 10 sowie dem nicht zu kontaktierenden Busbar 13 der Solarzelle 1a wird auf die Darstellung der 4 verwiesen.
Auch die zweiten Verbindungsabschnitte 142, die ebenso wie die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit dem dritten Verbindungsabschnitt 143 der Verbindungsanordnung 14 verbunden sind, überspannen den nicht zu kontaktierenden n-Busbar 12 der zweiten Solarzelle 1b, um anschließend an Verbindungspunkten 15 den p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1b zu kontaktieren. Die Kontaktpunkte 15 zwischen den beiden parallel zueinander angeordneten zweiten Verbindungselementen 142 und dem p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1b sind dabei äquivalent zu den Verbindungspunkten 15 zwischen den ersten Verbindungsabschnitten 141 und den n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a ausgestaltet.
Die 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Verschaltung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul. Im Unterschied zu den in den 3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen weisen die erste Solarzelle 1a und die zweite Solarzelle 1b der in der 6 dargestellten Anordnung jeweils zwei n-Busbars 12 und zwei p-Busbars 13 auf. Die Verbindungselemente 14 weisen bei diesem Ausführungsbeispiel vier erste Abschnitte 141 und drei zweite Abschnitte 142 sowie einen dritten Abschnitt 143 auf. Dies ist insbesondere der etwas breiteren Ausführung der Solarzellen geschuldet. Ebenso wäre es denkbar, wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen drei erste Verbindungsabschnitte 141 und zwei zweite Verbindungsabschnitte 142 einzusetzen oder eine andere Anzahl an Verbindungsabschnitten vorzusehen.
Die ersten Verbindungsabschnitte 141 kontaktieren die beiden n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a und überspannen dabei kontaktfrei einen der beiden p-Busbars 13 der ersten Solarzelle 1a. Die drei zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 kontaktieren darüber hinaus die beiden p-Busbars 13 der zweiten Solarzelle 1b und überspannen dabei einen der beiden n-Busbars der zweiten Solarzelle 1b kontaktfrei. Die Kontaktierung der ersten bzw. zweiten Verbindungsabschnitte 141, 142 und den entsprechenden Busbars 12, 13 erfolgt punktuell über Kontaktpunkte 15.
Der dritte Verbindungsabschnitt 143, an dessen erster Seite die ersten Verbindungsabschnitte 141 und an dessen zweiter, der ersten gegenüber liegenden Seite die zweiten Verbindungsabschnitte 142 angeordnet sind und der somit die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit den zweiten Verbindungsabschnitten 142 verbindet, ist – wie auch beim Ausführungsbeispiel der 5 – zwischen den beiden Solarzellen 1a und 1b angeordnet. Das heißt, auch in dem Ausführungsbeispiel der 6 kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt 143 einen Busbar 12, 13 einer der beiden Solarzellen 1a, 1b nicht direkt.
Die zweiten Verbindungsabschnitte 142 sind derart am dritten Verbindungsabschnitt 143 angeordnet, dass sie nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten 141 fluchten, sondern vielmehr in einer mittigen Position zwischen zwei ersten Verbindungsabschnitten 141 angeordnet sind. Dadurch können sie in die Lücke, die zwischen zwei ersten Verbindungsabschnitten 141 der Verbindungsanordnung 14 an der zweiten Solarzelle 1b vorliegt, eingeführt werden. Somit kontaktieren die zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 der ersten Solarzelle 1a nicht die ersten Verbindungsabschnitte 141 der Verbindungsanordnung 14 der zweiten Solarzelle 1b, selbst wenn ein solcher Kontakt aufgrund der Längenausdehnung der ersten Verbindungsabschnitte 141 bzw. zweiten Verbindungsabschnitte 142 möglich wäre.
Folglich ist durch die versetzte Anordnung der ersten Verbindungsabschnitte 141 und der zweiten Verbindungsabschnitte 142 am dritten Verbindungsabschnitt 143 eine repetitive Anordnung miteinander verschalteter Solarzellen, die jeweils ein Verbindungselement 14 tragen, möglich. Dies trifft nicht nur für das in der 6 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch für die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung zu.

1: Solarzelle
1a: erste Solarzelle
1b: zweite Solarzelle
2: Halbleiter
3: texturierte Halbleiteroberfläche
4: erste Passivierungsschicht
5: Antireflexionsschicht
6: Diffusionsgebiete hoher p-Dotierung
7: Diffusionsgebiete hoher n-Dotierung
8: zweite Passivierungsschicht
9: elektrischer n-Kontakt
10: elektrischer p-Kontakt
11: Kontaktöffnungen in der zweiten Passivierungsschicht
12: n-Busbar
13: p-Busbar
14: Verbindungsanordnung
141: erster Verbindungsabschnitt
142: zweiter Verbindungsabschnitt
143: dritter Verbindungsabschnitt
15: Kontaktpunkt
16: Isolierschicht
L: Längserstreckungsrichtung der Busbars

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2005/0268959 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Gee et al. („Simplified module assembly using back-contact crystalline-silicon solar cells”, 26th IEEE PVSC, 1997, S. 1085–1088) [0003]
- De Jong et al. („Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted mc-Si cells and conductive adhesives", 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2004, S. 2145–2148) [0004]
- Van Kershaver et al. („Record high performance modules based an screen printed MWT solar cells", 29th IEEE PVSC, 2002, S. 78–81) [0005]

Claims

Solarzellenvorrichtung aufweisend eine Solarzelle (1) mit • einem Halbleiter (2), der mindestens einen p-dotierten Bereich (6) und mindestens einen n-dotierten Bereich (7) aufweist, • auf einer Rückseite (R) der Solarzelle (1) angeordneten elektrischen p-Kontakten (10) und elektrischen n-Kontakten (9), die mit den entsprechend dotierten Bereichen (6, 7) des Halbleiters (2) verbunden sind, und • mindestens einem p-Busbar (13), der mit den elektrischen p-Kontakten (10) verbunden ist, und mindestens einem n-Busbar (12), der mit den elektrischen n-Kontakten (9) verbunden ist, wobei die Busbars (12, 13) jeweils den Strom der elektrischen Kontakte (9, 10) sammeln und eine Längserstreckungsrichtung (L) aufweisen, sowie eine Verbindungsanordnung (14), die zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens eines der Busbars (12, 13) der Solarzelle (1) mit mindestens einem Busbar (13, 12) einer benachbarten Solarzelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars verlaufenden ersten Verbindungsabschnitt (141) aufweist, der an Verbindungsbereichen (15) punktuell mit mindestens einem Busbar (12, 13) verbunden ist.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen zweiten Verbindungsabschnitt (142) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars (12, 13) ausgerichtet ist, und mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der im Wesentlichen parallel zur Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars (12, 13) ausgerichtet ist.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (141) auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist und der der zweite Verbindungsabschnitt (142) auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verbindungsabschnitt (141, 142) derart am dritten Verbindungsabschnitt (143) angeordnet sind, dass sie nicht miteinander fluchten.
Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (142) zur Kontaktierung mindestens eines Busbars (13, 12) einer benachbarten Solarzelle vorgesehen und eingerichtet ist, wobei dieser Busbar (13, 12) eine Polarität aufweist, die der Polarität des durch den ersten Verbindungsabschnitt (141) kontaktierten Busbars (12, 13) entgegengesetzt ist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Solarzelle (1) mindestens drei Busbars (12, 13) aufweist und der erste Verbindungsabschnitt (141) mindestens zwei Busbars (12, 13) gleicher Polarität der Solarzelle (1) miteinander verbindet.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (141) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (142) eine Länge aufweisen, die derart bemessen ist, dass der erste Verbindungsabschnitt (141) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (142) mindestens einen Busbar (12, 13) überspannen, den sie nicht kontaktieren.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht kontaktierte Busbar (12, 13) eine Polarität aufweist, die der Polarität des oder der durch den ersten Verbindungsabschnitt (141) und/oder den zweiten Verbindungsabschnitt (142) kontaktierten Busbars (12, 13) entgegengesetzt ist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) eine sich gerade erstreckende, längliche Form aufweisen.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) aufweist.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) zueinander jeweils äquidistant angeordnet sind.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) n erste Verbindungsabschnitte (141) und n – 1 zweite Verbindungsabschnitte (142) aufweist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anzahl der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung auf dem n-Busbar (12) von der Anzahl der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung auf dem p-Busbar (13) unterscheidet.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) gegenüber dem Halbleiter (2) außerhalb der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung des oder der zu kontaktierenden Busbars (12, 13) elektrisch isoliert ist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) auf einem der Busbars (12, 13) der Solarzelle (1) angeordnet ist.
Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) den Busbar (12, 13), auf dem er angeordnet ist, punktuell kontaktiert.
Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) benachbart eines Randbereichs der Solarzelle (1) angeordnet ist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der elektrischen p-Kontakte (10) und der elektrischen n-Kontakte (9) mit den entsprechenden Halbleiterbereichen (6, 7) durch einen punktförmigen oder einen linienartigen Kontaktbereich realisiert ist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehr als 2 Busbars (12, 13) aufweist.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei p-Busbars (13) und einen n-Busbar (12) oder umgekehrt.
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei p-Busbars (13) und zwei n-Busbars (12).
Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Busbars (12, 13) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Solarzellenmodul bestehend aus mindestens zwei Solarzellenvorrichtungen nach Anspruch 1.
Solarzellenmodul nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeder p-Busbar (13) bzw. n-Busbar (12) einer ersten Solarzelle (1a) mit jedem n-Busbar (12) bzw. p-Busbar (13) einer benachbarten Solarzelle (1b) mittels einer Verbindungsanordnung (14) elektrisch leitfähig verbunden ist.
Solarzellenmodul nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen jeweils im Wesentlichen senkrecht zu den Busbars (12, 13) ausgerichteten ersten und zweiten Verbindungsabschnitt (141, 142) und mindestens einen im Wesentlichen parallel zu den Busbars (12, 13) ausgerichteten dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der zwischen zwei Solarzellen (1a, 1b) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Solarzellen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen ersten und einen zweiten Verbindungsabschnitt (141, 142) aufweist, die parallel zueinander verlaufen, und mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zum ersten und zweiten Verbindungsabschnitt (141, 142) verläuft, wobei der erste Verbindungsabschnitt (141) zur Kontaktierung einer ersten Solarzelle (1a) und der zweite Verbindungsabschnitt (142) zur Kontaktierung einer zweiten Solarzelle (1b), die benachbart zur ersten Solarzelle (1a) angeordnet ist, vorgesehen und eingerichtet sind.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (141) auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist und der der zweite Verbindungsabschnitt (142) auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verbindungsabschnitt (141, 142) derart am dritten Verbindungsabschnitt (143) angeordnet sind, dass sie nicht miteinander fluchten.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Verbindungsabschnitt (141, 142) zur Kontaktierung mindestens eines Busbars (12, 13) der jeweils zu kontaktierenden Solarzelle (1a, 1b) vorgesehen und eingerichtet sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) eine sich gerade erstreckende, längliche Form aufweisen.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) aufweist.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) zueinander jeweils äquidistant angeordnet sind.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) n erste Verbindungsabschnitte (141) und n – 1 zweite Verbindungsabschnitte (142) aufweist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest teilweise eine elektrische Isolierung (16) aufweist.
Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141, 142, 143) in eine Folie integriert sind.