DE102009006962A1

DE102009006962A1 - Photovoltaikmodul

Info

Publication number: DE102009006962A1
Application number: DE102009006962A
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dr. Kuster; Volker Dr. Offermann; Didier Dr. Jousse
Original assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Priority date: 2009-01-31
Filing date: 2009-01-31
Publication date: 2010-08-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Photovoltaikmodul gemäß Figur 1, umfassend den folgenden Verbund: a) eine transparente erste Platte, b) mindestens eine transparente Verbund-Folie zwischen der transparenten ersten Platte und Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3), c) mindestens zwei Stromsammelschienen (4a), (4b), die mit den Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) in Kontakt sind, d) mindestens eine transparente Verbund-Folie zwischen einer transparenten zweiten Platte und den Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) und e) die transparente zweite Platte. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung eines Photovoltaikmoduls.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen teiltransparenten Verbund zur direkten Umwandlung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht. Durch eine spezielle Anordnung und Verschaltung von Dünnschichtsolarzellen wird eine maximale elektrische Ausgangsleistung bei einer gleichzeitigen Transparenz des Verbunds erzielt.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung eines neuen teiltransparenten Verbunds zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.
Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines neuen teiltransparenten Verbunds zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie in der Bau-, Architektur- oder Fahrzeugverglasung.
Photovoltaikmodule werden zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie auf Freiflächen, auf Gebäuden, in Gebäudefassaden sowie vereinzelt auch in Kraftfahrzeugen genutzt. „Photovoltaikmodul” bezeichnet allgemein eine Verschaltung von Einzelsolarzellen, welche zumeist zum Schutz vor Witterungseinflüssen verkapselt sind. Teiltransparente Photovoltaikmodule werden in der Gebäude- oder Kraftfahrzeugverglasung eingesetzt, wenn im Innenraum Tageslicht benötigt wird. Hauptnachteil von teiltransparenten Modulen ist der Verlust an photoelektrisch aktiver Fläche und damit eine Verringerung des elektrischen Modul-Wirkungsgrades. Photovoltaikmodule mit einer Teiltransparenz sind aus der US 2008/0257403 A1 bekannt.
Aufgrund erwarteter verminderter Produktionskosten werden zunehmend Dünnschicht-Photovoltaikmodule in den Markt eingeführt. Eine Teiltransparenz kann durch gezielte Laser-Ablation der Solarzellenschichten von dem Trägersubstrat erzeugt werden. Ein entsprechendes Produkt und Verfahren ist in der US 4,795,500 A offenbart.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen neuen teiltransparenten Verbund zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie herzustellen, der die Nachteile des Standes der Technik behebt und in geeigneter Art und Weise die kostengünstigen Produktionsprozesse der Dünnschicht-Photovoltaik mit einem hybriden Aufbau kombiniert, um eine Teiltransparenz zu erzielen. Die Erfindung hat die weitere Aufgabe eine größere Variationsbreite bei der Abstimmung von absorbierenden zu transparenten Bereichen bereitzustellen. Des Weiteren soll das Photovoltaik-Modul Transparenz-Verluste durch elektrische Kontakte innerhalb der nutzbaren Fläche minimieren.
Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines neuen teiltransparenten Verbunds zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie zur Verfügung zu stellen, der die Nachteile des Standes der Technik behebt und in einfacher und sehr gut reproduzierbarer Weise in hohen Stückzahlen einen neuen teiltransparenten Verbund zur direkten Umwandlung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht liefert.
Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung die neue Verwendung eines neuen teiltransparenten Verbunds zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie und gleichzeitiger Tageslichttransparenz für Innenraumausleuchtung von Gebäuden und Kraftfahrzeugen.
Das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul umfasst den folgenden Verbund:

a) eine transparente erste Platte (1),
b) mindestens eine transparente Verbund-Folie (2) auf der transparenten ersten Platte (1),
c) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) auf der transparenten Verbund-Folie (2),
d) mindestens zwei Stromsammelschienen (4a), (4b), die mit den Streifen von Dünnschichtsolarzellen (3) in Kontakt sind,
e) mindestens eine transparente Verbund-Folie (5) auf den Streifen von Dünnschichtsolarzellen (3) und
f) eine transparente zweite Platte (6) auf der transparenten Verbund-Folie (5).

Im Folgenden wird der neue teiltransparente Verbund als „erfindungsgemäßes Photovoltaikmodul” bezeichnet.
Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls gefunden, bei dem

I) eine transparente Verbund-Folie (5) auf eine transparente erste Platte (6) aufgelegt wird,
II) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) auf eine transparente Verbund-Folie (5) angeordnet und thermisch fixiert werden,
III) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) an den Enden mit Stromsammelschienen (4a), (4b) elektrisch kontaktiert werden,
IV) eine zweite transparente Verbund-Folie (2) auf die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) aufgelegt wird,
V) eine transparente Platte (1) auf die transparente Verbund-Folie (2) aufgelegt wird und
VI) die Teile aus I bis V zu einem Laminat verbunden werden.

Im Folgenden wird das neue Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls als „erfindungsgemäßes Verfahren” bezeichnet.
Nicht zuletzt wurden die neuen Verwendungen des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls und mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Moduls in der Architektur- und Fahrzeugverglasung gefunden.
Es ist überraschend, dass das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern dass ein hybrider Aufbau eines teiltransparenten Photovoltaikmoduls mit Dünnschichtsolarzellen möglich ist. Die große Variationsbreite zur Einstellung von unterschiedlichen transparenten zu absorbierenden Bereichen im Photovoltaikmodul war ebenfalls überraschend. Die Anordnung der notwendigen Stromsammelschienen weisen die Nachteile des Standes der Technik nicht länger auf und führen nicht zu einer zusätzlichen Verschattung der nutzbaren Modulfläche.
Außerdem ist es überraschend, dass das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr länger aufweist, sondern in einfacher und sehr gut reproduzierbarer Weise das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul liefert.
Nicht zuletzt ist es überraschend, dass das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul hervorragend für den Einsatz in der Architektur- und Kraftfahrzeugverglasung geeignet ist. Dabei kann das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul zur gleichzeitigen Bereitstellung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht und Tageslichtbeleuchtung im Gebäude oder Fahrzeug genutzt werden.
Das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul ist aus Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle aufgebaut, die zwischen zwei transparenten Verbund-Folien und einer transparenten Vorder- und Rückseiten-Platte eingekapselt sind. Die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle sind an den Enden über mindestens zwei Stromsammelschienen elektrisch parallel verschaltet. In Abhängigkeit der Anforderungen an die Transparenz des Moduls ist der Abstand der Dünnschichtsolarzellenstreifen gering (hoher elektrischer Modul-Wirkungsgrad bei geringer Transparenz) oder sehr groß (verminderter elektrischer Modul-Wirkungsgrad bei hoher Transparenz). Die Stromsammelschienen verlaufen am Modulrand. Im Folgenden werden die „Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle” als „Streifen” bezeichnet
Der Abstand der Streifen und die Breite der Streifen resultiert in einer mittleren Transparenz über die Fläche.
Die Streifen haben eine Breite von 1 mm bis 200 mm und bevorzugt von 5 mm bis 50 mm. Die Streifenlänge wird durch die Modulabmessungen abzüglich eines typischen Abstands von 10 mm beidseitig zum Rand begrenzt. Der Abstand zwischen den einzelnen Streifen beträgt annährend 0.0 mm bis 2000 mm, bevorzugt 1 mm bis 400 mm und insbesondere 5 mm bis 200 mm. Durch den Abstand und die Breite der Streifen kann der geforderte Bereich an einer mittleren Transparenz eingestellt werden.
Über die gegebene Streifenbreite wird der elektrische Strom pro Streifen mit bestimmt. Zur Erhöhung des Stromwertes werden mindestens zwei Streifen über die Stromsammelschienen parallel geschaltet.
Findet auf dem Photovoltaikmodul, über beispielsweise bauliche Randbedingungen eine Teilverschattung statt, können die Streifen gruppiert parallel geschaltet werden und jeweils separat aus dem Photovoltaikmodul herausgeführt werden.
Neben dem Wirkungsgrad und der Transparenz sind die elektrischen Spannungen und Ströme im Arbeitspunkt maximaler elektrischer Leistung für ein Photovoltaikmodul bedeutsam. Die Spannung wird im erfindungsgemäßen Modul über die Anzahl der Solarzellen in Reihenschaltung eines Streifens festgelegt. Mindestens eine Solarzelle oder eine Mehrzahl von Solarzellen in Reihe ergeben eine Leerlaufspannung von 0,3 V bis 1000 V, bevorzugt von 0,5 V bis 100 V. Die Reihenschaltung kann monolithisch integriert oder hybrid aufgebaut sein.
„Monolithisch integriert” bedeutet hier, dass die Verschaltung in Dünnschichttechnologie ausgeführt ist, ohne weitere elektrische Kontaktierungen wie beispielsweise Lötkontakte. „Hybrid” bedeutet im Gegensatz, dass vorzugsweise Einzel- oder monolithisch integrierte Solarzellen mit Klebe- oder Lötverbindungen zu Solarzellenstreifen verbunden sind.
Die Streifen sind bevorzugt über die komplette Modulbreite ausgedehnt. Die Enden der Streifen werden über Stromsammelschienen bevorzugt am Modulrand kontaktiert.
Die Streifen verlaufen bevorzugt horizontal. Die Stromsammelschienen laufen bevorzugt vertikal im Modulrand. Alternativ hierzu können die Streifen auch vertikal laufen oder in allen Winkel verlaufen, um besondere konstruktive oder bauliche Randbedingungen aufzugreifen.
Unterschiedlich transparente Bereiche des erfindungsgemäßen Moduls werden durch eine Gruppierung mit jeweils gleichem Abstand und Breite der Solarzellenstreifen erzielt. Dadurch können unterschiedliche Einstrahlungsbedingungen und Anforderungen an die Innenraumbeleuchtung berücksichtigt werden. Bei stark unterschiedlichen Einstrahlungsbedingungen sind unabhängige Parallelschaltungen mit mehr als zwei Stromsammelschienen verschaltet.
Dünnschichtsolarzellen sind aus dünnen Schichten im Bereich einiger 10 nm bis einige 10 μm Schichtdicke aufgebaut. Die photoaktiven Schichten beinhalten Halbleiter und Verbindungshalbleiter, die transparenten Elektroden transparente leitfähige Oxide oder Metallschichten. Photoaktive Schichten bestehen beispielsweise aus Silizium mit einer amorphen bis einkristallinen Struktur, aus dem Verbindungshalbleiter Cadmium-Tellurid oder insbesondere aus Verbindungen von Kupfer, Indium, Gallium, Selen oder Schwefel. Farbstoffsensibilisierte und organische Solarzellen bilden eine weitere Gruppe und werden ebenfalls in der Dünnschichtphotovoltaik eingesetzt. Durch Kombination von unterschiedlichen Halbleitern, insbesondere im Stapelaufbau, kann der elektrische Wirkungsgrad erhöht werden. Die photoaktiven Schichten und die Elektrodenschichten von Dünnschichtsolarzellen besitzen aufgrund ihrer geringen Schichtdicken keine ausreichende mechanische Stabilität. Sie werden bevorzugt auf kostengünstigen „Fremdsubstraten” abgeschieden, die vornehmlich als mechanisch stabiler Träger dienen. Sind die Fremdsubstrate ganz oder teilweise elektrisch leitfähig, kann der elektrische Kontakt ganz oder teilweise über das Fremdsubstrat erfolgen.
Fremdsubstrate bestehen bevorzugt aus Metallen (Legierungen unter anderem aus Molybdän, Titan, Nickel, Chrom, Eisen) oder der Gruppe temperaturenstabiler Kunststoffe (Kapton^®, Polyimde wie beispielsweise Upilex^®) mit einer Schichtdicke von 1 μm bis 1000 μm, bevorzugt von 5 μm bis 500 μm und insbesondere 10 μm bis 200 μm. Insbesondere enthalten Fremdsubstrate Kalk-Natron-Glas mit einer Dicke von 0,5 mm bis 4 mm, bevorzugt von 0,8 mm bis 3,5 mm und insbesondere 0,9 mm bis 1,5 mm.
Dünnschichtsolarzellen auf dünnen Fremdsubstraten besitzen den Vorteil, dass diese, auch in zwei oder dreidimensional gekrümmten Platten oder Folien leicht eingekapselt werden können. Dünnschichtsolarzellen auf leitfähigen Fremdsubstratfolien können vereinfacht durch Überlappung von Vorder- und Rückseite hybrid in Reihe geschaltet werden.
Zur Verkapselung wird sonnenseitig eine transparente Abdeckung, insbesondere ein hochtransparentes Float- oder Gussglas verwendet. Hochtransparent beinhaltet, dass das Glas eine energetische Lichttransmission nach ISO9050 von bevorzugt > 80% und insbesondere > 90% aufweist.
Verbund-Folien sind Polymerfolien, bevorzugt aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder Poly-Vinyl-Butyral (PVB) beziehungsweise deren Copolymere oder Block-Copolymere.
Wird ein Photovoltaikmodul zur Gebäude- oder Kraftfahrzeugverglasung genutzt, liegt oftmals ein zur Lichteinkopplung ungünstiger Einstrahlungswinkel vor. Eine geeignete Glastextur, wie im Patent DE 102005027799 B4 offenbart, kann diese Verluste reduzieren.
Zur homogenen Abdeckung der Stromsammelschienen ist die Vorder- oder Rückseiten-Platte im Modulrandbereich mit einer opaken Abdeckung beschichtet, die bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht ist.
Die maximalen Abmessungen des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls ergeben sich aus den maximalen Abmessungen der Glasindustrie von 3,21 m × 6,00 m. Bevorzugt besitzen die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module eine Breite oder Länge von 0,1 m bis 6 m auf, bevorzugt von 0,2 m bis 3 m.
Ein Photovoltaikmodul kann auf unterschiedliche Art und Weise hergestellt werden. Verfahren zur Reihenverschaltung von Einzelzellen erfolgen durch Löten sowie Verbundprozesse zur Verkapselung der Schaltung mit EVA oder PVB als Glas/Glas oder Glas/Tedlar^® Verbund.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul anhand der 1 bis 3 näher beschrieben.
1 zeigt eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls.
2 zeigt einen Querschnitt A-A des erfindungsgemäßen Photovoltaikmoduls.
Ein Ausführungsbeispiel ist in 3 aufgeführt.
Das erfindungsgemäße Photovoltaikmodul ist aus Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) aufgebaut, die zwischen zwei transparenten Polymerfolien (2), (5) und einer transparenten Vorder- und Rückseiten-Platte (1), (6) aufgebracht. Die Streifen sind bevorzugt an den Enden über Stromsammelschienen (4a), (4b) elektrisch parallel verschaltet. In Abhängigkeit der Anforderungen an die Transparenz des Moduls ist der Abstand (d) der Dünnschichtsolarzellenstreifen (3) gering (hoher elektrischer Wirkungsgrad) oder sehr groß (hohe Transparenz). Die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) sind sonnenseitig mit einer Vorderseiten-Platte (1), einer transparenten Folie (2) und innenraumseitig mit einem Rückseiten-Platte (6) und einer zweiten Verbundfolie (5) eingekapselt. Die Stromsammelschienen (4a), (4b) verlaufen am Modulrand.
Der Abstand (d) der Streifen (3) und die Breite (w) der Streifen (3) resultiert in einer mittleren Transparenz über die Fläche.
Über die gegebene Streifenbreite (w) wird der elektrische Strom pro Streifen (3) mit bestimmt. Zur Erhöhung des Stromwertes werden mindestens zwei Streifen (3) über die Stromsammelschienen (4a), (4b) parallel geschaltet.
Bei erfindungsgemäßen Verfahren wird eine transparente Verbund-Folie (5) auf einem Montagetisch auf eine transparente Platte (6) aufgelegt. Die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) werden auf der transparenten Verbund-Folie (5) angeordnet und thermisch fixiert. Die Anordnung erfolgt unter besonderer Berücksichtigung der Streifenbreite (w), des Streifenabstandes (d), der Orientierung und dem Abstand zum Modulrand. An den Streifen-Enden der Dünnschichtsolarzellen werden die Stromsammelschienen (4a), (4b) aufgelegt. Die Stromsammelschienen und Solarzellen werden vor oder während dem Verbundprozess dauerhaft elektrisch kontaktiert. Auf die Schaltung werden anschließend die zweite transparente Verbund-Folie (2) sowie die zweite transparente Platte (1) aufgelegt. Der komplette Stapel wird in einem Vakuum-Laminationsgerät zu einem Laminat verbunden. Dieser Verfahrensschritt ist unter der Verwendung von vorzugsweise PVB oder EVA bekannt.
Im Verfahren ist die erste transparente Platte Vorderseiten- oder Rückseiten-Platte und die zweite transparente Platte Vorderseiten- oder Rückseiten-Platte.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Verfahrensschritte zur Anordnung und Kontaktierung der Zellen, Reihenverschaltung und Verkapselung von der Art der verwendeten Dünnschichtsolarzellen abhängig.
Sind die Solarzellen auf leitfähigen Fremdsubstraten abgeschieden, können diese durch Überlappung von Vorderseiten- und Rückseitenkontakt der Einzelsolarzelle elektrisch kontaktiert werden. Es können Einzelzellen oder eine Anzahl von monolithisch integrierten Einzelzellen in Reihe kontaktiert werden. Die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) werden vorab, beim Anordnen oder vorzugsweise im späteren Verbundprozess dauerhaft elektrisch zu einer Reihenschaltung kontaktiert. Vorzugsweise werden elektrisch leitfähige Kleber oder Lote eingesetzt.
In der Hybridstruktur mit Dünnschichtsolarzellen auf Fremdsubstraten, Stromsammelschienen und Verbund-Folien können Inhomogenitäten wie beispielsweise Blasen und Delaminationen durch den Laminationsprozess auftreten. Es wird ein Autoklav-Prozess unter Druck und Wärme durchgeführt, um diese Inhomogenitäten zu minimieren.
Über den Modulrand oder über ein bis mehrere Bohrungen in der Rückseitenscheibe (6) werden elektrische Kontakte aus dem Photovoltaikmodul nach außen geführt. Die Kontaktstellen werden beispielsweise über eine aufgesetzte Kontaktdose vor Witterungseinflüssen geschützt.
Die resultierenden erfindungsgemäßen Photovoltaikmodule weisen gute anwendungstechnische Eigenschaftsprofile auf, sodass sie in vielfältiger Weise verwendet werden können. Bevorzugt werden sie in Kraftfahrzeugen zu Lande und zu Wasser eingesetzt. Neben der direkten Umwandlung von elektrischer Energie aus Sonnenlicht kann zusätzlich eine ganz oder teilweise Beleuchtung des Innenraumes des Hauses erfolgen. Die Abmessungen und mögliche zwei bis dreidimensionalen Krümmungen der Platten können den konstruktiven Erfordernissen, bevorzugt des Fahrzeugbaus, angepasst werden.
Besonders bevorzugt werden die Photovoltaikmodule in der Architekturverglasung als Fassaden oder Dachelemente eingesetzt. Aufgrund der möglichen Variation von transparenten zu absorbierenden Bereichen kann der Lichteinfall beispielsweise zur Verschattung im Decken- und Bodenbereich und vollem Lichteinfall im Fensterbereich in einem Fassadenelement angepasst werden.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Photovoltaik-Modul an einem Ausführungs-Beispiel erläutert:
Modulabmessungen für Architekturverglasung:

• 1,20 m breit und 180 m hoch.

Streifen aus Dünnschichtsolarzellen (3), monolithisch integrierte Reihenschaltung von mehreren Solarzellen auf einem Fremdsubstrat:

• 0,1 m breit und 1,18 m lang, Fremdsubstrat aus 30 μm dickem Polyimid-Kunststoff,
• Solarzelle beinhaltend Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid mit einer Fläche von 10 mm Breite und 98 mm Länge,
• Leerlaufspannung Uoc = 0,6 V einer Einzelzelle,
• Uoc des kompletten Streifens = 118 Zellen × 0,6 V = 70 V
• Kurzschlussstrom Isc und Füllfaktor: Isc ist abhängig von der nutzbaren Fläche 9,8 mm × 97,4 mm einer Solarzelle und den Einstrahlungsbedingungen:
I) maximal Isc = 0,29 A, FF = 65% bei 100 mW/cm²,
II) normal Isc = 0,23 A, FF = 60% bei 80 mW/cm²,
III) verschattet zur Mittagszeit Isc = 0,1 A, FF = 50% bei 30 mW/cm²,

Fassadenelement unterteilt in drei Bereiche (A), (B), (C) wie in 3 dargestellt:

• Bodenbereich (A): 63 cm hoch (6 Streifen, Abstand (d) der Streifen 5 mm, relative Transparenz = 5%), Einstrahlung von 80 mW/cm² zur Mittagszeit,
• Fensterbereich (B): 69 cm hoch (keine Streifen, relative Transparenz = 100%), Verschattung des Sonnenlichts durch Bebauung,
• Deckenbereich (C): 48 cm hoch (4 Streifen, Abstand (d) der Streifen 20 mm, relative Transparenz = 20%) – Verminderte Einstrahlung zur Mittagszeit mit 30 mW/cm² durch bauliche Verschattung.

Leistungsabgabe P der drei Bereiche zur Mittagszeit:

• Bodenbereich (A): Usc: 70 V Isc: 6 × 0,23 A FF: 60% P = 1,38 A × 70 V × 0,6 = 58 W,
• Fensterbereich (B): Keine Solarzellenstreifen,
• Deckenbereich (C): Usc: 70 V Isc: 4 × 0,1 A FF: 50% P = 0,4 A × 70 V × 0,5 = 14 W.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 2008/0257403 A1 [0004]
- US 4795500 A [0005]
- DE 102005027799 B4 [0032]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO9050 [0030]

Claims

Photovoltaikmodul, umfassend den folgenden Verbund: a) eine transparente erste Platte (1), b) mindestens eine transparente Verbund-Folie (2) auf der transparenten ersten Platte (1), c) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) auf der transparenten Verbund-Folie (2), d) mindestens zwei Stromsammelschienen (4a), (4b), die mit den Streifen von Dünnschichtsolarzellen (3) in Kontakt sind, e) mindestens eine transparente Verbund-Folie (5) auf den Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) und f) eine transparente zweite Platte (6) auf der transparenten Verbund-Folie (5).
Photovoltaikmodul nach Anspruch 1, wobei die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) eine minimale Breite (w) von 1 mm bis 200 mm, bevorzugt von 5 mm bis 50 mm aufweisen.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zwischen den Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) ein Abstand (d) von 0.0 mm bis 2000 mm und bevorzugt ein Abstand (d) von 1 mm bis 400 mm und insbesondere ein Abstand von 5 mm bis 200 mm ist.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Stromsammelschienen (4a), (4b) im Modulrandbereich angeordnet sind.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) in Reihenverschaltung oder Einzelzellen eine Leerlauf-Spannung unter Standardbedingungen von 0,3 V bis 1000 V, bevorzugt 0,5 V bis 100 V aufweisen.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) unter einem Winkel von 0° bis 90° bezogen auf die Horizontale angeordnet sind, bevorzugt aber horizontal.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) mit Abständen (d) über die Modulfläche angeordnet sind, bevorzugt gruppiert.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) auf Fremdsubstraten, enthaltend mindestens Materialen wie Gläser, Metalle oder Kunststoffen, abgeschieden sind.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Fremdsubstrate eine Schichtdicke von 1 μm bis 4000 μm, bevorzugt 5 μm bis 500 μm und insbesondere 10 μm bis 200 μm aufweisen.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die transparente Vorderseiten-Platte (1) und/oder Rückseiten-Platte (6) eine Textur hat.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die transparente Vorderseiten-Platte (1) aus Glas besteht und eine Energie-Transmission von > 80%, bevorzugt > 90% hat.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die transparente Rückseiten-Platte (6) eine nicht transparente, ganze oder teilweise Abdeckung im Bereich der Stromsammelschienen (4a), (4b) hat.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Modul eine Breite von 0,1 m bis 6 m, bevorzugt von 0,2 m bis 3 m besitzt.
Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Modul eine zwei- oder dreidimensionale Krümmung aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls, wobei I) eine transparente Verbund-Folie (5) auf eine transparente erste Platte (6) aufgelegt wird, II) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) auf die transparente Verbund-Folie (5) angeordnet und thermisch fixiert werden, III) Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) an den Enden mit Stromsammelschienen (4a), (4b) elektrisch kontaktiert werden, IV) eine zweite transparente Verbund-Folie (2) auf die Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) aufgelegt wird, V) eine transparente Platte (1) auf die transparente Verbund-Folie (2) aufgelegt wird und VI) die Teile aus I bis V zu einem Laminat verbunden werden.
Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls nach Anspruch 15, wobei die erste transparente Platte Vorder- oder Rückseiten-Platte und die zweite transparente Platte Vorder- oder Rückseiten-Platte ist.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16 wobei das Laminat in einem Vakuumlaminationsgerät und/oder Autoklav verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 15 bis 17 wobei Einzelsolarzellen, Streifen von mindestens einer Dünnschichtsolarzelle (3) und die Stromsammelschienen (4a), (4b) vor oder während des Laminationsprozesses elektrisch kontaktiert werden.
Verwendung des Photovoltaikmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in der Bau-, Architektur- oder Fahrzeugverglasung.