DE102009059300A1

DE102009059300A1 - Photovoltaikzellen-Transport- und Regenerationsbehälter

Info

Publication number: DE102009059300A1
Application number: DE102009059300A
Authority: DE
Inventors: Martin 09322 Kutzer
Original assignee: SolarWorld Innovations GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: DE102009059300B4; DE102009059300A8

Abstract

Ein Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) weist auf eine Elektrode (110) zum Bereitstellen elektrischer Spannung; und einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104), eingerichtet zum Aufnehmen einer Mehrzahl von miteinander elektrisch gekoppelten Photovoltaikzellen (106), wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) derart relativ zu der Elektrode (110) angeordnet ist, dass eine in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) aufgenommene Photovoltaikzelle (106) der Mehrzahl von Photovoltaikzellen (106) mit der Elektrode (110) elektrisch gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter.
Eine Photovoltaikzelle, beispielsweise eine Solarzelle, dient üblicherweise dazu, Licht in elektrische Energie umzuwandeln. Oftmals wird monokristallines oder polykristallines Silizium als Substratmaterial für eine Photovoltaikzelle eingesetzt.
Von Bedeutung für eine Photovoltaikzelle ist beispielsweise ihr Wirkungsgrad, wobei der Wirkungsgrad oftmals schon zu Beginn des Betriebs unter Arbeitsbeginn erheblich abnimmt, beispielsweise bis um 3% absolut.
Beispielsweise für eine Silizium-Solarzelle ist es durch einen sogenannten Regenerationsprozess möglich, den Wirkungsgrad nach erfolgter Abnahme wieder zu erhöhen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter bereitgestellt, der aufweist eine Elektrode zum Bereitstellen elektrischer Spannung, sowie einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich, eingerichtet zum Aufnehmen einer Mehrzahl von miteinander elektrisch gekoppelten Photovoltaikzellen, wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich derart relativ zu der Elektrode angeordnet ist, dass eine in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich aufgenommene Photovoltaikzelle der Mehrzahl von Photovoltaikzellen mit der Elektrode elektrisch gekoppelt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
3 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter mit einer Rahmenstruktur gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel;
4 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter mit einer Rahmenstruktur mit darin eingelegten Photovoltaikzellen gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel;
5 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel;
6 einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel;
7 ein Prozessdiagramm, in dem ein Prozess zum Herstellen von Photovoltaikzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist;
8 eine Darstellung eines In-line-Regenerationsprozesses unter Verwendung eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel;
9 eine Vorrichtung zum Durchführen eines Batch-Regenerationsprozesses unter Verwendung eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
10 ein Zustandsdiagramm, in dem verschiedene Zustände einer Photovoltaikzelle gemäß einen Ausführungsbeispiel dargestellt sind.
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
1 zeigt einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Eine Photovoltaikzelle, beispielsweise eine Solarzelle, ist eingerichtet zum Umwandeln von Licht in elektrische Energie. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Photovoltaikzelle ein Halbleitersubstrat auf, welches p-dotiert oder n-dotiert sein kann. Weiterhin weist die Photovoltaikzelle einen Bereich entgegengesetzter Dotierung auf (oftmals auch als Emitter bezeichnet), womit ein pn-Übergang oder ein np-Übergang gebildet wird.
Wenn die Photovoltaikzelle mit Licht beleuchtet wird, dann werden elektrische Ladungsträger erzeugt, die durch das durch den pn-Übergang oder den np-Übergang gebildete Potentialgefälle räumlich voneinander getrennt werden. Die räumlich getrennten elektrischen Ladungsträger können zu einer Oberfläche der Photovoltaikzelle diffundieren und beispielsweise mittels eines oder mehrerer dort ausgebildeter elektrisch leitfähiger Kontakte, beispielsweise Metallkontakte (beispielsweise aus Silber oder Aluminium), einem externen Stromkreis zugeführt werden.
Das Halbleitersubstrat ist gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einkristallines Silizium oder multikristallines Silizium (auch bezeichnet als polykristallines Silizium).
Das Halbleitersubstrat (im Folgenden auch bezeichnet als Wafer) weist beispielsweise eine Dicke auf in einem Bereich von 100 μm bis 500 μm, beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von 200 μm bis 300 μm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Halbleitersubstrat dotiert, beispielsweise ist das Halbleitersubstrat (z. B. der Siliziumwafer) p-dotiert, beispielsweise mit einem Element der III. Hauptgruppe des Periodensystems, beispielsweise mit Bor.
Aufgrund der guten Löslichkeit von Bor in der Schmelze des Siliziums während der Waferherstellung, beispielsweise mittels des sogenannten Czochralski-Verfahrens (Cz-Verfahren) (es ist darauf hinzuweisen, dass alternativ auch andere geeignete Herstellungsverfahren eingesetzt werden können, beispielsweise das sogenannte Float-Zone-Verfahren (FZ-Verfahren), ergibt sich bei diesem Dotierprozess ein weitgehend homogen mit Bor dotierter Siliziumkristall.
In der Siliziumschmelze ist bei dem Cz-Verfahren in verschiedenen Ausführungsbeispielen auch Sauerstoff gelöst, der ebenfalls in den Siliziumkristall eingebaut wird.
Wird beispielsweise eine mittels des Cz-Verfahrens hergestellte Photovoltaikzelle beleuchtet und/oder wird an sie eine externe elektrische Spannung angelegt, so werden in ihr Überschussminoritätsladungsträger erzeugt und es fliegt in ihr ein elektrischer Strom. Dabei bilden sich Komplexe aus Bor und Sauerstoff als Defekte, die als elektrisch aktive Störstellen wirken und die elektrischen Eigenschaften der Photovoltaikzelle negativ beeinflussen können.
Die Defekte verringern die Materialqualität des Cz-Siliziumsubstrats während der ersten Betriebsstunden der Photovoltaikzelle und der Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle sinkt, bis er bei einem bestimmten Wert in die Sättigung geht. Dies wird auch als ”ladungsträgerinduzierte Degradation” bezeichnet.
Bei einer Bor-Konzentration von etwa 1·10¹⁶ cm^–3 und einer Sauerstoff-Konzentration in Cz-Silizium in einem Bereich von 5·10¹⁷ cm^–3 bis 10·10¹⁷ cm^–3, wie gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, degradiert der Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle beispielsweise unter Betriebsbedingungen innerhalb weniger Stunden um bis zu 3% absolut. Bereits ein bei einer Photovoltaikzelle aus Cz-Silizium beobachteter Verlust von 1% absolut stellt bei einem Wirkungsgrad von 16,5%, wie er für eine industriell hergestellte Photovoltaikzelle auf Basis von Cz-Silizium vor der Degradation typisch ist, einen Verlust von mehr als 6% relativ dar. Es hat sich gezeigt, dass die Degradation und damit der Verlust des Wirkungsgrads während des anfänglichen Betriebs der Photovoltaikzelle umso größer ist, je höher die Bor-Konzentration und/oder die Sauerstoff-Konzentration in dem Silizium ist.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Siliziumwafer in alternativen Ausführungsbeispielen aus multikristallinem (beispielsweise mit Bor-dotiertem und Sauerstoff aufweisendem) Silizium sein kann. Alternativ kann das Halbleitersubstrat auch Siliziumschichten (beispielsweise aufweisend Bor und Sauerstoff) aufweisen, die aus der gasförmigen Phase oder der flüssigen Phase auf einem Träger abgeschieden worden sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das Silizium beispielsweise mit Bor dotiert mit einer Bor-Konzentration in einem Bereich von ungefähr 1·10¹⁶ cm^–3 bis ungefähr 3·10¹⁶ cm^–3. In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Silizium ferner beispielsweise eine Sauerstoff-Konzentration auf in einem Bereich von ungefähr 5·10¹⁶ cm^–3 bis ungefähr 3·10¹⁸ cm^–3.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist eine Photovoltaikzelle an einer Hauptprozessierungsoberfläche des Halbleitersubstrats (z. B. Siliziumsubstrats) einen Emitter auf, beispielsweise einen Bereich, der eine zu dem Halbleitertyp des Halbleitersubstrats entgegengesetzte Leitfähigkeit aufweist. In dem Beispiel eines Bor-dotierten Siliziumsubstrats (ein p-Typ-Halbleiter) ist der Emitter beispielsweise ein n-dotierter Bereich, der beispielsweise mittels eines oberflächlichen Eindiffundierens eines n-Typ-Dotierstoffs (beispielsweise Phosphor), in das Halbleitersubstrat.
Eine solche Diffusion wird beispielsweise bei einer Temperatur oberhalb von 800°C durchgeführt. In alternativen Ausführungsbeispielen wird ein anderes Verfahren eingesetzt, mit dem eine n-dotierte Schicht erzeugt wird, beispielsweise mittels einer Abscheidung an der Substratoberfläche aus einer gasförmigen Phase oder einer flüssigen Phase.
Ferner kann die Photovoltaikzelle derart aufgebaut sein, dass die Emitterschicht die Substratoberfläche nicht vollständig bedeckt. Es ist ausreichend, dass lediglich ein oder mehrere Teilbereiche der Substratoberfläche an der Vorderseite und/oder der Rückseite des Halbleitersubstrats von der n-dotierten Schicht bedeckt ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das mit Bor dotierte Siliziumsubstrat ein n-Typ-Halbleiter sein, wenn es beispielsweise mit einem n-Typ-Dotierstoff (wie beispielsweise Phosphor) überkompensiert ist. In diesem Fall ist der Emitter ein p-dotierter Bereich und kann beispielsweise durch Eindiffundieren oder Einlegieren von Bor oder Aluminium erzeugt werden. Auch der Fall, in dem der Emitter und das Halbleitersubstrat von dem gleichen Halbleitertyp ist, ist in einem alternativen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Dies ist beispielsweise realisiert, wenn die beiden Bereiche stark unterschiedliche Bandstrukturen aufweisen, so dass sich an ihrer Schnittstelle eine Bandverbiegung einstellt, die das gewünschte Potentialgefälle bewirkt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird das Erzeugen von Überschussminoritätsladungsträgern in dem Siliziumsubstrat während eines im Folgenden noch näher erläuterten Stabilisierungsprozesses durchgeführt, in dem Elektronen als Minoritätsladungsträger in einem p-Typ-Siliziumsubstrat zur Verfügung stehen, wobei zusätzlich zu der Gleichgewichtsladungsträgerkonzentration, Überschussminoritätsladungsträger durch Bewirken eines durch die Photovoltaikzelle fließenden Stroms durch Anlegen einer externen elektrischen Spannung erzeugt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird der Strom durch die Photovoltaikzelle für eine vorgebbare Behandlungsdauer getrieben, während derer die Temperatur des Halbleitersubstrats innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs liegt, beispielsweise innerhalb eines Temperaturbereichs mit einer Temperaturuntergrenze von ungefähr 50°C und einer Temperaturobergrenze von ungefähr 230°C. Es hat sich gezeigt, dass mit zunehmender Behandlungsdauer ein Wirkungsgrad-stabilisierender Effekt sukzessive zunimmt. Anders ausgedrückt hat sich gezeigt, dass, je länger die Behandlungsdauer gewählt ist, desto höher der erzielte Wirkungsgrad ist, bei dem die Photovoltaikzelle in einem anschließenden Betrieb stabil bleibt.
10 zeigt ein Zustandsdiagramm 1000, in dem ein Modell verschiedener Zustände einer Photovoltaikzelle gemäß einen Ausführungsbeispiel dargestellt ist und anhand dessen der in dem im Folgenden näher beschriebenen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen durchgeführte Solarzellen-Regenerationsprozess erläutert wird.
Das Modell zum Erläutern des Regenerationsprozesses soll jedoch den Schutzumfang der Ansprüche nicht einschränken.
Gemäß diesem Modell kann eine Photovoltaikzelle gemäß einen Ausführungsbeispiel drei unterschiedliche Zustände aufweisen, beispielsweise in einer Solarzelle mit einem mit Bor-dotiertem und Sauerstoff-aufweisenden Siliziumsubstrat (beispielsweise einem Cz-Siliziumsubstrat), nämlich

• einen ersten Zustand 1002, der auch als ”annealter Zustand” 1002 bezeichnet wird;
• einen zweiten Zustand 1004, der auch als ”degradierter Zustand” 1004 bezeichnet wird; und
• einen dritten Zustand 1006, der auch als ”regenerierter Zustand” 1006 bezeichnet wird.

In dem ”annealten Zustand” 1002 gibt es keine oder nur wenige durch das Bor und den Sauerstoff erzeugte Störstellen, die eine Rekombination elektrischer Ladungsträger begünstigen und damit den Wirkungsgrad verschlechtern. In diesem Zustand wirkt der in dem Siliziumsubstrat enthaltene Sauerstoff nur schwach als rekombinationsaktives Zentrum. Dieser Zustand tritt gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen direkt nach einem Anneal, d. h. einer Temperaturbehandlung im Dunklen, auf.
Ein Zustandsübergang 1008 von dem ”annealten Zustand” 1002 in den ”degradierten Zustand” 1004 (auch bezeichnet als Degradation) wird ausgelöst beispielsweise durch die Bildung eines Defekts, bei dem sich aus interstitiellem Sauerstoff und substitutionellem Bor Bor-Sauerstoff-Komplexe ausbilden. Die Bildung der Bor-Sauerstoff-Komplexe erfolgt unter Beleuchtung oder unter Stromfluss bei Temperaturen des Siliziumsubstrats von unter 50°C, wie sie bei einem normalen Betrieb einer Solarzelle typisch sind. In dem ”degradierten Zustand” 1004 weist die Solarzelle im Vergleich mit dem ”annealten Zustand” 1002 stark rekombinationsaktive Störstellen auf, welche die effektive Diffusionslänge der Minoritätsladungsträger herabsetzen und somit für eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften und beispielsweise des Wirkungsgrads der Solarzelle verantwortlich sind. Ein Zustandsübergang 1010 von dem ”degradierten Zustand” 1004 in den ”annealten Zustand” 1002 (auch bezeichnet als Anneal) wird ermöglicht durch eine Temperaturbehandlung im Dunkeln.
In dem ”regenerierten Zustand” 1006 liegen keine oder nur wenige rekombinationsaktive Zentren vor oder diese sind elektrisch inaktiv. Im Vergleich mit dem ”annealten Zustand” 1002 ist der ”regenerierte Zustand” 1006 im Betrieb der Solarzelle zeitlich stabil.
Durch den Solarzellen-Regenerationsprozess wird ein Zustandsübergang 1012 von dem ”degradierten Zustand” 1004 in den ”regenerierten Zustand” 1006 (im Folgenden auch bezeichnet als Regeneration) ermöglicht. Auf diese Weise ”erholen” sich die elektrischen Eigenschaften der Solarzelle wieder bis zu einem Niveau, das im Wesentlichen demjenigen einer Solarzelle in dem ”annealten Zustand” 1002 entspricht.
Ein Zustandsübergang 1014 von dem ”regenerierten Zustand” 1006 in den ”annealten Zustand” 1002 (auch bezeichnet als Anneal) kann durch einen Anneal-Schritt bei ungefähr 230°C erreicht werden, der beispielsweise für eine Zeitdauer in einem Bereich von 10 Minuten bis 30 Minuten durchgeführt wird.
Die Degradation 1008 kann durch Beleuchtung und/oder induzierten Stromfluss angeregt werden. Da die Degradation 1008 eine starke Temperaturabhängigkeit aufweist, wird sie auch als thermisch unterstützt bezeichnet. Die Anneal-Reaktionen 1010 und 1014 sind nach heutigem Wissen ausschließlich thermisch aktiviert. Die Regeneration 1012 scheint thermisch unterstützt zu sein, d. h. sie scheint beispielsweise durch induzierten Stromfluss aktiviert zu werden und läuft bei höheren Temperaturen schneller ab.
Wie oben dargelegt wurde, wird die Temperatur des Halbleitersubstrats während des Regenerationsprozesses 1012 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten, beispielsweise innerhalb eines Temperaturbereichs mit einer Temperaturuntergrenze von ungefähr 50°C und einer Temperaturobergrenze von ungefähr 230°C. In verschiedenen Ausführungsbeispielen liegt die Temperaturuntergrenze beispielsweise bei mindestens 90°C, beispielsweise bei mindestens 130°C, beispielsweise bei mindestens 160°C. Ferner liegt in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Temperaturobergrenze beispielsweise bei maximal 210°C, beispielsweise bei maximal 190°C, beispielsweise bei maximal 180°C.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter bereitgestellt, in dem einerseits eine Mehrzahl (beispielsweise eine Vielzahl) (beispielsweise fertigprozessierte) Photovoltaikzellen auf einfache Weise transportiert werden können beispielsweise von dem letzten Fertigungs-Prozessschritt (von beispielsweise einer Metallisierung oder einer Kantenisolation) hin zu einer Klassifizierungsstation, in der die (beispielsweise fertigprozessierten) Photovoltaikzellen klassifiziert werden und/oder einer Qualitätssicherungsprüfung unterzogen werden, und andererseits auf einfache, kompakte und kostengünstige Weise (beispielsweise sogar während des Transports) einem Solarzellen-Regenerationsprozess (beispielsweise der Regeneration 1012) unterzogen werden können.
Erneut Bezug nehmend auf 1 weist der (kombinierte) Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 102 auf, das einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 definiert, wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 eingerichtet ist zum Aufnehmen einer Mehrzahl von miteinander elektrisch gekoppelten Photovoltaikzellen (beispielsweise einer Mehrzahl von oben beschriebenen mit Bor dotierten und Sauerstoff aufweisenden Silizium-Solarzellen) 106.
Ferner weist der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 beispielsweise auf dem Boden 108 des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 eine Elektrode 110 zum Bereitstellen elektrischer Spannung auf.
Auf dem Stapel der Photovoltaikzellen 106 kann eine zusätzliche Elektrode 204 vorgesehen sein. Somit liegen die beiden Elektroden 110, 204 beispielsweise hinsichtlich des Photovoltaikzellen-Stapels einander gegenüber.
Die Elektrode 110 in diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie in den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen kann auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein. So kann die Elektrode 110 als eine ganzflächige massive Elektrode 110 ausgebildet sein, die beispielsweise den Boden 108 (in einem Beispiel, bei dem die Elektrode 110 an einer Seitenwand des Gehäuses 102 angeordnet ist, die Seitenwand) des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 vollständig oder teilweise bedeckt. Alternativ kann die Elektrode 110 von einem Kontaktstift oder von mehreren Kontaktstiften gebildet sein, die mit den in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 angeordneten Photovoltaikzellen (beispielsweise Solarzellen) elektrisch gekoppelt sind. In noch einer anderen alternativen Ausgestaltung kann die Elektrode 110 eine gitterförmige Struktur aufweisen mit einer Mehrzahl sich kreuzender linienförmiger Elektroden-Strukturen. Andere geeignete Elektrodenformen sind in alternativen Ausgestaltungen vorgesehen.
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 ist derart relativ zu der Elektrode 110 angeordnet, dass eine in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich aufgenommene Photovoltaikzelle 106 einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen 106 mit der Elektrode 110 elektrisch gekoppelt ist.
Wie in 1 dargestellt ist, ist ein Stapel einer Mehrzahl oder Vielzahl von Photovoltaikzellen 106 übereinander gestapelt auf der Elektrode 110 in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 angeordnet derart, dass ein elektrischer Stromfluss von der Elektrode 110 durch die Mehrzahl von Photovoltaikzellen 106 zu einem elektrischen Kontakt, beispielsweise einer im Folgenden beschriebenen optionalen zusätzlichen Elektrode ermöglicht ist, so dass ein Stromkreis geschlossen wird, der einen Stromfluss im Rahmen eines Solarzellen-Regenerationsprozesses ermöglicht. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Photovoltaikzellen 106 in Vorwärtsrichtung miteinander gekoppelt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen liegen die Photovoltaikzellen 106 direkt aufeinander und die unterste Photovoltaikzelle 106 des Photovoltaikzellen-Stapels liegt mit direktem körperlichen (mechanischen) Kontakt auf der Elektrode 110. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können grundsätzlich beliebig viele Photovoltaikzellen 106 enthalten sein, beispielsweise ungefähr 10 bis 400, beispielsweise ungefähr 50 bis 100, beispielsweise ungefähr 100.
Das Gehäuse 102 kann aus einem elektrisch isolierenden Material (beispielsweise Kunststoff) bestehen oder dieses aufweisen und kann, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, optional zum Gehäuse-Äußeren geführte elektrische Kontakte oder eine oder mehrere Schnittstellen zum Zuführen von elektrischer Spannung oder von Steuersignalen aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 eine Rechteckform (beispielsweise eine Quaderform) aufweisen, so dass die üblicherweise rechteckförmigen (beispielsweise fertigprozessierten) Photovoltaikzellen 106 passend von dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 aufgenommen werden können. In anderen Ausführungsbeispielen ist eine andere Form des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 vorgesehen.
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 kann beispielsweise in seiner Rechteckform folgendermaßen dimensioniert sein, anders ausgedrückt sich folgendermaßen erstrecken:

• entlang einer ersten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 50 cm (dies kann beispielsweise die Breite des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 sein);
• entlang einer zu der ersten Achse senkrechten zweiten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 50 cm (dies kann beispielsweise die Länge des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 sein); und
• entlang einer zu der ersten Achse und der zweiten Achse senkrechten dritten Achse in einem Bereich von 10 cm bis 30 cm (dies kann beispielsweise die Höhe des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 sein).

Die Elektrode 110 ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einer Behälter-externen Steuerung (nicht dargestellt) und einer Behälter-externen Spannungsquelle oder Stromquelle (nicht dargestellt) gekoppelt, so dass ein Regenerationsprozess 1012 auf die in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 enthaltenen Photovoltaikzellen 106 ausgeführt werden kann, d. h. so dass ein gewünschter Strom (beispielsweise in einem Bereich von 2 A bis 15 A, insbesondere im Bereich von 5 A bis 10 A) bei einer oben beschriebenen gewünschten Temperatur (beispielsweise in einem Bereich von 50°C bis 230°C) bereitgestellt wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen (auch in verschiedenen noch im Folgenden näher erläuterten Ausführungsbeispielen) kann die Erhöhung der Temperatur der Photovoltaikzellen 106 erreicht werden durch eine ”Selbstheizung” der Photovoltaikzellen 106 aufgrund des durch sie fließenden Stromes und ihres elektrischen Widerstands. Die Steuerung oder Regelung der Temperatur kann beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer Temperatursensoren erfolgen, die beispielsweise vorgesehen und angeordnet sind zum Erfassen der Temperatur einer oder mehrerer der Photovoltaikzellen 106, oder mittels einer Messung des elektrischen Widerstands der Photovoltaikzellen 106, beispielsweise durch Messung der an den Photovoltaikzellen 106 abfallenden elektrischen Spannung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können/kann die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sein, dass der Regenerationsprozess kontinuierlich, d. h. ohne Unterbrechung, durchgeführt wird, ohne dass der oben beschriebene Temperaturbereich verlassen wird und/oder ohne dass der Stromfluss unterbrochen wird.
Es ist jedoch in alternativen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sind, dass der Regenerationsprozess zeitweilig unterbrochen wird. So können/kann beispielsweise die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle derart eingerichtet sein, dass das Anlegen der externen Spannung an die Elektrode 110, durch die die Überschussminoritätsladungsträger erzeugt wird, vorübergehend unterbrochen und zu einem späteren Zeitpunkt wieder aufgenommen wird. Auch die Temperatur kann zeitweilig beispielsweise unter 50°C gesenkt werden, womit zeitweilig der oben beschriebene Temperaturbereich verlassen wird. Die Steuerung und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle sind jedoch derart eingerichtet, dass die Photovoltaikzellen 106 für eine Gesamtdauer, die für den gewünschten Regenerationsprozess erforderlich ist, in dem Temperaturbereich unter Stromfluss gehalten wird, so dass in den Photovoltaikzellen 106 Überschussminoritätsladungsträger erzeugt werden.
Es ist anzumerken, dass, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 nicht notwendigerweise einen geschlossenen Boden und/oder vollständig geschlossene Seitenwände und/oder einen Deckel aufweisen muss, solange die Temperatur der Photovoltaikzellen 106 während des Regenerationsprozesses gewährleistet werden kann. Der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100 ist lediglich derart auszugestalten, dass der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 die Photovoltaikzellen 106 aufnehmen und während des Transports ausreichend sicher halten kann.
2 zeigt einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 200 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel. Der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem in 1 dargestellten Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 100, weshalb im Folgenden lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehältern 100, 200 erläutert werden.
Wie in 2 dargestellt ist, sind die Photovoltaikzellen 106 nicht wie in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel direkt aufeinandergestapelt, sondern zwischen jeweils zwei Photovoltaikzellen 106 der Vielzahl von Photovoltaikzellen 106 ein oder mehrere elektrisch leitfähige Abstandshalter 202 vorgesehen sind, so dass die Photovoltaikzellen 106 mit einem Abstand voneinander übereinander gestapelt angeordnet sind. Die elektrisch leitfähigen Abstandshalter 202 können eine Höhe aufweisen in einem Bereich von beispielsweise 10 μm bis 500 μm, beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von 50 μm bis 400 μm, beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von 100 μm bis 300 μm. Somit ist einerseits weiterhin ein Stromfluss von der Elektrode 110 durch die Photovoltaikzellen 106 gewährleistet und andererseits zusätzlich eine gewisse gegebenenfalls gewünschte Luftzirkulation und eine damit verbundene Kühlung der Photovoltaikzellen 106 erreicht. Die elektrisch leitfähigen Abstandshalter 202 können als quaderförmige oder quadratische Klötzchen ausgestaltet sein oder beispielsweise auch als runde oder eckige Stangen.
Auf dem Stapel der Photovoltaikzellen 106 kann eine zusätzliche Elektrode 204 vorgesehen sein. Somit liegen die beiden Elektroden 110, 204 beispielsweise hinsichtlich des Photovoltaikzellen-Stapels einander gegenüberliegend.
Die zusätzliche Elektrode 204 kann in einem ebenfalls optional vorgesehenen Deckel 206 eingebracht sein oder mit diesem mechanisch verbunden sein. Der Deckel 206 kann aus einem thermisch isolierenden Material gebildet sein. Der Deckel 206 ist eingerichtet zum Schliefen des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104, wobei der Deckel 206 beispielsweise auf den offenen Teil des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 aufgesetzt sein kann oder auch schwenkbar gelagert sein kann, so dass der Deckel 206 beispielsweise auf den offenen Teil des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 geschwenkt werden kann.
Weiterhin ist in 2 eine Steuerung 208 dargestellt, die Teil des Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 200 ist und somit eine Behälter-interne Steuerung 208 darstellt. Die Steuerung 208 kann enthalten oder verbunden sein mit einer Behälter-internen oder Behälter-externen Spannungsquelle oder Stromquelle (nicht dargestellt). Es ist darauf hinzuweisen, dass die Steuerung 208 an einer beliebigen geeigneten Position des Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters 200 vorgesehen sein kann, beispielsweise in dessen Seitenwände oder den Deckel 206 integriert sein kann. Die Steuerung 208 und/oder die Spannungsquelle oder Stromquelle sind/ist in diesem Ausführungsbeispiel mit der zusätzlichen Elektrode 204 elektrisch gekoppelt, alternativ können/kann sie aber auch mit der Elektrode 110 elektrisch gekoppelt sein.
Wenn die Steuerung 208 mit einer Behälter-externen Spannungsquelle oder Stromquelle (allgemein einer Behälter-externen Spannungsversorgung) verbunden ist, dann können zusätzlich elektrische Anschlüsse 210, 212 vorgesehen sein, wobei ein erster elektrischer Anschluss 210 mit der Elektrode 110 gekoppelt ist und ein zweiter elektrischer Anschluss 212 mit der Steuerung 208 oder der zusätzlichen Elektrode 204 gekoppelt ist.
Die Steuerung 208 ist gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen eingerichtet zum Steuern eines Photovoltaikzellen-Regenerationsprozesses, wie er beispielsweise oben beschrieben worden ist, für die in dem Behälter, genauer in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104, angeordneten Photovoltaikzellen 106.
3 zeigt einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 300 gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel, welcher aus einer Rahmenstruktur, gebildet von einer Mehrzahl von Streben, die beispielsweise aus elektrisch isolierendem Material gefertigt sind. Die Streben, die auch als Verbindungsstreben bezeichnet werden, sind miteinander gekuppelt, beispielsweise miteinander verschraubt oder verklebt, oder können auch als ein gemeinsamer Körper gefertigt sein.
Der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 wird definiert von einer Boden-Rahmenstruktur 302 mit Bodenstreben 304 und seitlich sich ausgehend von den Bodenstreben 304 nach oben sich erstreckenden vier Seitenstreben 306, welche an den Ecken des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 angeordnet sind. Der Boden der Boden-Rahmenstruktur 302 kann offen sein, alternativ jedoch auch von einer Bodenplatte (nicht dargestellt) geschlossen ausgebildet sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Seiten zwischen Seitenstreben 306 offen. Alternativ kann jedoch eine Seitenwand oder können mehrere Seitenwände zwischen den Seitenstreben 306 vorgesehen sein, so dass ein seitlich teilweise oder vollständig geschlossener Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 gebildet wird, begrenzt von entsprechenden Seitenwandflächen.
Abgestützt und mechanisch gekuppelt (beispielsweise verschraubt, verklebt oder verklemmt) mit mindestens einer Bodenstrebe 304 und/oder mindestens einer Seitenstrebe 306 ist die Elektrode 110 in dem Bodenbereich des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 angeordnet.
4 zeigt den Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 300 aus 3 mit in den Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 angeordneten Photovoltaikzellen 106 und auf den Photovoltaikzellen 106 angeordneter zusätzlicher Elektrode 204.
5 zeigt einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 500 gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel. Der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 500 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem in 2 dargestellten Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 200, weshalb im Folgenden lediglich die Unterschiede zwischen den beiden Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehältern 200, 500 erläutert werden.
Der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 500 weist zusätzlich eine mit der Steuerung 208 gekoppelte Heizung 502 auf, die beispielsweise in dem Gehäuse 102 eingebracht oder beispielsweise an einer Innenwand des Gehäuse 102 angebracht ist. Die Heizung 502 ist angeordnet und eingerichtet zum Heizen der in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 angeordneten Photovoltaikzellen 106 auf eine Temperatur, die für den Regenerationsprozess, wie er beispielsweise oben beschrieben worden ist, und zum Aufrechterhalten der gewünschten Temperatur während des Regenerationsprozesses, vorgesehen ist. Weiterhin kann oder können, wie oben beschrieben worden ist, ein oder mehrere Temperatursensoren in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 500 vorgesehen sein zum Erfassen der Temperatur der Photovoltaikzellen 106 während des Regenerationsprozesses.
Alternativ oder zusätzlich zu der Heizung 502 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Kühlsystem in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter enthalten sein, um gegebenenfalls die Photovoltaikzellen nach dem Regenerationsprozess schnell wieder abzukühlen. Bei einer größeren Anzahl von Photovoltaikzellen kann der Stapel von Photovoltaikzellen zu heiß werden, eine Kühlung reduziert dann die Temperatur auf ein gewünschtes zulässiges Maß.
Die Heizung kann an einer Seitenwand oder an mehreren Seitenwänden oder sogar umlaufend an oder in dem Gehäuse 102 angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann oder können eine oder mehrere Seitenwände mit einer Wärmeisolation versehen sein.
6 zeigt einen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 600 gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Photovoltaikzellen 106 nicht liegend in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 angeordnet, sondern auf einer ihrer Seitenkanten auf dem Boden des Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichs 104 stehend angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Elektrode 110 an einer Seitenwand 602 des Photovoltaikzellen-Transport- und Regenerationsbehälters 600 entlang angeordnet. Die Photovoltaikzellen 106 sind mittels eines verstellbaren und elektrisch leitfähigen Stützelements 604 zusammengedrückt, so dass ein Stromfluss von der Elektrode 110 durch die Photovoltaikzellen 106 und das elektrisch leitfähige Stützelement 604 hindurch zu der mit dem elektrisch leitfähigen Stützelement 604 elektrisch gekoppelten zusätzlichen Elektrode 204 möglich ist. Die Elektroden 110, 204 können mit Stromkreiskomponenten außerhalb des Gehäuses 102 elektrisch gekoppelt sein (nicht dargestellt). In diesem Ausführungsbeispiel ist die zusätzlichen Elektrode 204 an einer der Seitenwand 602, an der entlang die Elektrode 110 angeordnet ist, gegenüberliegenden Seitenwand 606 des Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters 600 entlang angeordnet.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die zusätzlichen Elemente der anderen Ausführungsbeispiele wie beispielsweise eine Steuerung, eine Spannungsquelle oder Stromquelle, oder auch eine Heizung auch in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 600 gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Photovoltaikzellen-Aufnahmebereichen 104 aufweisen, die jeweils voneinander elektrisch isoliert sein können. Jeder Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich 104 weist dann eine jeweilige Elektrode auf; alternativ kann eine gemeinsame Elektrode vorgesehen sein, die mehrere beispielsweise nebeneinander angeordnete Stapel von Photovoltaikzellen 106 ansteuern und diesen Strom zuführen kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter eine Steuerschnittstelle zum Empfangen von Steuersignalen zum Steuern eines Photovoltaikzellen-Regenerationsprozesses für die in dem Behälter angeordneten Photovoltaikzellen aufweisen.
7 zeigt ein vereinfachtes Prozessdiagramm 700, in dem ein Prozess zum Herstellen von Photovoltaikzellen 106 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Ein erster Teilprozess 702 stellt die Herstellung der Photovoltaikzellen 106 dar. Der Herstellungsprozess zur Herstellung einer Photovoltaikzelle 106 (beispielsweise einer siebgedruckten Standardsolarzelle) beinhaltet beispielsweise folgende Schritte: nasschemische Behandlung (Sägeschaden und Texturierung), Emitterdiffusion, Antireflexionsbeschichtung, Metallisierung. Die Kantenisolation kann per Laser nach der Metallisierung oder als nasschemischer Prozess nach der Emitterdiffusion erfolgen.
Nach der Fertigstellung der fertigprozessierten Photovoltaikzellen 106 wird gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Regenerationsprozess (gegebenenfalls vor dem Regenerationsprozess noch ein Degradationsprozess) durchgeführt, wie er oben dargestellt worden ist.
Dazu werden zunächst die Photovoltaikzellen 106 nach dem vorgelagerten ersten Teilprozess 702 (beispielsweise mit der abschließenden Kantenisolation oder Metallisierung) in speziell angepasste Transportboxen, beispielsweise die oben beschriebenen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter, abgestapelt (zweiter Teilprozess 704). Die Ablage der Photovoltaikzellen 106 erfolgt beispielsweise so, dass die Photovoltaikzellen 106 (beispielsweise Solarzellen 106) immer gleich ausgerichtet abgelegt werden. Die Rückseiten einer jeweiligen Photovoltaikzelle 106 berührt dabei beispielsweise die Vorderseite einer jeweils nächsten Photovoltaikzelle 106. Durch die Metallisierung der Zellen wird dabei ein elektrischer Presskontakt zwischen den Photovoltaikzellen 106 hergestellt.
Anschließend an den zweiten Teilprozess 704 wird in einem dritten Teilprozess 706 auf die in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter enthaltenen Photovoltaikzellen 106 der eigentliche Regenerationsprozess (gegebenenfalls vor dem Regenerationsprozess noch ein Degradationsprozess) durchgeführt. Dieser Prozess kann als ein In-line-Prozess oder als ein Batch-Prozess vorgesehen sein, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
Anschließend an den dritten Teilprozess 706 werden in einem vierten Teilprozess 708 die in dem dritten Teilprozess 706 regenerierten Photovoltaikzellen 106 klassifiziert und/oder einer Qualitätssicherungsüberprüfung unterzogen.
Anschaulich ist somit gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen, dass eine Umsetzung des Regenerationsprozesses derart erfolgt, dass vor dem Klassifizierungsschritt der Photovoltaikzellen 106 (beispielsweise Solarzellen 106) ein weiterer Prozessschritt (der Regenerationsprozess) eingeführt wird, wobei dieser Prozessschritt gleichzeitig auf die Vielzahl Photovoltaikzellen 106, die gemeinsam in einen kombinierten Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter eingebracht sind, angewendet wird.
Wie oben erläutert wird, ist zur Kontaktierung der gegebenenfalls untersten Photovoltaikzelle 106 in der Transportbox eine Elektrode eingebaut. Auf den kompletten Stapel von Photovoltaikzellen 106 kann eine weitere Elektrode aufgesetzt sein. Der Stapel von Photovoltaikzellen 106 kann dann durch Anlegen einer externen Spannung zwischen oberer und unterer Elektrode bestromt werden.
Die für den Regenerationsprozess gewünschte Temperatur kann durch die Bestromung der Photovoltaikzellen 106 selbst erreicht werden. Der Stapel von Photovoltaikzellen 106 heizt sich durch den Innenwiderstand der Solarzellen selbst auf. Um den Regenerationsprozess stabil zu halten, kann die Transportbox thermisch isolierend ausgestaltet sein und entsprechend wirken. Ebenfalls denkbar ist eine zusätzliche Heizung oder auch Kühlung die in die Transportbox integriert sein kann gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Heizung kann eine Widerstandsheizung sein, die Kühlung kann durch ein oder mehrere Peltier-Elemente erfolgen. Die Prozesskontrolle kann durch mehrere Temperaturfühler, anders ausgedrückt Temperatursensoren, die in der Transportbox eingebaut sein können, erfolgen. Alternativ kann die Temperatur der Photovoltaikzellen 106 indirekt über eine Widerstandsmessung bestimmt werden.
Die Regulierung des Prozessstromes kann mittels einer Steuerung erfolgen, die in der Transportbox implementiert sein kann und derart eingerichtet sein kann, dass sie den Strom durch den Stapel von Photovoltaikzellen 106 konstant hält. Ein Ausführungsbeispiel sieht eine Kombination aus oberer Elektrode und Steuerung vor, wobei die Elektrode mit der Steuerung auf den Stapel von Photovoltaikzellen 106 gesetzt ist und diesen beispielsweise durch einen durch ihr Eigengewicht hergestellten Presskontakt elektrisch kontaktiert.
Wie oben beschrieben worden ist, kann die Anzahl der Photovoltaikzellen 106 pro Transportbox, anders ausgedrückt pro Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter beliebig gewählt werden, sie liegt beispielsweise zwischen 50 und 200, beispielsweise bei 100. Die Anzahl der Photovoltaikzellen 106 in dem jeweiligen Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter bestimmt die Mindestleistung der Stromversorgung, die mittels des Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters bereitgestellt wird.
Der Regenerationsprozess (und damit der dritte Teilprozess 706) kann durch einen In-line-Schritt implementiert werden. Dabei wird die Wegstrecke zwischen den bestehenden verschiedenen Einrichtungen, in denen die jeweiligen Teilprozesse im Rahmen der Herstellung der Photovoltaikzellen 106 und deren Klassifizierung, durchgeführt werden, verändert.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist ein Prozesstunnel 800 (siehe 8) vorgesehen, durch den die Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 802 (Transportboxen) laufen. Der Prozesstunnel 800 (beispielsweise aufweisend ein Transportband oder Förderband 804) kann zur Optimierung der Prozessstabilität ebenfalls temperiert sein. Der Prozesstunnel 800 kann angeordnet sein zwischen der Station, in der der letzte Prozessschritt des Herstellens der Photovoltaikzellen 106 durchgeführt worden ist und der Station, in der eine Klassifizierung der Photovoltaikzellen 106 erfolgt.
Die Transportboxen 802 laufen – gegebenenfalls mäanderförmig – auf dem Transportband 804 durch den Tunnel 800. Die Stromversorgung der Transportboxen 802 kann mittels Stromschienen 806 erfolgen, die im direkten elektrischen Kontakt zu externen elektrischen Anschlüssen der Transportbox 802 stehen, beispielsweise zu den elektrischen Anschlüssen 210, 212. Die Stromschienen 806 sind mit einer externen Spannungsquelle oder Stromquelle 808 verbunden. Der elektrische Kontakt kann gegebenenfalls über einen Schleifkontakt ausgebildet werden.
9 eine Vorrichtung 900 (beispielsweise eingerichtet als ein temperierter Schrank mit einer Mehrzahl von Fächern oder Kammern 902, in welche die Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter 904 zum Durchführen eines Batch-Regenerationsprozesses unter Verwendung eines Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters gemäß einem Ausführungsbeispiel eingestellt werden können, bevor die Photovoltaikzellen 106 klassifiziert werden.
Ebenfalls denkbar ist somit anschaulich eine oder eine Mehrzahl von Regenerationskammern 902, in die eine oder mehrere Transportboxen 904 gefahren werden. In einer jeweiligen Kammer 902 werden die Transportboxen 904 mit einer Stromversorgung verbunden und der Stapel von Photovoltaikzellen 106, die in der jeweiligen Transportbox 904 angeordnet sind, wird bestromt. Die Kammer 902 kann thermisch isoliert werden, die Temperatur in der Kammer 902 kann mittels eines Kühl/Heizsystems (nicht dargestellt) stabil gehalten werden.
Die Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können einen oder mehrere Vorsprünge oder Ausnehmungen, beispielsweise Griffe, in dem Gehäuse 102 aufweisen, damit der Transport der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter erleichtert wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein kombinierter Transport- und Regenerationsbehälter bereitgestellt, der mehrere Solarzellen derart aufnehmen kann, dass jeweils die negative Elektrode (Vorderseite) einer ersten Solarzelle die positive Elektrode (Rückseite) einer nächsten Solarzelle berührt und dass der so entstehende Stapel von Solarzellen an der ersten Solarzelle und der letzen Solarzelle derart kontaktiert werden kann, dass bei Anlegen einer externen Spannung der ganze Stapel von Solarzellen bestromt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein kombinierter Transport- und Regenerationsbehälter bereitgestellt, der ferner aufweist einen Temperaturermittlungs-Schaltkreis, der eingerichtet ist zum Ermitteln der Temperatur der Photovoltaikzellen unter Verwendung der Spannung, die an einer oder mehreren der Photovoltaikzellen anliegt während des Stromflusses durch die Photovoltaikzellen und die Elektrode.

Claims

Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100), aufweisend: • eine Elektrode (110) zum Bereitstellen elektrischer Spannung; und • einen Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104), eingerichtet zum Aufnehmen einer oder mehrerer miteinander elektrisch gekoppelter Photovoltaikzellen (106), wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) derart relativ zu der Elektrode (110) angeordnet ist, dass die eine oder mehrere in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) aufgenommene Photovoltaikzellen (106) mit der Elektrode (110) elektrisch gekoppelt sind.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) eine Rechteckform aufweist.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, mit einer Mehrzahl von in dem Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) derart übereinander angeordneten Photovoltaikzellen (106), dass ein Stromfluss durch die Photovoltaikzellen (106) und die Elektrode (110) ermöglicht ist.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß Anspruch 3, • wobei zumindest zwei Photovoltaikzellen (106) der Mehrzahl von Photovoltaikzellen (106) miteinander in direktem mechanischen Kontakt angeordnet sind; oder • wobei zwischen mindestens zwei Photovoltaikzellen (106) der Mehrzahl von Photovoltaikzellen (106) elektrisch leitfähige Abstandshalter (202) vorgesehen sind.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine zusätzliche Elektrode (204), die derart angeordnet ist, dass ein Stromfluss von der Elektrode (110) durch die Mehrzahl von Photovoltaikzellen (106) zu der zusätzlichen Elektrode (204) ermöglicht ist.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner aufweisend: einen Deckel (206) zum Schließen des Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälters (100).
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) von einer Rahmenstruktur (300) mit einer Mehrzahl miteinander verbundenen Verbindungsstreben (304, 306) gebildet wird.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) eine oder mehrere Wandflächen aufweist, welche den Photovoltaikzellen-Aufnahmebereich (104) definiert oder definieren.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: eine Heizung (502) zum Heizen der Photovoltaikzellen (106).
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner aufweisend: ein Kühlsystem zum Kühlen der Photovoltaikzellen (106).
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner aufweisend: eine oder mehrere Seitenwände mit Wärmeisolation.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, ferner aufweisend: mindestens einen Sensor zur Bestimmung der Temperatur der Photovoltaikzellen.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß Anspruch 12, ferner aufweisend: mit einem Temperaturermittlungs-Schaltkreis, der eingerichtet ist zum Ermitteln der Temperatur der Photovoltaikzellen unter Verwendung der Spannung, die an einer oder mehreren der Photovoltaikzellen (106) während des Stromflusses durch die Photovoltaikzellen (106) und die Elektrode (110) anliegt.
Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner aufweisend: • eine Steuerung (208) zum Steuern eines Photovoltaikzellen-Regenerationsprozesses für die in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) angeordneten Photovoltaikzellen (106); oder • eine Steuerschnittstelle zum Empfangen von Steuersignalen zum Steuern eines Photovoltaikzellen-Regenerationsprozesses für die in dem Photovoltaikzellen-Transport- und -Regenerationsbehälter (100) angeordneten Photovoltaikzellen (106).
Verfahren zum Regenerieren von Photovoltaikzellen unter Verwendung eines Transport- und Regenerationsbehälters (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Regeneration vor einer Klassifizierung der Photovoltaikzellen (106) durchgeführt wird.