DE102010015970A1

DE102010015970A1 - Photovoltaikzelle, Photovoltaikzellenmodul, Anordnung zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle, Verfahren zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle, Anordnung zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle

Info

Publication number: DE102010015970A1
Application number: DE201010015970
Authority: DE
Inventors: Matthias Georgi
Original assignee: SolarWorld Innovations GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: DE102010015970B4

Abstract

Verschiedene Ausführungsbeispiele stellen eine Photovoltaikzelle (100) bereit, bei der eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) vorgesehen ist, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) derart an der lichteinfallsseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle (100) angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) codiert ist.

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen eine Photovoltaikzelle, ein Photovoltaikzellenmodul, eine Anordnung zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle, ein Verfahren zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle, und eine Anordnung zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle.
Es wurden verschiedene Techniken entwickelt zum Identifizieren von Solarzellen.
So ist beispielsweise in DE 20 2009 006 898 U1 eine (digitale und analoge) Identifizierung einer Solarzelle mittels einer Einkerbung am Rand einer Solarzelle vorgesehen.
Eine andere herkömmliche Technik ist eine Identifizierung einer Solarzelle mittels einer Laser-Markierung auf der Vorderseite oder auf der Rückseite einer Solarzelle, wie beispielsweise für einen numerischen Barcode als Identifizierung in DE 37 199 83 C1 oder für eine Punktmatrix als Identifizierung in WO 2007/099138 A1 beschrieben.
Diese herkömmlichen Techniken haben jedoch verschiedene Nachteile. So führen beispielsweise eine oder mehrere Einkerbungen am Rand der Solarzelle zu einem erhöhten Bruchrisiko, und die aktive Zellenfläche ist aufgrund des erhöhten Platzbedarfs für die Kantenisolation verringert. Weiterhin ist für den Fall, in dem eine Laser-Markierung auf der Rückseite der Solarzelle vorgesehen ist, wenn die Solarzelle in einem Solarzellenmodul eingebaut ist, dann die Laser-Markierung nicht mehr auslesbar. Ist die Laser-Markierung auf der Vorderseite der Solarzelle vorgesehen, dann ist die aktive Zellenfläche verringert oder beeinträchtigt.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Markierung von Photovoltaikzellen, beispielsweise von Solarzellen, beispielsweise mittels elektrisch leitfähiger Elemente, bereitgestellt.
Verschiedene Ausführungsbeispiele stellen eine Identifizierung von Photovoltaikzellen, beispielsweise von Solarzellen, während ihrer Herstellung sowie nach Installation der Photovoltaikzellen in einem Photovoltaikzellenmodul (beispielsweise in einem Solarzellenmodul) bereit.
Verschiedene Ausführungsbeispiele stellen eine Photovoltaikzelle bereit, bei der eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen vorgesehen ist, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart an einer Oberfläche, beispielsweise der lichteinfallsseitigen Oberfläche, der Photovoltaikzelle angeordnet ist, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist.
Die Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann derart relativ zueinander in einer unregelmäßigen Struktur auf der Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sein, dass die vorgegebene Information mittels der unregelmäßigen Struktur codiert ist.
Die Photovoltaikzelle kann als Solarzelle eingerichtet sein.
Unter einer Photovoltaikzelle ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Einrichtung zu verstehen, die Lichtenergie (in dem Fall einer Solarzelle als Beispiel einer Photovoltaikzelle, Licht im sichtbaren Lichtwellenbereich, beispielsweise Sonnenlicht) direkt umwandelt in elektrische Energie mittels des sogenannten photovoltaischen Effekts.
Ein Teil der Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann auf der emitterseitigen Oberfläche, also der Lichteinfallsseite der Photovoltaikzelle angeordnet sein. Die leitfähigen Elemente können metallische Kontaktfinger, metallische Kontaktlöcher oder nichtmetallische Kontaktlöcher oder andere regelmäßige Strukturen sein, die zum Zweck der Codierung von Information wahlweise und unabhängig voneinander abweichend von einer vordefinierten Standardposition angeordnet sind.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann die Mehrzahl von leitfähigen Elementen Kontaktfinger aufweisen, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander abweichend von einer vordefinierten Standardposition angeordnet sind. Die Kontaktfinger sind beispielsweise über mindestens ein Busbar (Sammelschiene) miteinander verbunden.
Gemäß einer zweiten Ausgestaltung kann die Mehrzahl der Kontaktfinger eine Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten aufweisen, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander abweichend von einer vordefinierten Standardposition angeordnet sind.
Die Kontaktfinger sind beispielsweise über mindestens ein Busbar (Sammelschiene) miteinander verbunden.
Beispielsweise ist der Busbar zwischen zwei Kontaktfingersegmenten angeordnet derart, dass der Busbar die zwei Kontaktfingersegmente elektrisch miteinander koppelt und die Versatzstelle zweier Kontaktfingersegmente überdeckt. Bei einer Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten pro Kontaktfinger kann zwischen jeweils zwei Kontaktfingersegmenten eines Kontaktfingers ein Busbar angeordnet.
Gemäß einer dritten Ausgestaltung der Erfindung kann die Mehrzahl von leitfähigen Elementen eine Mehrzahl von durch die Photovoltaikzelle verlaufende Kontaktlöcher aufweisen, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander abweichend von einer vordefinierten Standardposition angeordnet sind.
Alternativ kann die Mehrzahl von Kontaktlöchern in mindestens zwei Gruppen von Kontaktlöchern gruppiert sein. Die Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann beispielsweise gebildet werden von mehreren Gruppen von Kontaktlöchern, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind. Innerhalb jeder Gruppe sind die jeweiligen leitfähigen Elemente auf dieselbe Weise versetzt.
Das mindestens eine Kontaktloch kann ein metallisches Kontaktloch sein, in welchem Fall beispielsweise das mindestens eine Kontaktloch auch als ”Metal wrap through” (MWT) eingerichtet sein kann. Das mindestens eine Kontaktloch kann aber auch ein negativ dotiertes Kontaktloch (bezogen auf die Dotierung des Substrats) sein, in welchem Fall beispielsweise das mindestens eine Kontaktloch auch als ”Emitter wrap through” (EWT) eingerichtet sein kann.
Die Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann eine vorgegebene Abweichung von einer regelmäßigen vorgegebenen Rasterstruktur der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen sein. Anders ausgedrückt kann die Information dadurch codiert werden oder sein, dass von einem Standard-Raster, in welchem üblicherweise die leitfähigen Elemente in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind, selektiv abgewichen wird zum Codieren der Information mittels der Abweichung der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen bezüglich des Standard-Rasters, mit der das jeweilige leitfähige Element angeordnet wird.
Die vorgegebene Information kann eine Photovoltaikzellenspezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweisen.
Somit wird es gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen ermöglicht, dass eine vorgegebene Information, beispielsweise eine Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle, in die Photovoltaikzelle codiert wird während ihrer Herstellung in einer Weise, dass kein zusätzlicher Platzbedarf für die Codierungsstrukturen begründet wird, da beispielsweise in dem Fall von Kontaktfingern oder Kontaktlöchern ohnehin vorhandene Strukturen zum Codieren eingesetzt werden, womit die aktive Fläche der Photovoltaikzelle nicht reduziert wird. In dem Fall, dass beispielsweise (elektrisch) leitfähige Elemente auf der emitterseitigen (auch bezeichnet als sonnenseitige) Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sind, ist es auch möglich, dass die Information gelesen wird, wenn die Photovoltaikzelle in ein Photovoltaikzellenmodul eingebaut ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ferner ein Photovoltaikzellenmodul mit einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen bereitgestellt, wie sie in den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
Die vorgegebene Information kann ebenso eine Photovoltaikzellenmodul-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren des Photovoltaikzellenmoduls aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine beliebige gewünschte Information codiert werden, beispielsweise eine Information über den Herstellungsprozess, etc.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Anordnung zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle bereitgestellt. Die Anordnung weist einen Code-Generator zum Erzeugen eines die vorgegebene Information repräsentierenden Codes auf, sowie eine mit dem Code-Generator gekoppelte Einrichtung zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle. Die Einrichtung kann derart eingerichtet sein, dass sie die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle anordnet, dass der Code mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist.
Die Einrichtung zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann mindestens einen Druckkopf aufweisen, der eingerichtet ist zum Drucken der Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf die mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle. Der mindestens eine Druckkopf kann mindestens einen Extrusions-Druckkopf aufweisen. Wenn mehrere Druckköpfe vorgesehen sind, dann kann jeder Druckkopf individuell angesteuert sein, so dass jeder Druckkopf ein leitfähiges Element oder mehrere leitfähige Elemente der Mehrzahl von leitfähigen Elementen gemäß der zu codierenden Information anordnet, beispielsweise gemäß der zu codierenden Information abweichend von einem Standard-Raster, in dem die Mehrzahl von leitfähigen Elementen angeordnet würden, wenn keine Information in der Anordnung codiert wäre. Der oder die Druckköpfe können eingerichtet sein zum Aufbringen beispielsweise der Kontaktfinger auf die emitterseitige Oberfläche der Photovoltaikzelle. In diesem Beispiel würde anschaulich somit die zu codierende Information in einer von einem Standard-Raster abweichenden Anordnung der Kontaktfinger codiert.
Die Einrichtung zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Kontaktloch aufweisen.
Die Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Kontaktloch kann aufweisen mindestens eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Loch, und mindestens eine Einrichtung zum Beschichten der Lochinnenwand des mindestens einen Lochs mit elektrisch leitfähigem Material, so dass das mindestens eine Kontaktloch gebildet wird. In diesem Beispiel würde anschaulich somit die zu codierende Information in einer von einem Standard-Raster abweichenden Anordnung der Kontaktlöcher codiert.
Die mindestens eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Loch kann einen Laser aufweisen zum Bilden des Lochs.
Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Kontaktloch aufweisen eine Einrichtung zum Negativ-Dotieren eines durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Bereichs, beispielsweise der Lochinnenwand mindestens eines Loches, so dass das mindestens eine Kontaktloch gebildet wird.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart (beispielsweise in einer unregelmäßigen Struktur) an oder auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (beispielsweise mittels der unregelmäßigen Struktur) codiert ist. Das Verfahren kann ferner aufweisen ein Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.
Zumindest ein Teil der Mehrzahl von leitfähigen Elementen kann auf der emitterseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sein.
Ferner kann die vorgegebene Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Anordnung zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle aufweisen. Die Anordnung kann aufweisen eine Einrichtung, eingerichtet zum Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart (beispielsweise in einer unregelmäßigen Struktur) an oder auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (beispielsweise mittels der unregelmäßigen Struktur) codiert ist, und eine Einrichtung, eingerichtet zum Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.
Anschaulich ist beispielsweise in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Markierung der Photovoltaikzellen (beispielsweise der Solarzellen) codiert im wahlweisen Versatz der Kontaktstrukturen (beispielsweise in Form von Kontaktfingern oder Kontaktlöchern) auf der Vorderseite gegenüber einem Rastermittelpunkt oder mehreren Rasterpunkten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
1 eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle mit elektrischen Kontaktstrukturen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle mit elektrischen Kontaktstrukturen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
3 eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle mit elektrischen Kontaktstrukturen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
4 eine Vorderseitenansicht eines Ausschnitts einer Photovoltaikzelle mit elektrischen Kontaktstrukturen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
5 eine Anordnung zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
6 ein Photovoltaikzellenmodul mit eingebauten Photovoltaikzellen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
7 eine mobile Photovoltaikzellen-Leseanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 eine stationäre Photovoltaikzellenmodul-Leseanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
9 ein Ablaufdiagramm, in dem ein Verfahren zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „vorderes”, „hinteres”, „links”, „rechts”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”, ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können Photovoltaikzellen (beispielsweise Solarzellen), die beispielsweise in oder auf einem Wafer gebildet werden, elektrisch miteinander verbunden werden und beispielsweise in einem Photovoltaikzellenmodul (beispielsweise Solarzellenmodul) gekapselt werden. Ein Photovoltaikzellenmodul kann eine Glasschicht auf dessen Vorderseite aufweisen (d. h. die Sonnenseite, auch bezeichnet als Emitterseite), womit es ermöglicht wird, dass auf das Photovoltaikzellenmodul auftreffendes Licht durch die Glasschicht passieren kann, während gleichzeitig der oder die Halbleiterwafer geschützt wird oder werden, beispielsweise vor Regen, Hagel, Schnee, etc. In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden die Photovoltaikzellen (z. B. Solarzellen) in Photovoltaikzellenmodulen in Serie miteinander gekoppelt, womit eine additive Spannung erzeugt wird. Photovoltaikzellenmodule können in Serie, parallel oder beides geschaltet werden, so dass ein Feld (Array) gebildet wird, so dass eine gewünschte Spitzen-Gleichspannung und ein gewünschter Spitzen-Gleichstrom erzielt wird.
1 zeigt eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle 100 (beispielsweise eine Solarzelle) mit elektrischen Kontaktstrukturen, beispielsweise in Form von Kontaktfingern (auch bezeichnet als Gridfingern) vor der Montage einer Photovoltaikzellenelektrode gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Photovoltaikzelle 100 ein Substrat aufweisen. Das Substrat kann aufweisen oder bestehen aus zumindest einer photovoltaischen Schicht 114. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann mindestens eine photovoltaische Schicht 114 auf oder über dem Substrat aufgebracht, beispielsweise abgeschieden sein. Die mindestens eine photovoltaische Schicht 114 kann aufweisen oder bestehen aus einem Gruppe IV-Halbleitermaterial (wie beispielsweise Silizium), einem Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise ein III-V-Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise GaAs), einem II-VI-Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise CdTe), oder einem I-III-V-Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise CuInS₂). In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die mindestens eine photovoltaische Schicht 114 aufweisen oder bestehen aus einem organischen Material. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Silizium aufweisen oder bestehen aus einkristallinem Silizium, polykristallinem Silizium, amorphem Silizium, und/oder mikrokristallinem Silizium. Die mindestens eine photovoltaische Schicht 114 kann aufweisen oder bestehen aus einer Übergangsstruktur wie beispielsweise einer pn-Übergangsstruktur, einer pin-Übergangsstruktur, einer Schottky-artigen Übergangsstruktur, und dergleichen. Eine lichttransparente elektrisch leitfähige Schicht kann optional auf oder über der mindestens einen photovoltaischen Schicht 114 aufgebracht sein, beispielsweise abgeschieden sein. Die lichttransparente elektrisch leitfähige Schicht kann beispielsweise aufweisen eine dünne Schicht, aufweisend Indium-Zinn-Oxid oder Zinn-Oxid (welche beispielsweise gebildet werden kann mittels Sputterns).
Wie in 1 dargestellt, sind Standard-Rasterpunktlagen 102 vorgesehen, welche Bezugspositionen für die Anordnung von jeweiligen unversetzten Kontaktfingern 104 (allgemein von Metallisierungslinien 104, auch bezeichnet als Metallisierungsleitern 104) definieren. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist jeweils einer Standard-Rasterpunktlage 102 eine Metallisierungslinie 104, 106, 108, beispielsweise ein Kontaktfinger 104, 106, 108 zugeordnet. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von Kontaktfingern 104, 106, 108 (als eine Implementierung von leitfähigen Elementen) zu codieren. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dies erfolgen, indem die Kontaktfinger 104, 106, 108 wahlweise entlang einer jeweils zugehörigen Standard-Rasterpunktlage 102 angeordnet werden oder in einem vorgebbaren Versatz zu dieser Standard-Rasterpunktlage 102, anders ausgedrückt abweichend von der Standard-Rasterpunktlage 102. Die Abweichung von der Standard-Rasterpunktlage 102 in der Anordnung einer Metallisierungslinie 104, 106, 108, beispielsweise eines Kontaktfingers 104, 106, 108 stellt einen Informationsgehalt bereit, der zum Codieren der Information genutzt werden kann. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise die Kontaktfinger 104, 106, 108 in einem beliebigen vordefinierbaren Versatz angeordnet werden oder sein, womit eine beliebige Information, beispielsweise analog zu einem Barcode, allgemein in beliebiger digitaler Form, beispielsweise in binärer Form, codiert sein kann.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind eine vorgebbare Anzahl von Versatz-Positionen zu einer jeweiligen Standard-Rasterpunktlage 102 oder Standard-Rasterpunktposition 102 vorgesehen, beispielsweise eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, oder mehr Versatz-Positionen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise bei einer Anzahl von zwei vorgesehenen Versatz-Positionen für eine Standard-Rasterpunktposition 102 (beispielsweise eine obere Versatz-Position und eine untere Versatz-Position) mittels jedes Kontaktfingers 104, 106, 108 eine Information logisch ”–1”, logisch ”0”, und logisch ”+1” codiert werden. Insgesamt kann bei einer Anzahl n von Kontaktfingern 104, 106, 108 ein Adressraum zum Codieren von Information aufgespannt werden von 3ⁿ. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Standard-Rasterpunktlagen 102 in einem Abstand voneinander angeordnet (und damit auch die Kontaktfinger, die ohne Versatz angeordnet sind), beispielsweise in einem Abstand voneinander in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 3 mm. Die obere Versatz-Position kann in einem Abstand von der jeweiligen Standard-Rasterpunktposition 102 angeordnet sein in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 100 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 80 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 μm bis ungefähr 60 μm, beispielsweise in einem Abstand von 50 μm in einer ersten Richtung (in 1 nach ”oben”). Die untere Versatz-Position kann in einem Abstand von der jeweiligen Standard-Rasterpunktposition 102 angeordnet sein in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 100 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 80 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 μm bis ungefähr 60 μm, beispielsweise in einem Abstand von 50 μm in einer zweiten Richtung, die. unterschiedlich ist von, beispielsweise entgegengesetzt zu, der ersten Richtung (in 1 nach ”unten”).
Der Adressraum kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen vergrößert werden, wenn zwei oder mehr Abweichungsbeträge (z. B. 100 μm und 50 μm) zugelassen werden bzw. vorgesehen sind. Bei zwei (diskreten) Abweichungsbeträgen oder Versatz-Positionen in einer jeweiligen Richtung ergeben sich also fünf mögliche Lagepositionen (z. B. +100 μm, +50 μm, 0, –50 μm, –100 μm), die zum Codieren einer gewünschten Information genutzt werden können. Insgesamt kann bei einer Anzahl n von Kontaktfingern 104, 106, 108 in diesem Fall ein Adressraum zum Codieren von Information aufgespannt werden von 5ⁿ.
Die Mehrzahl von Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise Kontaktfinger 104, 106, 108, können auf oder über der vorderen Oberfläche (in anderen Worten, der freigelegten Oberfläche) der mindestens einen photovoltaischen Schicht 114 vorgesehen sein oder, wenn vorhanden, auf oder über der freigelegten Oberfläche der lichttransparenten elektrisch leitfähigen Schicht. Die Metallisierungslinien 104, 106, 108 können sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken und/oder in einem Abstand voneinander; optional können sich die Metallisierungslinien 104, 106, 108 im Wesentlichen parallel zu Horizontal-Kanten 110, 112 der Photovoltaikzelle 100 erstrecken. Es ist jedoch anzumerken, dass die Metallisierungslinien 104, 106, 108 alternativ in einem Winkel zueinander und/oder zu den Horizontal-Kanten der Photovoltaikzelle verlaufen können. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Metallisierungslinien 104, 106, 108 in einer Kammstruktur mit einer Mehrzahl von Metallfingern, die sich im Wesentlichen parallel zueinander erstrecken, vorgesehen sein. Die Metallisierungslinien 104, 106, 108 sind in einer Implementierung streifenförmige elektrisch leitfähige Oberflächenbereiche. Jede beliebige andere streifenförmige elektrisch leitfähige Oberflächenstruktur kann in alternativen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
1 zeigt erste Kontaktfinger 104, die an den Standard-Rasterpunktlagen 102 ohne Versatz angeordnet sind, zweite Kontaktfinger 106, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 102 versetzte obere Versatz-Position angeordnet sind, und dritte Kontaktfinger 108, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 102 versetzte untere Versatz-Position angeordnet sind.
Ferner können wie im Folgenden noch näher erläutert wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen sogenannte Busbars 116, die im Wesentlichen senkrecht zu den Metallisierungslinien 104, 106, 108, verlaufen, vorhanden sein; sie können aber auch weggelassen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Photovoltaikzelle 100 die folgenden Dimensionen aufweisen: eine Breite in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm, eine Länge in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm, und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 μm bis ungefähr 300 μm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise die Kontaktfinger 104, 106, 108, eine Breite aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 250 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 200 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 150 μm. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise die Kontaktfinger 104, 106, 108, mittels Extrusionsdrucks aufgebracht werden, in welchem Fall sie eine Breite aufweisen können in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 100 μm.
Beispielsweise können die Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise die Kontaktfinger 104, 106, 108, mittels Pastenextrusion auf die Vorderseite einer Photovoltaikzelle, beispielsweise einer Solarzelle, aufgebracht werden. In diesem Fall sind beispielsweise zellenspezifische Variationen der Metallisierungslinienpositionen (beispielsweise Kontaktfingerpositionen) durch Verschieben des Druckkopfes um einen definierten Betrag vom Rastermittelpunkt möglich.
Somit ist in 1 eine Implementierung einer Photovoltaikzelle 100 bereitgestellt, bei der eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen (in verschiedenen Ausführungsbeispielen in Form von Kontaktfingern 104, 106, 108) vorgesehen sind, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart an oder auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle 100 angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (beispielsweise im Versatz von Kontaktfingern 104, 106, 108) codiert ist. Anschaulich bildet in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Anordnung der Mehrzahl von Kontaktfingern 104, 106, 108 eine verglichen mit einer regelmäßigen Standard-Rasteranordnung unregelmäßige Struktur, die zum Codieren von Information verwendet wird. Beispielsweise kann die codierte (vorgegebene) Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart angeordnet, dass die in den Versatz-Positionen codierte Information auf der emitterseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle auslesbar ist.
2 zeigt eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle 200 mit elektrischen Kontaktstrukturen vor der Montage einer Photovoltaikzellenelektrode gemäß einem zweiter Ausführungsbeispiel
Wie in 2 dargestellt, sind einige oder alle der Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise der Kontaktfinger 104, 106, 108, jeweils in eine Mehrzahl von Metallisierungsliniensegmente 202, 204, 206, 208, beispielsweise in eine Mehrzahl von Kontaktfingersegmente 202, 204, 206, 208, aufgeteilt, wobei die einzelnen Metallisierungsliniensegmente 202, 204, 206, 208, beispielsweise die Kontaktfingersegmente 202, 204, 206, 208, jeweils einzeln unabhängig voneinander in entsprechender Weise wie die Metallisierungslinien 104, 106, 108, beispielsweise die Kontaktfinger 104, 106, 108 in 1A, abweichend von den Standardrasterpositionen 102 versetzt angeordnet sind zum Codieren der oben beschriebenen Information. Auf diese Weise kann der Adressraum gegenüber den Ausführungsbeispielen von 1 vergrößert werden, wenn für einzelne Metallisierungsliniensegmente 202, 204, 206, 208, beispielsweise Kontaktfingersegmente 202, 204, 206, 208, der Metallisierungslinien (beispielsweise der Kontaktfinger) unterschiedliche Abweichungen zugelassen werden. Nahtstelle zwischen den Metallisierungsliniensegmenten 202, 204, 206, 208 können die Busbars 116 sein, die den Versatz der Metallisierungsliniensegmente 202, 204, 206, 208, beispielsweise der Kontaktfingersegmente 202, 204, 206, 208, und eventuell damit verbundene herstellungsbedingte Unsauberkeiten überdecken. Bei drei Busbars 116 wie in 2 dargestellt kann beispielsweise jede Metallisierungslinie, beispielsweise jeder Kontaktfinger, vier Metallisierungsliniensegmente 202, 204, 206, 208 mit unterschiedlichen Abweichungen aufweisen.
In den in 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind zum Codieren der Information drei unterschiedliche Typen von Metallisierungsliniensegmenten 202, 204, 206, 208, beispielsweise von Kontaktfingersegmenten 202, 204, 206, 208, vorgesehen.
2 zeigt beispielsweise erste Kontaktfingersegmente 210, die an den Standard-Rasterpunktlagen 102 ohne Versatz angeordnet sind, zweite Kontaktfingersegmente 212, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 102 versetzte obere Versatz-Position angeordnet sind, und dritte Kontaktfingersegmente 214, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 102 versetzte untere Versatz-Position angeordnet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Betrag der Abweichung vom Rastermittelpunkt 102 so gewählt werden, dass die Abweichungen mit einem optischen Leser eindeutig identifizierbar sind, visuell jedoch weitgehend unsichtbar bleiben und den Wirkungsgrad der Solarzelle nicht beeinträchtigen. Die Abweichung kann beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 50 μm bis ungefähr 100 μm vom Rastermittelpunkt 102 liegen.
Somit kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen zumindest ein Teil der Kontaktfinger eine Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten aufweisen, wobei die unregelmäßige Struktur gebildet wird von den Kontaktfingersegmenten, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann jeder der Busbars 116 zwischen zwei Kontaktfingersegmenten der Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten angeordnet sein derart, dass der jeweilige Busbar 116 die zwei benachbarten Kontaktfingersegmente elektrisch miteinander koppelt.
3 zeigt eine Vorderseitenansicht einer Photovoltaikzelle 300 mit elektrischen Kontaktstrukturen vor der Montage einer Photovoltaikzellenelektrode gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt ebenfalls Standard-Rasterpunktpositionen 302. In diesen Ausführungsbeispielen ist anstelle oder zusätzlich zu dem Versatz von Metallisierungslinien zur Codierung von Information ein örtlicher Versatz von in diesen Ausführungsbeispielen vorgesehenen Kontaktlöchern, beispielsweise von metallisches Kontaktlöchern, beispielsweise in Form von sogenannten ”Metal wrap through” Kontaktlöchern, vorgesehen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, dass die Kontaktlöcher für die Durchkontaktierungen per Laser erzeugt werden und anschließend metallisiert werden. In diesem Fall sind beispielsweise zellenspezifische Variationen der Kontaktlochpositionen durch Verschieben des Laserkopfes um einen definierten Betrag vom jeweiligen Rastermittelpunkt 302 möglich.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es vorgesehen, die Abweichungen nur in einer Dimension (z. B. in x-Richtung in dem Richtungsdiagramm 312 in 3) zuzulassen bzw. vorzusehen, oder in beiden Dimensionen (z. B. in x-Richtung und in y-Richtung in dem Richtungsdiagramm 312 in 3). Bei nur einer Dimension und einem Abweichungsbetrag ergeben sich drei mögliche Lagepositionen, bei zwei Dimensionen und einem Abweichungsbetrag ergeben sich neun mögliche Lagepositionen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Beschränkung der Abweichungen auf eine Dimension vorgesehen, weil die Abweichungen dann entlang der Kontaktfinger-Achse verlaufen können und somit keinen Einfluss auf die Kontaktfinger und deren Lage und Struktur haben.
Alternativ oder zusätzlich können mehrere Abweichungsbeträge verwendet werden, ähnlich wie in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es kann ausreichend sein, aufgrund der Vielzahl der vorhandenen Kontaktlöcher (beispielsweise mehr als 100 Kontaktlöcher pro Photovoltaikzelle) nur einen Teil der Kontaktlöcher für die Identifikation zu verwenden und dafür Abweichungen zuzulassen.
Der Betrag der Abweichung vom Rastermittelpunkt, in 3 beispielsweise von den Standard-Rasterpunktpositionen 302, wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen so gewählt, dass die Abweichungen mit einem optischen Leser eindeutig identifizierbar sind, visuell jedoch weitgehend unsichtbar bleiben und den Wirkungsgrad der Photovoltaikzelle 300 (beispielsweise Solarzelle 300) nicht beeinträchtigen. Die Abweichung kann beispielsweise liegen in einem Bereich von ungefähr 50 μm oder ungefähr 100 μm vom jeweiligen zugehörigen Rastermittelpunkt 302.
In 3 sind eine Mehrzahl von Metallisierungslinien 304, beispielsweise eine Mehrzahl von Kontaktfingern 304, dargestellt, sowie eine Vielzahl von metallisch leitfähigen Kontaktlöchern (wobei beispielsweise die Lochinnenwände der Kontaktlöcher mit elektrisch leitfähigem Material beschichtet sind, beispielsweise mit einem Metall; alternativ können die Kontaktlöcher mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt sein). Es sind in dem in 3 gezeigten Fall drei Arten (hinsichtlich des Versatzes von dem einem jeweiligen Kontaktloch zugehörigen Kontaktloch) von Kontaktlöchern vorgesehen.
3 zeigt erste Kontaktlöcher 306, die an den Standard-Rasterpunktlagen 302 ohne Versatz angeordnet sind, zweite Kontaktlöcher 308, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 302 versetzte linke Versatz-Position angeordnet sind, und dritte Kontaktlöcher 310, die an einer jeweiligen bezogen auf die zugeordnete Standard-Rasterpunktlage 302 versetzte rechte Versatz-Position angeordnet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Metallisierungslinien 304, beispielsweise die Kontaktfinger 304, in einem Abstand voneinander angeordnet in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 10 mm.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die Standard-Rasterpunktlagen 302 in einem Abstand voneinander angeordnet (und damit auch die ersten Kontaktlöcher 306, die ohne Versatz angeordnet sind), beispielsweise in einem Abstand voneinander in einem Bereich von ungefähr 5 mm bis ungefähr 40 mm. Die linke Versatz-Position kann in einem Abstand von der jeweiligen Standard-Rasterpunktposition 102 angeordnet sein in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 100 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 80 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 μm bis ungefähr 60 μm, beispielsweise in einem Abstand von 50 μm in einer ersten Richtung (in 3 nach ”links”). Die rechte Versatz-Position kann in einem Abstand von der jeweiligen Standard-Rasterpunktposition 302 angeordnet sein in einem Bereich von ungefähr 20 μm bis ungefähr 100 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 80 μm, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 40 μm bis ungefähr 60 μm, beispielsweise in einem Abstand von 50 μm in einer zweiten Richtung, die unterschiedlich ist von, beispielsweise entgegengesetzt zu, der ersten Richtung (in 3 nach ”rechts”).
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Kontaktlöcher 306, 308, 310 einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 200 μm, beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 150 μm, beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 μm bis ungefähr 120 μm.
Somit ist in 3 eine Implementierung einer Photovoltaikzelle 300 bereitgestellt, bei der eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen (in verschiedenen Ausführungsbeispielen in Form von Kontaktlöchern 306, 308, 310) vorgesehen sind, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart örtlich verteilt entlang einer Oberfläche der Photovoltaikzelle 300 angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (beispielsweise im Versatz von Kontaktlöchern 306, 308, 310) codiert ist. Anschaulich bildet in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Anordnung der Mehrzahl von Kontaktlöchern 306, 308, 310 eine verglichen mit einer regelmäßigen Standard-Rasteranordnung unregelmäßige Struktur, die zum Codieren von Information verwendet wird. Beispielsweise kann die codierte (vorgegebene) Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweisen.
4 zeigt eine Vorderseitenansicht eines Ausschnitts einer Photovoltaikzelle 400 mit elektrischen Kontaktstrukturen vor der Montage einer Photovoltaikzellenelektrode gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind im Unterschied zu der Photovoltaikzelle 300 von 3 bei der Photovoltaikzelle 400 von 4 nicht relativ große ”Metal wrap through” Kontaktlöcher 306, 308, 310 vorgesehen, sondern stattdessen oder teilweise stattdessen sind sogenannte ”Emitter wrap through” (anschaulich negativ dotierte) Kontaktlöcher 402 vorgesehen, die ebenfalls vorgesehen sein können zum Codierung von Information mittels Versatzes einiger oder aller ”Emitter wrap through” Kontaktlöcher 402 von vorgegebenen Standard-Rasterpunktpositionen (in 4 nicht dargestellt).
Somit wird anschaulich in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Codierung von gewünschter Information implementiert mittels Codierung von Abweichungen von ”Emitter wrap through” Kontaktlöchern 402, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine hohe Anzahl von Kontaktlöchern 402 (beispielsweise mehr als 10.000 Kontaktlöcher pro Photovoltaikzelle) vorgesehen sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die ”Emitter wrap through” Kontaktlöcher 402 einzeln und individuell versetzt sein zur Codierung der Information. Weiterhin können die ”Emitter wrap through” Kontaktlöcher 402 auch in mehrere Gruppen von Kontaktlöchern 402 gruppiert werden oder sein, wobei die Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elemente gebildet wird von den Gruppen von Kontaktlöchern, welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die ”Emitter wrap through” Kontaktlöcher 402 in einem Abstand voneinander angeordnet sein in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 5 mm. Ferner können die ”Emitter wrap through” Kontaktlöcher 402 einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich von ungefähr 10 μm bis ungefähr 200 μm, beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 30 μm bis ungefähr 150 μm, beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 μm bis ungefähr 120 μm.
5 zeigt eine Anordnung 500 zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle 506 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Anordnung 500 auf einen Code-Generator 502 zum Erzeugen eines die vorgegebene Information repräsentierenden Codes, sowie eine mit dem Code-Generator 502 gekoppelte Einrichtung 504 zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen 508 auf mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle 506. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Einrichtung 504 derart eingerichtet sein, dass sie die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (beispielsweise Metallisierungslinien und/oder Kontaktlöcher) 508 derart (beispielsweise in einer unregelmäßigen Struktur) an oder auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle 506 anordnet, dass der Code mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen 508 codiert ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen vergibt der Code-Generator 502 für jede Photovoltaikzelle 506 (beispielsweise für jede Solarzelle 506) während der Herstellung derselben einen die gewünschte zu codierende Information repräsentierenden Code, beispielsweise eine Identifikationsnummer und setzt diese in ein Photovoltaikzellen-spezifisches Abweichungsmuster der Kontaktstrukturen 508 auf der Vorderseite der Photovoltaikzelle 506 (beispielsweise der Solarzelle 506) um. Dieses Abweichungsmuster wird während der Herstellung auf die Photovoltaikzelle 506 (beispielsweise der Solarzelle 506) aufgebracht.
Die Einrichtung 504 zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen 508 kann mindestens einen Druckkopf 510 (beispielsweise einen oder mehrere Extrusions-Druckköpfe 510) aufweisen, der eingerichtet ist zum Drucken der Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf die mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle.
Alternativ kann die Einrichtung 504 zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen 508 eine Einrichtung (nicht dargestellt) zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Kontaktloch aufweisen. Die Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Kontaktloch kann aufweisen mindestens eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Loch, und mindestens eine Einrichtung zum Beschichten der Lochinnenwand des mindestens einen Loches mit elektrisch leitfähigem Material oder zum Negativ-Dotieren der Lochinnenwand des mindestens einen Loches, so dass das mindestens ein Kontaktloch gebildet wird. Die Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle verlaufenden Loch kann einen Laser aufweisen.
6 zeigt ein Photovoltaikzellenmodul (beispielsweise ein Solarzellenmodul) 600 mit eingebauten Photovoltaikzellen (beispielsweise Solarzellen) 602, einem Rahmen 604, einer Frontscheibe 608 und einer Rückseitenabdeckung 606 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die vorgegebene Information eine Photovoltaikzellen-spezifische und/oder eine Photovoltaikzellenmodul-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren des Photovoltaikzellenmoduls 600 aufweisen.
7 zeigt eine Photovoltaikzellenmodul-Leseanordnung 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Photovoltaikzellenmodul-Leseanordnung 700 (allgemein eine Anordnung zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle 602) weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf eine Einrichtung 702 (beispielsweise in Form einer Kamera 702 mit einem daran gekoppelten Prozessor (nicht dargestellt), der die Lage der jeweils mittels der Kamera 702 aufgenommenen elektrisch leitfähigen Elemente, wie sie oben beschrieben worden sind, berechnet), eingerichtet zum Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart an auf einer (beispielsweise lichteinfallsseitigen) Oberfläche einer jeweils aufgenommenen Photovoltaikzelle 602 (eingebaut in einem Photovoltaikzellenmodul 600) (die sich beispielsweise in einem Bildfeld 704 der Kamera 702 befindet) angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist. Die Anordnung 700 weist ferner eine mit der Einrichtung 702 gekoppelte Einrichtung 706 auf (beispielsweise implementiert als ein Prozessor), eingerichtet zum Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.
In diesen Ausführungsbeispielen wird die Positionsinformation über die Lage der die Information codierenden elektrisch leitfähigen Elemente ermittelt zu einem Zeitpunkt, in dem die Photovoltaikzellen 602 schon in das Photovoltaikzellenmodul 600 eingebaut ist.
Alternativ kann in einem anderen Ausführungsbeispiel die Information gelesen werden zu einem Zeitpunkt, zu dem die Photovoltaikzellen noch nicht in ein Photovoltaikzellenmodul eingebaut worden sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist es somit allgemein vorgesehen, mit einem optischen Lesegerät aus dem Abweichungsmuster jeder Photovoltaikzelle (beispielsweise Solarzelle) die zugehörige Identifikationsnummer der Photovoltaikzelle (beispielsweise Solarzelle) zu erhalten.
Das Auslesen der Identifikationsnummer kann sowohl während der Herstellung oder Prüfung der Photovoltaikzelle (beispielsweise Solarzelle) und des Photovoltaikzellenmoduls (beispielsweise Solarzellenmoduls) erfolgen als auch danach (z. B. im Verkaufslager oder nach der Installation). Für das Auslesen nach Installation ist beispielsweise ein mobiles Lesegerät in verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehen.
Die Identifikationsnummer einer Photovoltaikzelle (beispielsweise Solarzelle) in einem Photovoltaikzellenmodul (beispielsweise Solarzellenmodul) kann gleichzeitig zur Identifikation des Photovoltaikzellenmoduls (beispielsweise Solarzellenmoduls) verwendet werden.
8 zeigt eine Photovoltaikzellen-Leseanordnung 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Photovoltaikzellen-Leseanordnung 800 (allgemein eine Anordnung zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle 602, die beispielsweise mittels eines Transportbandes 802 zugeführt wird) weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen auf eine Einrichtung 702 (beispielsweise in Form einer Kamera 702 mit einem daran gekoppelten Prozessor (nicht dargestellt), der die Lage der jeweils mittels der Kamera 702 aufgenommenen elektrisch leitfähigen Elemente, wie sie oben beschrieben worden sind, berechnet), eingerichtet zum Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart in einer unregelmäßigen Struktur auf einer Oberfläche einer jeweils aufgenommenen Photovoltaikzelle 602 (die sich beispielsweise in einem Bildfeld 704 der Kamera 702 befindet) angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist. Die Anordnung 800 weist ferner eine mit der Einrichtung 702 gekoppelte Einrichtung 804 auf (beispielsweise implementiert als ein Prozessor), eingerichtet zum Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren aufweisen ein Erstellen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart an oder auf einer (beispielsweise lichteinfallsseitigen) Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet werden, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert wird.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm 900, in dem ein Verfahren zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren aufweisen, in 902, ein Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart an oder auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist, und, in 904, ein Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann zumindest ein Teil der Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf der emitterseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die vorgegebene Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweist.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Photovoltaikzelle (beispielsweise eine Solarzelle) bereitgestellt, aufweisend eine Rückseite und eine lichtempfindliche Vorderseite mit Kontaktstrukturen, wobei die Position einer Kontaktstruktur auf der Vorderseite um einen definierten Betrag vom Mittelpunkt eines vorgegebenen Rasters abweichen kann und die Abweichungen mehrere Kontaktstrukturen ein Identifizierungsmerkmal für die Solarzelle bilden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Abweichung unterschiedliche Beträge aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die leitfähigen Strukturen Kontaktfinger sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können einzelne Bereiche eines Kontaktfingers unterschiedliche Abweichungen aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die leitfähigen Bereiche ”Metal wrap through”-Kontaktlöcher sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die leitfähigen Bereiche ”Emitter wrap through”-Kontaktlöcher sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Abweichungen für ”Emitter wrap through”-Kontaktlöcher und ”Metal wrap through”-Kontaktlöcher blockweise erfolgen bzw. vorgesehen sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Codieren einer Identifikationsnummer in ein optisches Muster für Kontaktstrukturen einer Photovoltaikzelle (beispielsweise einer Solarzelle), welches definierte Abweichungen von einem Rastermittelpunkt beinhaltet, bereitgestellt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren aufweisen eine entsprechende individuelle Ansteuerung einer Fertigungsanlage für Photovoltaikzellen (beispielsweise für Solarzellen), beispielsweise eine entsprechende individuelle Ansteuerung einer Mehrzahl vorgesehener Druckköpfe (beispielsweise Extrusions-Druckköpfe). In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Fertigungsanlage einen Drucker (beispielsweise aufweisend einen oder mehrere Druckköpfe) für Extrusionspasten aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Fertigungsanlage eine Laserbearbeitung mit entsprechenden Lasereinrichtungen aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zur Decodierung eines optischen Musters an Kontaktstrukturen einer Photovoltaikzelle (beispielsweise einer Solarzelle) bereitgestellt, welches definierte Abweichungen von einem Rastermittelpunkt beinhaltet, in eine Identifikationsnummer. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren unter Verwendung an sich bekannter Verfahren und Algorithmen der Bilderkennung und Mustererkennung durchgeführt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202009006898 U1 [0003]
DE 3719983 C1 [0004]
WO 2007/099138 A1 [0004]

Claims

Photovoltaikzelle (100), aufweisend • eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108), • wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) derart an der lichteinfallsseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle (100) angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) codiert ist.
Photovoltaikzelle (100) gemäß Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) relativ zueinander derart in einer unregelmäßigen Struktur an der Oberfläche der Photovoltaikzelle (100) angeordnet sind, dass die vorgegebene Information mittels der unregelmäßigen Struktur codiert ist.
Photovoltaikzelle (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, • wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (104, 106, 108) mindestens einen Kontaktfinger (104, 106, 108) aufweist; • wobei die Anordnung gebildet wird von den Kontaktfingern (102, 104, 106, 108), welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
Photovoltaikzelle (100, 200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, • wobei der mindestens eine Kontaktfinger (104, 106, 108) eine Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten (202, 204, 206, 208) aufweist; • wobei die Anordnung gebildet wird von den Kontaktfingersegmenten (202, 204, 206, 208), welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
Photovoltaikzelle (100, 200) gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: • mindestens einen Busbar (116); • wobei der Busbar (116) zwischen zwei Kontaktfingersegmenten (202, 204, 206, 208) der Mehrzahl von Kontaktfingersegmenten (202, 204, 206, 208) angeordnet ist derart, dass der Busbar (116) die zwei Kontaktfingersegmente (202, 204, 206, 208) elektrisch miteinander koppelt.
Photovoltaikzelle (100, 300, 400) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen mindestens ein durch die Photovoltaikzelle verlaufendes Kontaktloch (306, 308, 310, 402) aufweist.
Photovoltaikzelle (100, 300, 400) gemäß Anspruch 6, wobei die Anordnung gebildet wird von einer Mehrzahl von Kontaktlöchern (306, 308, 310, 402), welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
Photovoltaikzelle (100, 300, 400) gemäß Anspruch 7, • wobei die Vielzahl von Kontaktlöchern (306, 308, 310, 402) in mindestens zwei Gruppen von Kontaktlöchern (306, 308, 310, 402) gruppiert sind; • wobei die Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen gebildet wird von den Gruppen von Kontaktlöchern (306, 308, 310, 402), welche zum Codieren der vorgegebenen Information wahlweise und unabhängig voneinander von einer vordefinierten Standardposition abweichend angeordnet sind.
Photovoltaikzelle (100, 300, 400) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das mindestens eine Kontaktloch (306, 308, 310) an seiner Innenwand mit einer metallischen Beschichtung versehen ist.
Photovoltaikzelle (100, 300, 400) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei das mindestens eine Kontaktloch (306, 308, 310) an seiner Innenwand mit einer negativen Dotierung versehen ist.
Photovoltaikzelle (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen eine vorgegebene Abweichung von einer regelmäßigen vorgegebenen Rasterstruktur der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen ist.
Photovoltaikzelle (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die vorgegebene Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle (100) aufweist.
Photovoltaikzellenmodul (600) mit einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen (602) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
Anordnung (500) zum Aufbringen einer vorgegebenen Information auf eine Photovoltaikzelle (506), wobei die Anordnung (500) aufweist: • einen Code-Generator (502) zum Erzeugen eines die vorgegebene Information repräsentierenden Codes; • eine mit dem Code-Generator (502) gekoppelte Einrichtung (504) zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen auf mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle (506), • wobei die Einrichtung (504) derart eingerichtet ist, dass sie die Mehrzahl von leitfähigen Elementen (508) derart an der lichteinfallsseitigen Oberfläche der Photovoltaikzelle (506) anordnet, dass der Code mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (508) codiert ist.
Anordnung (500) gemäß Anspruch 14, wobei die Einrichtung (504) zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen (508) mindestens einen Druckkopf (510) aufweist, der eingerichtet ist zum Drucken der Mehrzahl von leitfähigen Elementen (508) auf die mindestens eine Fläche der Photovoltaikzelle (506).
Anordnung (500) gemäß Anspruch 15, wobei der mindestens eine Druckkopf (510) mindestens einen Extrusions-Druckkopf (510) aufweist.
Anordnung (500) gemäß Anspruch 14, wobei die Einrichtung (504) zum Aufbringen einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen (508) eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle (506) verlaufenden Kontaktloch aufweist.
Anordnung (500) gemäß Anspruch 17, mindestens eine Einrichtung zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle (506) verlaufenden Loch einen Laser aufweist.
Anordnung (500) gemäß einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei die Einrichtung (504) zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle (506) verlaufenden Kontaktloch aufweist: mindestens eine Einrichtung zum Beschichten der Lochinnenwand des mindestens einen Loches mit elektrisch leitfähigem Material, so dass das mindestens eine Kontaktloch gebildet wird.
Anordnung (500) gemäß einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei die Einrichtung (504) zum Bilden von mindestens einem durch die Photovoltaikzelle (506) verlaufenden Kontaktloch aufweist eine Einrichtung zum Negativ-Dotieren der Lochinnenwand des mindestens einen Loches, so dass das mindestens eine Kontaktloch gebildet wird.
Verfahren (900) zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle, wobei das Verfahren aufweist: • Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist (902); und • Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information (904).
Verfahren gemäß Anspruch 20 oder 21, wobei die vorgegebene Information eine Photovoltaikzellen-spezifische Identifikationsinformation zum Identifizieren der Photovoltaikzelle aufweist.
Anordnung (700, 800) zum Ermitteln einer Information von einer Photovoltaikzelle (602), wobei die Anordnung (700, 800) aufweist: • eine Einrichtung (702), eingerichtet zum Ermitteln von Positionen von einer Mehrzahl von leitfähigen Elementen, wobei die Mehrzahl von leitfähigen Elementen derart auf einer Oberfläche der Photovoltaikzelle (602) angeordnet sind, dass eine vorgegebene Information mittels der Anordnung der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codiert ist; und • eine Einrichtung (706), eingerichtet zum Ermitteln einer in den Positionen der Mehrzahl von leitfähigen Elementen codierten Information.