DE102011001207A1 - Solar module for small electrical appliances - Google Patents
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Abstract
Ein Solarmodul für elektrische Kleingeräte, der mindestens eine auf einem Trägerkörper (8) angeordnete Solarzelle (1) mit jeweils positiven und negativen Solarzellenkontakten, die über auf dem Trägerkörper (8) ausgebildete erste und zweite Kontaktbahnen (6, 7) elektrisch miteinander verschaltet sind, umfasst, weist nur an der Rückseite der Solarzelle (1) ausgebildete, im Wechsel parallel verlaufende, linienförmige Pluskontakte (2) und Minuskontakte sowie auf dem Trägerkörper (8) für die jeweilige Solarzelle (1) angeordnete erste und zweite Kontaktbahnreihen, jeweils bestehend aus im Abstand von zwei Plus- oder Minuskontakten parallel angeordneten und entsprechend den Plus- und Minuskontakten der Solarzelle ausgerichteten ersten und zweiten Kontaktbahnen (6, 7) auf, wobei die mit den Pluskontakten (2) elektrisch verbundenen ersten Kontaktbahnen (6) gegenüber den zweiten Kontaktbahnen (7) um den Abstand zwischen zwei Solarzellenkontakten versetzt angeordnet sind. Das so ausgebildete Solarmodul zeichnet sich durch geringe Bauhöhe, einfache Fertigung und sichere Kontaktierung aus.A solar module for small electrical devices, comprising at least one solar cell (1) arranged on a carrier body (8) with positive and negative solar cell contacts each, which are electrically connected to one another via first and second contact tracks (6, 7) formed on the carrier body (8), comprises, has only on the rear side of the solar cell (1) formed, alternately parallel, linear plus contacts (2) and minus contacts as well as first and second rows of contact tracks arranged on the carrier body (8) for the respective solar cell (1), each consisting of im Distance between two plus or minus contacts arranged in parallel and aligned according to the plus and minus contacts of the solar cell first and second contact tracks (6, 7), the first contact tracks (6) electrically connected to the plus contacts (2) being opposite the second contact tracks ( 7) are arranged offset by the distance between two solar cell contacts. The solar module designed in this way is characterized by its low overall height, simple manufacture and secure contact.
Description
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul für elektrische Kleingeräte, das mindestens eine auf einem Trägerkörper angeordnete Solarzelle mit jeweils positiven und negativen Solarzellenkontakten, die über auf dem Trägerkörper ausgebildete Kontaktleiterbahnen elektrisch miteinander verschaltet sind, umfasst.The invention relates to a solar module for small electrical appliances, which comprises at least one arranged on a support body solar cell with each positive and negative solar cell contacts, which are electrically connected to each other via formed on the support body contact tracks.
Die auf einem isolierenden Trägerkörper in Serien-, Parallel- oder Serien-Parallelschaltung elektrisch miteinander verbundenen Solarzellen eines Solarmoduls weisen üblicherweise jeweils einen Rückkontakt auf der Rückseite und einen Frontkontakt auf der Frontseite auf, die als metallisierter Oberflächenbereich ausgebildet sind. Auf dem Trägerkörper angeordnete Rückkontakt- und Frontkontaktleiterbahnen verbinden die jeweils benachbarten Rück- und Frontkontakte der einzelnen Solarzellen je nach Verschaltungsprinzip miteinander und führen diese zu einem zentralen Anschlussterminal.The solar cells of a solar module which are electrically connected to one another in series, parallel or series parallel connection on an insulating carrier body usually each have a back contact on the rear side and a front contact on the front side, which are formed as a metallized surface region. Rear contact and front contact conductor tracks arranged on the carrier body connect the respectively adjacent rear and front contacts of the individual solar cells with one another depending on the interconnection principle and lead them to a central connection terminal.
Bei einem aus der
Ein in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarmodul der eingangs erwähnten Art anzugeben, das bei geringer Bauhöhe und vermindertem Fertigungsaufwand eine zuverlässige Kontaktierung zwischen den Solarzellenkontakten und den Kontaktleiterbahnen auf dem Trägerkörper gewährleistet.The invention has for its object to provide a solar module of the type mentioned above, which ensures a reliable contact between the solar cell contacts and the contact traces on the support body with low height and reduced manufacturing costs.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass ausschließlich Rückseitenkontakte aufweisende Solarzellen, das heißt, Solarzellen mit nur an der Rückseite ausgebildeten, im Wechsel parallel verlaufenden, linienförmigen Plus- und Minuskontakten, mit auf einem Trägerkörper für die jeweilige Solarzelle angeordneten ersten und zweiten Kontaktbahnreihen, die jeweils aus im Abstand von zwei Plus- oder Minuskontakten parallel angeordneten und entsprechend den Plus- und Minuskontakten der Solarzelle ausgerichteten ersten und zweiten Kontaktbahnen bestehen, elektrisch verbunden sind. Dabei sind die mit den rückseitigen Pluskontakten der Solarzelle elektrisch verbundenen ersten Kontaktbahnen gegenüber den mit den rückseitigen Minuskontakten der Solarzelle verbundenen zweiten Kontaktbahnen um den Abstand zwischen zwei Solarzellenkontakten versetzt angeordnet.The basic idea of the invention is that solar cells having back side contacts only, that is to say, solar cells with line-shaped plus and minus contacts formed only on the rear side and running parallel, have first and second contact path rows arranged on a carrier body for the respective solar cell each consist of spaced apart from two plus or minus contacts arranged in parallel and aligned according to the positive and negative contacts of the solar cell aligned first and second contact tracks are electrically connected. In this case, the first contact paths which are electrically connected to the rear-side plus contacts of the solar cell are offset by the distance between two solar cell contacts with respect to the second contact paths connected to the rear negative contacts of the solar cell.
Das so ausgebildete Solarmodul kann auf einfache Art, das heißt mit geringem Zeit-, Kosten- und Apparateaufwand sowie mit einer zuverlässigen Kontaktierung zwischen den Solarzellenkontakten und den Kontaktbahnen auf dem Trägerkörper, und zwar ohne Kurzschlussgefahr, gefertigt werden. Er zeichnet sich zudem durch eine gerade bei elektrischen Kleinstgeräten wichtige geringe Bauhöhe aus.The solar module formed in this way can be manufactured in a simple manner, that is to say with a low expenditure of time, cost and apparatus and with reliable contacting between the solar cell contacts and the contact paths on the carrier body, without risk of short circuits. It is also characterized by an especially important in small electrical appliances low height.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Plus- und Minuskontakte der Solarzelle mit den Kontaktbahnen des Trägerkörpers jeweils über zwei im Abstand angeordnete Lötpunkte miteinander verbunden sind. Ein Verziehen des Solarmoduls bei der Kontaktierung wird vermieden, während trotz der in geringem Abstand ausgebildeten Solarzellenkontakte eine Kurzschlusskontaktierung durch die Lötpunkte aufgrund der versetzten Anordnung der Kontaktbahnen auf dem Trägerkörper verhindert wird.According to a further feature of the invention, the positive and negative contacts of the solar cell with the contact paths of the carrier body are connected to each other via two spaced soldering points. Distortion of the solar module in the contacting is avoided, while a short-circuit contact is prevented by the solder pads due to the staggered arrangement of the contact paths on the carrier body despite the formed at a small distance solar cell contacts.
In Ausgestaltung der Erfindung können die Plus- und Minuskontakte der Solarzelle mit den Kontaktbahnen auf dem Trägerkörper auch mittels eines Leitklebers verbunden sein.In an embodiment of the invention, the positive and negative contacts of the solar cell can be connected to the contact tracks on the carrier body by means of a conductive adhesive.
In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die beiden Kontaktbahnreihen jeweils über eine Leiterbahn verbunden, die über eine Durchkontaktierungsbohrung im Trägerkörper zu mindestens einem Plus- und einem Minuskontaktierungspunkt an der freien Unterseite des Solarmoduls führt.In a further embodiment of the invention, the two contact path rows are each connected via a conductor track which leads via a through-hole in the carrier body to at least one plus and one minus contact point on the free underside of the solar module.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Innen- und Außenfläche des Trägerkörpers eine Abdecklackschicht zur Isolierung der Kontaktbahnen und der Leiterbahnen des Solarmoduls ausgebildet.In a further embodiment of the invention, a Abdecklackschicht is formed on the inner and outer surfaces of the carrier body for the isolation of the contact paths and the conductor tracks of the solar module.
Gemäß einem noch anderen Merkmal der Erfindung ist an der freien Seite des Trägerkörpers eine Elektronik angeordnet, um das Solarmodul unmittelbar als elektronisches Bauteil zur Steuerung und Ladung eines Akkus auszubilden.According to yet another feature of the invention, an electronics is arranged on the free side of the carrier body to form the solar module directly as an electronic component for controlling and charging a battery.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines einen Trägerkörper mit mindestens einer Solarzelle umfassenden Solarmoduls für elektrische Kleingeräte werden auf dem Trägerkörper mindestens jeweils zwei Kontaktbahnreihen jeweils aus im Abstand angeordneten, aber zueinander versetzten Kontaktbahnen erzeugt und durch Leiterbahnen miteinander elektrisch verbunden. Auf die Innen- und Außenseite des Trägerkörpers wird eine Abdecklackschicht zur Isolierung der Kontaktbahnen und der Leiterbahnen aufgetragen. Die Kontaktbahnen werden mit Lötpunkten oder Leitkleber benetzt. Auf den so vorbereiteten Trägerkörper wird mindestens eine zu den Kontaktbahnreihen ausgerichtete Solarzelle mit nur an deren Rückseite ausgebildeten, im Wechsel parallel verlaufenden linienförmigen Plus- und Minuskontakten aufgelegt und anschließend wird das Lötmaterial oder der Leitkleber unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet. Die Herstellung kann mit einfachen Vorrichtungen, das heißt ohne Einsatz aufwändiger Sondermaschinen durchgeführt werden.According to the inventive method for producing a carrier body comprising at least one solar cell solar module for Small electrical appliances are on the support body at least two rows of contact tracks each arranged at a distance, but mutually offset contact paths generated and electrically connected by interconnects. On the inside and outside of the carrier body a Abdecklackschicht is applied for the isolation of the contact tracks and the conductor tracks. The contact tracks are wetted with solder pads or conductive adhesive. At least one solar cell aligned with the contact path rows is placed on the support body thus prepared with only linear formed plus and minus contacts formed on the rear side thereof, and then the solder material or the conductive adhesive is cured under the effect of heat. The production can be carried out with simple devices, that is without the use of complex special machines.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Bei der in
Zur Stromabnahme von der Solarzelle
Die Herstellung eines oben beschriebenen und zuverlässig verschalteten Solarmoduls mit nur an der Rückseite der Solarzelle im Wechsel ausgebildeten +/–Kontakten, der im Vergleich mit den bekannten Solarmodulen zudem eine verminderte Bauhöhe aufweist, ist mit geringem Aufwand verbunden. Auf dem Trägerkörper werden entsprechend der Anzahl der Solarzellen mehrere Kontaktbahnreihen angebracht und vorzugsweise mit einer kostengünstigen Lötpaste oder einem Leitkleber benetzt, und zwar aufgrund der in zwei Kontaktbahnreihen versetzten Kontaktleiterbahnen ohne Kurzschlussgefahr. Nach dem Auflegen der entsprechenden Anzahl von Solarzellen auf den so vorbereiteten Trägerkörper erfolgt eine Aushärtung des Leitklebers bzw. des Lots durch Wärmeeintrag. Die Herstellung kann – gegenüber den bekannten Verfahren zur Fertigung von Solarmodulen mit Front- und Rückseitenkontakten – ohne Einsatz von Sondermaschinen weitgehend automatisiert und daher mit vermindertem Zeit- und Kostenaufwand durchgeführt werden.The production of a above-described and reliably interconnected solar module with only formed on the back of the solar cell alternately +/- contacts, which also has a reduced height in comparison with the known solar modules, is associated with little effort. On the carrier body a plurality of rows of contact paths are mounted according to the number of solar cells and preferably wetted with a cost solder paste or a conductive adhesive, due to the offset in two rows of contact lines contact tracks without risk of short circuit. After placing the appropriate number of solar cells on the thus prepared carrier body curing of the conductive adhesive or solder takes place by heat input. The production can - compared to the known methods for the production of solar modules with front and back contacts - largely automated without the use of special machines and therefore be carried out with reduced time and cost.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Solarzellesolar cell
- 22
- Pluskontakte (Solarzellen-/Rückseitenkontakte)Positive contacts (solar cell / backside contacts)
- 33
- Minuskontakte (Solarzellen-/Rückseitenkontakte)Negative contacts (solar cell / back side contacts)
- 44
-
erste Kontaktbahnreihe (+) von
8 first contact track row (+) of8th - 55
-
zweite Kontaktbahnreihe (–) von
8 second contact track row (-) of8th - 66
- erste Kontaktbahnen (+)first contact tracks (+)
- 77
- zweite Kontaktbahnen (–)second contact tracks (-)
- 88th
- Trägerkörpersupport body
- 99
- Solarmodulsolar module
- 1010
- Lötpunkteplumb
- 1111
-
Leiterbahn auf Oberseite von
8 Conductor on top of8th - 1212
-
Leiterbahn auf Unterseite von
8 Trace on underside of8th - 1313
-
Durchkontaktierungsbohrung in
8 Through hole in8th - 1414
-
Durchkontaktierungsbohrung in
8 Through hole in8th - 15, 1615, 16
- Plus-/Minus-KontaktpunktePlus / minus contact points
- 1717
- Abdecklackschichtresist layer
- aa
-
Abstand zwischen
2 und3 distance between2 and3
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3520423 [0003] DE 3520423 [0003]
- DE 10261876 A1 [0004] DE 10261876 A1 [0004]
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