-
Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit Kontaktfolie und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein aus Wafersolarzellen gebildetes Solarmodul mit Kontaktfolie.
-
Um die erzeugte elektrische Energie aus mehreren Solarzellen zu bündeln, werden diese üblicherweise zu Solarmodulen zusammengeschaltet. Hierzu werden die Solarzellen auf einem Substrat angeordnet, mittels metallischen Verbindern (sogenannten Bändchen) elektrisch miteinander verbunden und mit einer Verkapselungsmasse verkapselt. Die in der Regel streifenförmigen metallischen Verbinder verbinden jeweils eine Solarzellenvorderseite einer Solarzelle mit einer Solarzellenrückseite einer benachbarten Solarzelle. Hierzu wird auf jeder Solarzellenoberfläche ein Kontaktbereich mittels Pastenmetallisierung gebildet. Auf diesen Kontaktbereich wird der Verbinder angeordnet und verlötet.
-
Die Verwendung derartiger Pastenmetallisierungen bringt einige Nachteile mit sich. Um eine gute elektrische Verbindung mit dem üblicherweise aus Kupfer bestehenden Verbinder zu erhalten, wird häufig eine silberhaltige Metallpaste verwendet, welche teuer ist. Zudem wird es zur Effizienzsteigerung bei zukünftigen Solarzellen notwendig sein, eine elektrische Oberflächenpassivierung auf der Halbleiteroberfläche unterhalb der Metallisierung vorzusehen. Um die Kontaktierung der Halbleiteroberfläche durch diese Oberflächenpassivierung hindurch zu gewährleisten, müssen der Metallpaste Zusatzstoffe beigemischt werden. Insgesamt wird hierdurch die Solarzellenkontaktierung aufwendig und kostenintensiv. Die Pastenmetallisierung hat zudem den Nachteil, dass für ihre Erzeugung die Solarzelle in einem sogenannten Feuerschritt kurzzeitig auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt werden muss.
-
Um einige dieser Nachteile zu umgehen, bietet es sich an, die Kontaktbereiche mittels einer Metallfolie anstelle oder zusätzlich zu einer Pastenmetallisierung auszubilden. Eine derartige Metallfolie kann unmittelbar auf der Halbleiteroberfläche angeordnet und beispielsweise mittels Laserbestrahlung punktuell befestigt werden. Derartige punktuelle Verbindungen führen jedoch in der Regel zu einer unzuverlässigen Metallisierung, da sich die Metallfolie leicht ablösen kann, wenn das Solarmodul mechanischen Stößen oder anderen mechanischen oder thermischen Einwirkungen ausgesetzt wird.
-
DE 10 2005 053 363 A1 betrifft rückseitig kontaktierte Solarzellen, also solche, mit ersten und zweiten Kontaktstellen auf der Rückseite. Es wird ein Kontaktgitter beschrieben, das zur elektrischen Kontaktierung von benachbarten Solarzellen dient. Ein Abschnitt des Kontaktgitters ist netzförmig ausgebildet, mit Kontaktfingern und Querstegen, die um quadratische Zwischenräume ausgebildet sind. Die Kontaktfolie kontaktiert die ersten Kontaktstellen, während die zweiten Kontaktstellen durch die quadratischen Zwischenräume hindurch mit einer weiteren Kontaktfolie verbunden sind.
-
EP 0 048 829 A2 offenbart ein Verfahren zur Kontaktierung von Solarzellen, bei dem eine Metallfolie zunächst auf einem Träger aufgebracht und dann zusammen mit diesem Träger gestanzt wird, um eine ausgestanzte Kontaktfolie herzustellen. Beim Verbinden der Kontaktfolie mit der Solarzellenoberfläche löst sich die Kontaktfolie vom Träger. Die Verbindung kann mittels kurzzeitiger Erhitzung mit einem Laser erfolgen. Die ausgestanzten Kontaktfolien weisen jedoch keine Öffnungen auf.
-
Von De Jong, P. C. et al. wird in „Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted MC-Si cells”, Proceedings of the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2004, S. 2145–2148 ein Verfahren zur Herstellung von Photovoltaikmodulen mit rückkontaktierten Solarzellen beschrieben, welche mittels eines elektrisch leitfähigen Haftmittels über eine Verbindungsfolie miteinander elektrisch verbunden sind. Bei den Solarzellen handelt es sich um sogenannte Pin-Up-Module-Solarzellen mit Kontaktpunkten, welche sich durch das Substrat von der Vorderseite zur Rückseite erstrecken. Die Verbindungsfolie weist eine Metallschicht und eine Isolierschicht auf, wobei die Kontaktpunkte durch Öffnungen in der Isolierschicht hindurch mit der Metallschicht verbunden sind.
-
US 2009/0 301 543 A1 beschreibt Solarmodule, welche vollständig mittels monolithischer Verfahren in integrierter Bauweise hergestellt werden. Die Solarzellen weisen Verbindungs-Durchgänge auf, welche sich durch mehrere Schichten der Solarzellenstruktur erstrecken. Diese Verbindungs-Durchgänge sind mit elektrisch leitfähigem Material gefüllt, um sogenannte Stromsammel- oder Serienverbindungslöcher zu erzeugen. Es sind diese Durchgänge, die sich durch die Substratfolie der Solarzellen durchziehen. Es werden keine Kontaktfolien zur Verbindung von Solarzellen beschrieben.
-
US 3 993 505 A offenbart einen Verbinder zum Verbinden von Solarzellen zu einem Solarzellenstring. Der Verbinder weist einen Abschnitt auf, welcher maschenförmig ist und rautenförmige Löcher aufweist. Beim Verlöten des Verbinders auf die Solarzelle fließt das Lot aufgrund der Kapillarwirkung in die rautenförmigen Löcher und füllt diese aus.
-
DE 10 2009 044 060 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von Verbinderstreifen auf einer Wafersolarzelle. Hierbei wird die Wafersolarzelle zunächst auf einen speziellen Halter mit Vertiefungen aufgelegt und der Verbinder mittels eines Bonding-Prozesses auf der Solarzellenoberfläche befestigt, wobei die Bondpunkte über den Vertiefungen platziert werden, so dass mögliche dabei entstehende Druckkräfte von den Bondpunkten weg geleitet werden.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Solarmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, bei der kostengünstig eine sichere Kontaktierung der Solarzellen untereinander gewährleistet ist.
-
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Solarmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Solarmodul-Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
-
Die Erfindung beruht auf der Verwendung einer Kontaktfolie, vorzugsweise aus Aluminium, mit folgenden drei Merkmalen: Sie weist zumindest zwei oder mehrere die Solarzellenoberfläche freigebende Kontaktfolien-Öffnungen auf, wobei ein Flächenanteil von freigelegter Solarzellenoberfläche zu durch die Kontaktfolie bedeckter Solarzellenoberfläche weniger als 50% beträgt, sie erstreckt sich mit einem Zwischenabschnitt über die Solarzellenoberfläche hinaus und die elektrische Verbindung zwischen der Solarzelle und der weiteren Solarzelle wird zumindest teilweise über sie gebildet. Mit diesen drei wesentlichen Eigenschaften kann mittels der Kontaktfolie in Zusammenwirken mit der Verkapselungsmasse eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den Solarzellen hergestellt werden, welche auch bei einer mechanischen Beanspruchung des Solarmoduls beziehungsweise auch bei externer Beeinflussung stabil bleibt.
-
Hierzu muss die Kontaktfolien-Öffnung durchgehend sein, das heißt sich über die Folienstärke der Kontaktfolie erstrecken und so die Solarzellenoberfläche freigeben. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Verkapselungsmasse in die Kontaktfolien-Öffnung eindringen und auf der Solarzellenoberfläche haften kann, so dass die Kontaktfolie gegen die Solarzellenoberfläche gedrückt wird. Die miteinander verschalteten Solarzellen sind hierbei zwischen der Modulverkapselung, beispielsweise einem Glassubstrat oder einem Substrat aus einem anderen Material, und der Verkapselungsmasse angeordnet und auf diese Weise verkapselt, das heißt gegenüber der Umgebung geschützt. Die Verkapselungsmasse kann beispielsweise aus Ethylenvinylacetat (kurz EVA) oder aus einem anderen geeigneten Polymer gebildet sein, welches in die Kontaktfolien-Öffnung eindringen kann.
-
Bei dem Herstellungsverfahren zur Herstellung des Solarmoduls wird deshalb zunächst eine Modulverkapselung, vorzugsweise ein Glassubstrat, bereitgestellt, auf der anschließend die Solarzelle und die weitere Solarzelle angeordnet werden. Vor oder nach dem Anordnen der Solarzellen auf der Modulverkapselung wird eine Kontaktfolie derart auf der Solarzellenoberfläche der Solarzelle angeordnet, dass ein Zwischenabschnitt der Kontaktfolie über der Solarzellenoberfläche hinausragt. Anders ausgedrückt, wird die Kontaktfolie so auf der Solarzellenoberfläche angeordnet, dass sie sich bei Betrachtung senkrecht zur Solarzellenoberfläche teilweise über einen Solarzellenrand hinaus erstreckt. Ein Flächenanteil von freigelegter Solarzellenoberfläche zu durch die Kontaktfolie bedeckter Solarzellenoberfläche beträgt dabei weniger als 50%.
-
Zwischen der Solarzelle und der weiteren Solarzelle wird eine elektrische Verbindung gebildet, indem eine Kontaktfolien-Verbindung zwischen der Solarzelle und der Kontaktfolie und zeitlich nachfolgend oder vorangehend eine elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfolie und der weiteren Solarzelle gebildet wird. Das Erzeugen einer dieser oder beider Verbindungen kann nach dem Anordnen der Solarzellen auf der Modulverkapselung erfolgen. Alternativ kann eine Verbindung oder können beide Verbindungen an anderer Stelle erzeugt werden, so dass die miteinander in einem Solarzellenstring verbundenen Solarzellen anschließend gemeinsam auf der Modulverkapselung angeordnet werden.
-
Schließlich werden die Solarzelle und die zumindest eine weitere Solarzelle mit einer Verkapselungsmasse derart bedeckt, dass die Verkapselungsmasse wie vorangehend erläutert in die Kontaktfolien-Öffnung hineinreicht und auf der Solarzellenoberfläche haftet. Weitere Verfahrensschritte sind anschließend notwendig, um die Solarzellenkontakte aus der Verkapselung des Solarmoduls hinaus zu führen und beispielsweise mit einer Verbindungsbox (junction box) elektrisch zu verbinden.
-
Bei der Solarzellenoberfläche handelt es sich hierbei um die Oberfläche, welche direkt mit der Kontaktfolie in Berührung steht. Je nach Aufbau bezieht sich der Begriff der Solarzellenoberfläche somit auf die Oberfläche des Halbleiters, wenn die Kontaktfolie unmittelbar hierauf angeordnet wird, oder auf die Oberfläche einer Dielektrikschicht oder einer metallischen Kontaktschicht, welche vor dem Auflegen der Kontaktfolie auf der Halbleiteroberfläche aufgebracht wurde.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der über die Solarzellenoberfläche hinausragende Kontaktfolien-Zwischenabschnitt zwischen der Solarzelle und der weiteren Solarzelle angeordnet ist. Vorzugsweise wird auf diese Weise der Flächenbereich zwischen der Solarzelle und der weiteren Solarzelle mittels der Kontaktfolie im Wesentlichen ausgefüllt. Wenn die Modulverkapselung, auf der die Solarzellen angeordnet sind, durchsichtig ist, so ist der Kontaktfolien-Zwischenabschnitt zwischen den Solarzellen durch die Modulverkapselung hindurch sichtbar. Mittels Lackierung oder Strukturierung kann diesem Zwischenabschnitt eine gewünschte Anmutung verliehen werden, so dass die Bereiche zwischen den Solarzellen einem Betrachter nicht unangenehm auffallen.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kontaktfolien-Zwischenabschnitt eine Lichteinfallstruktur derart aufweist, dass beim Betrieb des Solarmoduls auf den Zwischenabschnitt einfallendes Licht über eine Rückreflexion an einer Modulverkapselung auf die Solarzelle und/oder auf die weitere Solarzelle reflektiert wird. Eine derartige Lichteinfallstruktur wurde bereits bei bandförmigen Verbinderelementen eingesetzt, welche dann als Light-Capture-Bändchen bezeichnet werden. Ihre Funktionsweise ist beispielsweise in der Veröffentlichung
DE 11 2006 003 262 T5 beschrieben. Die Lichteinfallstruktur ist vorzugsweise in Form von Rillen in einer der Modulverkapselung zugewandten beziehungsweise lichteinfallseitigen Folienoberfläche des Kontaktfolien-Zwischenabschnittes gebildet. In einer besonderen Ausführungsform kann die Lichteinfallstruktur entlang der gesamten Kontaktfolie gebildet sein, wodurch eine exakte Anordnung der Kontaktfolie auf der Solarzelle entfallen und die Kontaktierung der Solarzelle somit vereinfacht werden könnte.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen der Kontaktfolie und der weiteren Solarzelle über ein Verbinderelement eine elektrische Verbindung gebildet ist, wobei das Verbinderelement zwischen der Solarzelle und der weiteren Solarzelle am Kontaktfolien-Zwischenabschnitt elektrisch verbunden oder befestigt ist. Die elektrische Verbindung kann mittels Bonden erzeugt werden, beispielsweise mittels Thermokompressionsbonden, Thermoschallbonden, Ultraschallbonden oder dergleichen. Alternativ können andere Verbindungsverfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise Löten oder Kleben mittels eines leitfähigen Klebemittels. Das Positionieren der Verbindung am Kontaktfolien-Zwischenabschnitt, also zwischen den beiden miteinander zu kontaktierenden Solarzellen kann zu geringeren thermo-mechanischen Belastungen der Solarzellen beim Erzeugen der Verbindungen führen, als wenn Bondpunkte auf der Solarzelle erzeugt würden.
-
Vorzugsweise sind die Kontaktfolie und/oder das Verbinderelement aus Aluminium oder einem Verbundwerkstoff mit Aluminium gebildet. In diesem Fall kann es sich bei der elektrischen Verbindung um einen Aluminium-Aluminium-Bondkontakt handeln.
-
Bevorzugterweise umfasst die Kontaktfolien-Verbindung einen lasergefeuerten Kontakt (laser-fired contact, LFC). Das bedeutet, dass die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfolie und der Solarzelle mittels Lasereinstrahlung erfolgt. Für den Fall, dass sich zwischen der Kontaktfolie und eines Halbleiters der Solarzelle eine oder mehrere weitere Schichten, beispielsweise eine Dielektrikschicht, befinden, muss die Laserstrahlung derart eingestellt sein, dass diese Schichten lokal durchbrochen werden, damit sich die Kontaktfolien-Verbindung durch diese Schichten hindurch bildet.
-
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Solarzellenoberfläche eine Dielektrikschicht zwischen dem Halbleiter und der Kontaktfolie aufweist, durch welche hindurch die Kontaktfolien-Verbindung zwischen der Solarzelle und der Kontaktfolie gebildet ist. Die Dielektrikschicht dient vorzugsweise als Passivierschicht, welche die Halbleiteroberfläche elektrisch Passiviert, um die Rekombinationsrate von im Halbleiter aufgrund von Lichteinstrahlung erzeugten Ladungsträgern zu vermindern und so die Effizienz zu steigern. Die Dielektrikschicht ist vorzugsweise aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumoxynitrid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid oder aus einer Kombination hiervon gebildet. Die Dielektrikschicht kann mittels eines physikalischen oder chemischen Abscheideverfahrens, vorzugsweise plasmaunterstützt, erzeugt werden, beispielsweise mittels PECVD (plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung). Die Dielektrikschicht kann ferner aus zwei oder mehreren Teilschichten gebildet sein.
-
Wenn eine Dielektrikschicht zwischen dem Halbleiter und der Kontaktfolie vorgesehen ist, dann handelt es sich bei der Solarzellenoberfläche definitionsgemäß um eine Oberfläche der Dielektrikschicht, auf der die Verkapselungsmasse durch die Kontaktfolien-Öffnung hindurch haftet. Alternativ kann sich die Kontaktfolien-Öffnung auch in der Dielektrikschicht zumindest teilweise fortsetzen, so dass die Verkapselungsmasse in die Dielektrikschicht hinein oder durch sie hindurch dringt.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Solarzellenoberfläche eine leitfähige Kontaktschicht zwischen dem Halbleiter und der Kontaktfolie aufweist, über der eine elektrische Verbindung zwischen der Solarzelle und der Kontaktfolie gebildet ist. Die Kontaktschicht kann als Pastenmetallisierung, mittels Abscheideverfahren oder mittels anderen geeigneten Verfahren erzeugt sein. In diesem Fall kann die Kontaktfolien-Öffnung entweder bis zu dieser Kontaktschicht reichen, so dass in der vorliegenden Definition eine Oberfläche dieser Kontaktschicht als Solarzellenoberfläche dient. Oder die Kontaktfolien-Öffnung kann sich durch die leitfähige Kontaktschicht hindurch bis zum Halbleiter erstrecken.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kontaktfolie die Solarzellenoberfläche der Solarzelle im Wesentlichen vollständig bedeckt. Die Kontaktfolie überschreitet mit ihrem Kontaktfolien-Zwischenabschnitt bereits die Solarzellenoberfläche entlang eines Solarzellenrandbereiches. In der hier beschriebenen Ausführungsform reicht die Kontaktfolie zudem an allen anderen Randbereichen zumindest bis zum Randbereich oder bis fast zum Randbereich. Bei rechteckigen Solarzellen mit vier Kanten, zum Beispiel, würde das bedeuten, dass die Kontaktfolie mit ihrem Kontaktfolien-Zwischenabschnitt an einer Solarzellen-Kante über die Solarzellenoberfläche hinaus rangt, während sie sich an den anderen drei Solarzellen-Kanten zumindest bis zur jeweiligen Kante erstreckt. An einem oder an allen Randbereichen reicht die Kontaktfolie vorzugsweise sogar über den Randbereich, also über die Solarzellenoberfläche, hinaus.
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Kontaktfolien-Öffnung der Kontaktfolie entlang der Solarzellenoberfläche eine maximale Ausdehnung oder Maximalausdehnung von weniger als 300 μm oder 200 μm aufweist. Bei dieser Maximalausdehnung handelt es sich um die größte Dimension der Öffnung entlang der Solarzellenoberfläche. Wenn die Kontaktfolien-Öffnung elliptisch ist, dann beschreibt die Maximalausdehnung das Zweifache der großen Halbachse der Ellipse. Ist die Kontaktfolien-Öffnung kreisförmig, dann handelt es sich bei der Maximalausdehnung um den Durchmesser. Die Kontaktfolien-Öffnung ist senkrecht auf die Solarzellenoberfläche betrachtet vorzugsweise größer als die Kontaktfolien-Verbindung, bevorzugterweise wesentlich größer.
-
Es ist vorgesehen, dass in der Kontaktfolie entlang der Solarzellenoberfläche zumindest zwei oder mehr, vorzugsweise mindestens fünf Kontaktfolien-Öffnungen gebildet sind. Bevorzugterweise weist die Kontaktfolie eine Anzahl an Kontaktfolien-Öffnungen auf, welche etwa 25% oder weniger der Anzahl an Kontaktfolien-Verbindungen entspricht. Vorzugsweise addieren sich die mittels der Kontaktfolien-Öffnungen freigelegten Abschnitte der Solarzellenoberfläche zu 1% bis 50%, eher bevorzugt zu 1% bis 20% der Solarzellenoberfläche. Der Flächenanteil von freigelegter Solarzellenoberfläche zu durch die Kontaktfolie bedeckter Solarzellenoberfläche beträgt weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 20%, 30% oder 40%. Bevorzugterweise beträgt dieser Flächenanteil jedoch zumindest 1%, 3% oder 5%.
-
Die Kontaktfolien-Öffnungen können entlang einer oder mehrerer Linien, vorzugsweise Geraden, angeordnet sein. Anders ausgedrückt, bilden die Kontaktfolien-Öffnungen eine oder mehrere Perforationen, vorzugsweise geradlinige Perforationen, in der Kontaktfolie. Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass in der Kontaktfolie entlang der Solarzellenoberfläche eine matrixförmige Struktur aus Kontaktfolien-Öffnungen gebildet ist. Die Kontaktfolien-Öffnungen sind also in einem Raster gebildet. Die Kontaktfolien-Verbindungen, welche die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfolie und der Solarzelle bilden, können entlang einer Linie zwischen den Kontaktfolien-Öffnungen und/oder zwischen Reihen von Kontaktfolien-Öffnungen angeordnet sein.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Hierbei zeigen:
-
1 eine Teilansicht auf zwei miteinander verbundenen Solarzellen eines Solarmoduls; und
-
2 eine Querschnittsansicht der Anordnung aus der 1.
-
Die 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Solarmoduls. In der 1 ist eine die Anordnung bedeckende Verkapselungsmasse zur Verdeutlichung der übrigen Struktur weggelassen worden. Es wird ein Teil einer Modulverkapselung 5, beispielsweise aus einem Glassubstrat, dargestellt, auf dem eine Solarzelle 1 und eine weitere Solarzelle 2 nebeneinander angeordnet sind. In der 1 ist jeweils eine Dielektrikschicht 12, 22 sichtbar, welche als Passivierungsschicht für die Solarzellen 1, 2 dient.
-
Auf der Dielektrikschicht 11 ist eine Kontaktfolie 13 angeordnet und an der Solarzelle 1 befestigt. Die Befestigung der Kontaktfolie 13 an der Solarzellenoberfläche, in diesem Fall an die Dielektrikschicht 12 erfolgt mittels einer Reihe von Kontaktfolien-Verbindungen 134, welche matrixförmig entlang der Solarzellenoberfläche gebildet sind. Bei den Kontaktfolien-Verbindungen 134 handelt es sich vorzugsweise um lasergefeuerte Kontakte (LFC, laser fired contacts), also um Kontakte, welche aufgrund lokaler intensiver Lichteinwirkung erzeugt wurden.
-
Zwischen den Kontaktfolien-Verbindungen 134 sind entlang der Solarzellenoberfläche Kontaktfolien-Öffnungen 132 in der Kontaktfolie 13 gebildet, welche sich durch die gesamte Foliendicke der Kontaktfolie 13 erstrecken und dort die Dielektrikschicht 12 freilegen. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die Kontaktfolien-Öffnungen 132 jeweils wesentlich größer, als die Kontaktfolien-Verbindungen 134, weisen jedoch eine geringere Anzahl auf.
-
Dementsprechend ist auf der weiteren Dielektrikschicht 22 der weiteren Solarzelle 2 eine weitere Kontaktfolie 23 an der weiteren Solarzelle 2 befestigt. Auch sie ist mit weiteren Kontaktfolien-Verbindungen 234 mit der weiteren Solarzelle 2 elektrisch verbunden und weist weitere Kontaktfolien-Öffnungen 232 auf, welche sich bis zur weiteren Dielektrikschicht 212 durch die weitere Kontaktfolie 23 erstrecken. Die weitere Solarzelle 2 ist über die weitere Kontaktfolie 23 mit einer benachbarten, in der 1 nicht dargestellten Solarzelle des Solarmoduls elektrisch verbunden.
-
Die Solarzelle 1 ist mit der weiteren Solarzelle 2 über in der 1 nicht gezeigte Vorderseitenkontakte der weiteren Solarzelle 2 elektrisch verbunden. Hierzu sind streifenförmige Verbinderelemente 3, vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer, mit einem Abschnitt auf der Vorderseitenmetallisierung der weiteren Solarzelle 2 befestigt. Dieser in der in 1 gezeigten Ansicht eigentlich nicht sichtbare Abschnitt der Verbinderelemente 3 ist gestrichelt dargestellt. Die Verbinderelemente 3 sind mittels elektrischen Verbindungen, die in diesem Fall als Bondverbindungen 31 ausgebildet sind, mit der Kontaktfolie 13 verbunden.
-
Die Kontaktfolie 13 weist zwei Abschnitte auf, nämlich einen Kontaktfolien-Deckabschnitt 131, mit der die Kontaktfolie 13 die Solarzellenoberfläche teilweise oder vorzugsweise im Wesentlichen vollständig bedeckt, und einen Kontaktfolien-Zwischenabschnitt 133, welcher sich über die Solarzellenoberfläche hinaus in einen Zwischenbereich zwischen der Solarzelle 1 und der weiteren Solarzelle 2 erstreckt. Die Bondverbindungen 31 sind an diesem Kontaktfolien-Zwischenabschnitt 133 weg von dem Kontaktfolien-Deckabschnitt 131 gebildet.
-
Die 2 zeigt einen Querschnitt der in 1 dargestellten Anordnung, wobei hier zusätzlich die Verkapselungsmasse 6 dargestellt ist, welche zusammen mit der Modulverkapselung 5 eine Verkapselung des Solarmoduls bildet. Zusätzliche Elemente des Solarmoduls wie beispielsweise ein Rahmen und eine Verbindungsbox (junction box) ist in der 2 nicht dargestellt. Die Verkapselungsmasse 6 erstreckt sich bis in die Kontaktfolien-Öffnungen 132 der Kontaktfolie 13 und in die weiteren Kontaktfolien-Öffnungen 232 der weiteren Kontaktfolie 23 hinein, und haftet an den Solarzellenoberflächen, welche in diesem Fall durch die Dielektrikschicht 12 und die weitere Dielektrikschicht 22 gebildet werden. Indem die Verkapselungsmasse 6 in die Kontaktfolien-Öffnungen 132 hineinreicht, wird die zugehörige Kontaktfolie 13 gegen die Solarzellenoberflächen gepresst, so dass sich eine mechanisch stabilere und verlässlichere Verbindung zwischen der Kontaktfolie 13 und der Solarzelle 1 bildet.
-
In der 2 ist ferner eine Vorderseitenmetallisierung 14 der Solarzelle 1 und dementsprechend eine weitere Vorderseitenmetallisierung 24 der weiteren Solarzelle 2 sichtbar. Genaugenommen, sind in der 2 jeweils ein Sammelleiter (busbars) der beiden Vorderseitenmetallisierungen 24, 14 gezeigt, an der das Verbinderelement 3 beziehungsweise ein weiteres Verbinderelement 4 befestigt ist.
-
Die Solarzelle 1 weist einen Halbleiter 11, eine hierauf rückseitig angeordnete Dielektrikschicht 12 und eine Vorderseitenmetallisierung 14 auf. Die entsprechenden Komponenten der weiteren Solarzelle 2 werden zur Unterscheidung als weiterer Halbleiter 21, weitere Dielektrikschicht 22 und weitere Vorderseitenmetallisierung 24 bezeichnet. Die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfolie 13 und der Solarzelle 1 erfolgt über Kontaktfolien-Verbindungen 134, welche durch die Dielektrikschicht 12 hindurch gebildet werden, vorzugsweise in Form von lasergefeuerten Kontakten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Solarzelle
- 11
- Halbleiter
- 12
- Dielektrikschicht
- 13
- Kontaktfolie
- 131
- Kontaktfolien-Deckabschnitt
- 132
- Kontaktfolien-Öffnung
- 133
- Kontaktfolien-Zwischenabschnitt
- 134
- Kontaktfolien-Verbindung
- 14
- Vorderseitenmetallisierung
- 2
- weitere Solarzelle
- 21
- weiterer Halbleiter
- 22
- weitere Dielektrikschicht
- 23
- weitere Kontaktfolie
- 231
- weiterer Kontaktfolien-Deckabschnitt
- 232
- weitere Kontaktfolien-Öffnung
- 233
- weiterer Kontaktfolien-Zwischenabschnitt
- 234
- weitere Kontaktfolien-Verbindung
- 24
- weitere Vorderseitenmetallisierung
- 3
- Verbinderelement
- 31
- Bondverbindung
- 4
- weiteres Verbinderelement
- 5
- Modulverkapselung
- 6
- Verkapselungsmasse
