DE102012207168A1 - Photovoltaikmodul - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Photovoltaikmodul (200), aufweisend in Reihe geschaltete Stringanordnungen (281, 282, 283). Die Stringanordnungen (281, 282, 283) umfassen parallel geschaltete Strings (280) aus Solarzellen (100). Die Strings (280) umfassen in Reihe geschaltete Solarzellen (100). In den Stringanordnungen (281, 282, 283) sind die Solarzellen (100) der parallel geschalteten Strings (280) jeweils untereinander parallel geschaltet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Photovoltaikmodul, aufweisend mehrere Strings aus in Reihe geschalteten Solarzellen.
  • Solarzellen werden dazu eingesetzt, um elektromagnetische Strahlungsenergie, insbesondere Sonnenlicht, in elektrische Energie umzuwandeln. Die Energieumwandlung basiert darauf, dass Strahlung in einer Solarzelle einer Absorption unterliegt, wodurch positive und negative Ladungsträger („Elektron-Loch-Paare“) erzeugt werden. Die erzeugten freien Ladungsträger werden ferner voneinander getrennt, um zu getrennten Kontakten abgeleitet zu werden.
  • Übliche Solarzellen weisen ein quadratisches Siliziumsubstrat auf, in welchem zwei Bereiche mit unterschiedlicher Leitfähigkeit bzw. Dotierung ausgebildet sind. Zwischen den beiden Bereichen, welche auch als „Basis“ und „Emitter“ bezeichnet werden, besteht ein p-n-Übergang. Hiermit verbunden ist das Vorliegen eines inneren elektrischen Feldes, welches die oben beschriebene Trennung der durch Strahlung erzeugten Ladungsträger bewirkt.
  • In einem Photovoltaik- bzw. Solarmodul sind mehrere nach diesem Prinzip arbeitende Solarzellen zusammengeschaltet. In der Regel sind die Solarzellen über Zellverbinder in Reihe zu sogenannten Strings verschaltet, welche ihrerseits ebenfalls in Form einer Reihenschaltung verbunden sind. Die auf diese Weise verschalteten Solarzellen befinden sich in einer transparenten Einbettungsschicht, welche zwischen einer vorseitigen Glasabdeckung und einer rückseitigen Abdeckung angeordnet ist.
  • Der Betrieb eines Photovoltaikmoduls ist mit ohmschen Widerstandverlusten verbunden. Die Widerstandsverluste richten sich nach dem von den Solarzellen erzeugten elektrischen Strom und dem Widerstand der Zellverbinder. Ein möglicher Ansatz zur Reduzierung der Widerstandsverluste besteht in der Verkleinerung des Zellverbinder-Widerstands. Dies kann durch Vergrößern der Breite und/oder Dicke der Zellverbinder erfolgen, was jedoch zu Nachteilen wie einer Vergrößerung der Abschattung von Solarzellen sowie thermisch induzierter Spannungen bei der Modulfertigung führen kann. Da zudem effizientere Solarzellen entwickelt werden, welche einen höheren Strom liefern können, wird der durch Verkleinerung des Zellverbinder-Widerstands erzielte Effekt wieder aufgehoben.
  • Weitere bei einem Photovoltaikmodul auftretende Verlustprozesse beruhen auf Missverhältnissen, welche zum Beispiel von einer unterschiedlichen Alterung von Solarzellen, einem Zellbruch, und einer größeren „Beleuchtung“ von am Modulrand angeordneten Solarzellen verursacht sein können. „Mismatch“-Verluste können ferner von einer (Teil-)Abschattung einzelner Solarzellen herrühren.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Photovoltaikmodul bereitzustellen, welches sich durch eine hohe Effizienz auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Photovoltaikmodul gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls gemäß Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Photovoltaikmodul vorgeschlagen, welches in Reihe geschaltete Stringanordnungen aufweist. Die Stringanordnungen umfassen parallel geschaltete Strings aus Solarzellen. Die Strings umfassen in Reihe geschaltete Solarzellen. In den Stringanordnungen sind die Solarzellen der parallel geschalteten Strings jeweils untereinander parallel geschaltet.
  • Bei dem Photovoltaikmodul ist für jede Solarzelle eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung vorgesehen. In den Stringanordnungen ist jeweils eine Solarzelle eines Strings in Reihe mit anderen Solarzellen desselben Strings, und zusätzlich parallel zu (wenigstens) einer Solarzelle (wenigstens) eines weiteren Strings verschaltet. Die zusätzliche „zellweise“ Parallelschaltung einzelner Solarzellen bietet die Möglichkeit, dass Ausgleichsströme zwischen den untereinander parallel geschalteten Solarzellen fließen können. Auf diese Weise können Verluste aufgrund von Missverhältnissen eingeschränkt oder verhindert werden. Das Verschaltungskonzept macht ferner eine Ausgestaltung des Photovoltaikmoduls möglich, bei dem der Betrieb (nur) mit relativ kleinen ohmschen Widerstandsverlusten verbunden ist.
  • In dieser Hinsicht ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Solarzellen eine Rechteckform mit einem Seitenverhältnis verschieden von eins aufweisen. Eine solche Rechteckform der Solarzellen anstelle der gängigen Quadratform macht eine Ausgestaltung eines Strings möglich, welcher eine größere Anzahl an Solarzellen umfasst als ein vergleichbarer String aus quadratischen Solarzellen. Dabei sind die rechteckigen Solarzellen mit ihren langen Zellseiten einander gegenüberliegend angeordnet. Ein solcher String aus rechteckigen Solarzellen kann eine größere Spannung bereitstellen. Der in dem String fließende elektrische Strom ist jedoch kleiner als bei einem String aus quadratischen Zellen, wodurch geringere ohmsche Widerstandsverluste vorliegen. Durch die Parallelschaltung von Strings in Form der Stringanordnungen anstelle der sonst üblichen Reihenschaltung sämtlicher Strings kann eine (übermäßige) Vergrößerung der Spannung, verursacht durch eine höhere Anzahl an Solarzellen pro String, verhindert werden.
  • Die Solarzellen des Photovoltaikmoduls sind vorzugsweise durch Teilen von Ausgangssolarzellen ausgebildet. Des Weiteren sind die jeweils von den gleichen Ausgangssolarzellen stammenden Solarzellen in den Stringanordnungen untereinander parallel geschaltet. Das Teilen von Ausgangssolarzellen, welche insbesondere eine quadratische Form aufweisen können, ist eine einfache und fertigungstechnisch günstige Möglichkeit, um rechteckige Solarzellen zur Verringerung von Widerstandverlusten bereitzustellen. Dadurch, dass jeweils von denselben Ausgangssolarzellen stammende Solarzellen untereinander parallel (und nicht in Reihe) geschaltet sind, können Ausgleichsströme zwischen diesen Solarzellen fließen. „Mismatch“-Verluste aufgrund unterschiedlicher Zellcharakteristiken der geteilten Solarzellen können auf diese Weise vermieden werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Solarzellen eine Rechteckform mit einem Seitenverhältnis von 2:1 auf. Des Weiteren umfassen die Stringanordnungen (jeweils) zwei parallel geschaltete Strings aus Solarzellen. Ein String aus rechteckigen Solarzellen mit einem Seitenverhältnis von 2:1 kann gegenüber einem String aus herkömmlichen quadratischen Solarzellen mit der doppelten Solarzellen-Anzahl verwirklicht werden. Im Vergleich dazu kann jedoch nur der halbe elektrische Strom fließen. Durch die Parallelschaltung von jeweils zwei derartigen Strings zu einer Stringanordnung kann erzielt werden, dass ein solcher „Doppelstring“ die gleiche Spannung erzeugt wie ein aus quadratischen Solarzellen aufgebauter String.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Solarzellen in Form einer Solarzellenmatrix angeordnet. Hierbei können die Solarzellen relativ nah zueinander positioniert sein, wodurch die zur Verfügung stehende Fläche des Photovoltaikmoduls effektiv ausgenutzt werden kann. In den Stringanordnungen sind die parallel geschalteten Strings nebeneinander angeordnet. Des Weiteren sind in den Stringanordnungen die jeweils nebeneinander angeordneten Solarzellen der parallel geschalteten Strings untereinander parallel geschaltet. Auch die Stringanordnungen können nebeneinander angeordnet sein.
  • Die Reihenschaltung der Solarzellen in den Strings kann mit Hilfe von (gängigen) Zellverbindern verwirklicht sein. Die Zellverbinder können zum Beispiel als bandförmige elektrische Leiter ausgebildet sein.
  • In den Stringanordnungen ist die Parallelschaltung der Solarzellen untereinander vorzugsweise mit Hilfe von zwischen den Solarzellen angeordneten Parallelverbindern hergestellt. Die Parallelverbinder, welche beispielsweise in Form von draht- oder bandförmigen elektrischen Leitern ausgebildet sein können, können platzsparend zwischen Reihen bzw. Spalten der Solarzellenmatrix angeordnet sein. Des Weiteren können die Parallelverbinder mit den vorstehend beschriebenen Zellverbindern verbunden sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Photovoltaikmodul Drahtleiter auf, welche mit den Solarzellen und mit den Parallelverbindern verbunden sind. Die Verwendung der Drahtleiter anstelle von (herkömmlichen) Zellverbindern ermöglicht ein kostengünstiges, effektives Zusammenschalten der Solarzellen. Insbesondere ist es möglich, die Stringanordnungen des Photovoltaikmoduls bzw. eine gesamte Solarzellenmatrix gemeinsam und in paralleler Weise zu fertigen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Parallelverbinder eine Reflexionsstruktur auf. Die Reflexionsstruktur ist ausgebildet, eine Lichtstrahlung (unter einem bestimmten bzw. schrägen Winkel) zu einer vorderseitigen Glasabdeckung des Photovoltaikmoduls zu reflektieren, so dass die Lichtstrahlung (durch Totalreflexion) an der Glasabdeckung in Richtung der Solarzellen reflektierbar ist. Der Einsatz der reflektierenden Parallelverbinder bietet die Möglichkeit, einen Teil der Zellfläche (d.h. der von den Solarzellen eingenommenen Modulfläche) zu ersetzen, was mit einer Kostenersparnis verbunden ist. Eine hiermit verbundene Leistungsverringerung kann durch das mit Hilfe der reflektierenden Parallelverbinder hervorgerufene „Lenken“ der Lichtstrahlung auf aktive Zellbereiche kompensiert werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Parallelverbinder unterschiedlicher Stringanordnungen mechanisch miteinander verbunden. Zu diesem Zweck können nichtleitende Verbindungselemente zum Einsatz kommen. Auf diese Weise ist eine einfachere Herstellung des Photovoltaikmoduls möglich. Insbesondere kann das Einlegen der (miteinander verbundenen) Parallelverbinder bei einem Zusammenschalten der Solarzellen vereinfacht werden. Des Weiteren kann die mechanische Verbindung für eine höhere Stabilität einer Solarzellenmatrix sorgen, was sich als günstig für einen im Rahmen der Modulfertigung durchgeführten Laminierungsprozess erweist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Photovoltaikmodul am Rand angeordnete Querverbinder auf. Mit Hilfe der Querverbinder ist die Parallelschaltung der Strings und die Reihenschaltung der Stringanordnungen hergestellt. Abhängig von der jeweiligen Ausgestaltung des Photovoltaikmoduls können die Querverbinder mit Hilfe von Zellverbindern, oder mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Drahtleiter mit am Rand einer Solarzellenmatrix angeordneten Solarzellen verbunden sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Photovoltaikmodul (wenigstens) eine Überbrückungssstruktur aus einem Überbrückungsverbinder und einer oder mehreren Bypass-Dioden auf. Die Überbrückungsstruktur ist dazu vorgesehen, einen elektrischen Strom an Solarzellen oder an einer Stringanordnung vorbeizuleiten. Ein solches Vorbeileiten kann für einen Störfall, beispielsweise einer (Teil-)Abschattung oder einem Zelldefekt, erfolgen, um eine negative Beeinträchtigung des Stromflusses in dem gesamten Photovoltaikmodul zu verhindern. Der Überbrückungsverbinder kann beispielsweise an einen an einer Randseite des Moduls angeordneten Querverbinder angeschlossen sein, und über eine Bypass-Diode mit einem an einer gegenüberliegenden Randseite angeordneten Querverbinder verbunden sein. Möglich ist es auch, dass der Überbrückungsverbinder an der betreffenden Randseite mit zwei Querverbindern verbunden ist, wobei die Verbindung jeweils über eine eigene Bypass-Diode hergestellt ist. Die Bypass-Diode(n) kann/können im Bereich der Solarzellen bzw. der Solarzellenmatrix angeordnet sein. Denkbar ist ferner eine Unterbringung der Diode(n) in einer bzw. mehreren Anschlussdosen des Moduls. Darüber hinaus ist es möglich, dass der Überbrückungsverbinder über (wenigstens) eine Bypass-Diode mit (wenigstens) einem Parallelverbinder verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Anzahl an Solarzellen, und ein Verbinden der Solarzellen. Hierbei werden in Reihe geschaltete Stringanordnungen gebildet. Die Stringanordnungen umfassen parallel geschaltete Strings, welche ihrerseits in Reihe geschaltete Solarzellen umfassen. Dabei ist vorgesehen, dass in den Stringanordnungen die Solarzellen der parallel geschalteten Strings (zusätzlich) jeweils untereinander parallel geschaltet sind. Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Anordnen der verbundenen Solarzellen in einer Einbettungsschicht zwischen einer vorderseitigen Abdeckung und einer rückseitigen Abdeckung.
  • Bei dem auf diese Weise hergestellten Photovoltaikmodul macht die „zellweise“ Parallelschaltung der Solarzellen in den Stringanordnungen das Fließen von Ausgleichsströmen möglich, wodurch Verluste aufgrund von Missverhältnissen eingeschränkt oder verhindert werden können. Auch kann sich das Photovoltaikmodul durch kleine ohmsche Widerstandsverluste auszeichnen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Bereitstellen der Solarzellen ein Herstellen von Ausgangssolarzellen und ein Teilen der Ausgangssolarzellen. Hierbei können die Ausgangssolarzellen eine quadratische Form aufweisen, und in rechteckige Solarzellen mit einem von eins verschiedenen Seitenverhältnis (insbesondere 2:1) geteilt werden. Dieser Ansatz ist fertigungstechnisch günstig und lässt sich ohne (wesentlichen) Eingriff in eine Solarzellenfertigung verwirklichen. Erst vor dem Zusammenschalten können die Ausgangssolarzellen in die bei dem Photovoltaikmodul vorgesehenen Solarzellen geteilt werden. Die Verwendung geteilter (insbesondere halbierter) Solarzellen bietet die Möglichkeit, die Strings mit einer größeren (bzw. doppelten) Anzahl an Solarzellen auszubilden. Hieraus resultiert das Fließen eines kleineren (bzw. halbierten) elektrischen Stroms in den Strings, wodurch geringere ohmsche Verluste vorliegen.
  • Vorzugsweise werden die jeweils von den gleichen Ausgangssolarzellen stammenden Solarzellen nebeneinander in den Stringanordnungen angeordnet und untereinander parallel geschaltet. Hierdurch können Ausgleichsströme zwischen den geteilten Solarzellen fließen, wodurch mögliche „Mismatch“-Verluste aufgrund unterschiedlicher Zellcharakteristiken vermieden werden können. Beispielsweise können aus einer Ausgangssolarzelle eine leistungsstarke und eine leistungsschwache Solarzelle hervorgehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Teilen ein Testen der Ausgangssolarzellen durchgeführt. Hierauf basierend können die getesteten Ausgangssolarzellen klassifiziert werden. Dies bietet die Möglichkeit, für das Photovoltaikmodul Ausgangssolarzellen zu verwenden, welche (lediglich) innerhalb eng abgesteckter Parametergrenzen liegen, so dass weitere Missverhältnis-Verluste verhindert werden können.
  • Die vorstehend erläuterten Merkmale und/oder die in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Diagramm, welches ohmsche Verluste von Photovoltaikmodulen in Abhängigkeit eines Teilungsgrades von Solarzellen für verschiedene Wirkungsgrade veranschaulicht;
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls mit geteilten Solarzellen;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vorderseite einer für eine Teilung einsetzbaren Ausgangssolarzelle;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Rückseite der Ausgangssolarzelle von 3;
  • 5 eine schematische seitliche Darstellung eines Photovoltaikmoduls;
  • 6 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer möglichen Verschaltung von Solarzellen, bei welcher die Solarzellen mit Hilfe von Parallelverbindern untereinander parallel geschaltet sind;
  • 7 eine schematische seitliche Darstellung eines Ausschnitts von zusammengeschalteten Solarzellen von 6;
  • 8 und 9 schematische Darstellungen von zusammengeschalteten Solarzellen mit reflektierenden Parallelverbindern, in der Aufsicht und von der Seite;
  • 10 eine schematische Darstellung einer mit einem reflektierenden Parallelverbinder erzielten Lichtlenkung;
  • 11 ein Diagramm, welches die Lichtlenkung in Abhängigkeit eines Strukturwinkels des reflektierenden Parallelverbinders veranschaulicht;
  • 12 bis 15 ausschnittsweise das Zusammenschalten von Solarzellen mit Hilfe von Drahtleitern, jeweils in einer schematischen Aufsichtsdarstellung;
  • 16 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Verschaltung von Solarzellen;
  • 17 eine schematische Aufsichtsdarstellung einer weiteren Verschaltung von Solarzellen, bei welcher Parallelverbinder mechanisch miteinander verbunden sind; und
  • 18 und 19 schematische Aufsichtsdarstellungen weiterer Verschaltungen von Solarzellen, bei welchen Überbrückungsstrukturen zum Einsatz kommen.
  • Anhand der folgenden Figuren wird ein Konzept beschrieben, ein Photovoltaikmodul mit einer effizienten Betriebsweise zu verwirklichen. Der Betrieb eines Photovoltaikmoduls ist mit ohmschen Leistungsverlusten P verbunden, welche gemäß P = I2·RZV auf einem hohen, von Solarzellen des Moduls erzeugten Strom I und dem Widerstand RZV von Zellverbindern beruhen. Über die Zellverbinder sind die Solarzellen elektrisch verbunden.
  • Ein möglicher Ansatz zur Reduzierung der Widerstandsverluste besteht in der Verkleinerung des Zellverbinder-Widerstands, was durch Vergrößern der Dicke (beispielsweise Erhöhung auf > 200µm) oder der Breite der Zellverbinder erreicht werden kann. Angesichts der Entwicklung besserer Solarzellen – d.h. größerer und/oder dünnerer Solarzellen bzw. Solarzellen mit einem verbesserten Wirkungsgrad – und infolgedessen einem Anstieg des von den Solarzellen gelieferten Stroms, erscheinen derartige Maßnahmen jedoch nur wenig erfolgversprechend. Während bei aktuellen multikristallinen Silizium-Solarzellen Verluste von ca. 10W pro Modul auftreten, kann bei zukünftigen leistungsstärkeren Solarzellen, beispielsweise vollquadratische monokristallinen Silizium-Solarzellen, einer Feinlinien-Vorderseitenmetallisierung und einer Rückseitenpassivierungsstruktur (PERC), mit Verlusten im Bereich von 15W pro Modul gerechnet werden.
  • Erschwerend kommt hinzu, dass es kritisch erscheint, das Dickenverhältnis von Zellverbinder zu Solarzelle auf Werte größer als eins zu erhöhen (gegenwärtig: 0,75–1). Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung dieser Komponenten kann es bei der Modulfertigung zu thermisch induzierten Spannungen kommen, welche sich bei zu großer Dicke der Zellverbinder negativ auf die Funktionsfähigkeit bzw. Langlebigkeit des betreffenden Photovoltaikmoduls auswirken können. Ein Verkleinern der Dicke der Solarzellen erfordert daher vielmehr ein entsprechendes Skalieren der Dicke der Zellverbinder. Eine Vergrößerung der Zellverbinder-Breite hat hingegen eine vergrößerte Abschattung von Solarzellen zur Folge.
  • Bei Photovoltaikmodulen können des Weiteren Verluste aufgrund von Missverhältnissen auftreten, welche zum Beispiel von einer unterschiedlichen Alterung der Solarzellen, oder einem Zellbruch einer Solarzelle herrühren können. Des Weiteren können am Rand eines Photovoltaikmoduls angeordnete Solarzellen einer größeren „Beleuchtung“ ausgesetzt sein als weiter innen liegende Solarzellen. Dies liegt daran, dass am Rand eines Moduls ein relativ großer Bereich einer rückseitigen Abdeckung für eine Lichtstrahlung zugänglich sein kann. Die Lichtstrahlung kann hier reflektiert werden, und an einer vorderseitigen Glasabdeckung durch (erneute) Reflexion zu den Randzellen zurückgeworfen werden. Ein weiterer zu „Mismatch“-Verlusten führender Effekt ist die im Betrieb eines Photovoltaikmoduls zeitlich veränderliche (Teil-)Abschattung einzelner Solarzellen.
  • Das im Folgenden beschriebene Konzept zielt darauf ab, zur Verkleinerung ohmscher Widerstandverluste den in einem Photovoltaikmodul fließenden, solar erzeugten Strom zu reduzieren. Des Weiteren kommt eine „zellweise“ Parallelschaltung von Solarzellen zur Anwendung, um das Fließen von Ausgleichsströmen zu ermöglichen, so dass etwaige „Mismatch“-Verluste verhindert oder zumindest eingeschränkt werden können.
  • Zur Verkleinerung des elektrischen Stroms ist vorgesehen, rechteckförmige Solarzellen mit einem Seitenverhältnis verschieden von eins zu verwenden. Dies lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise durch Teilen von quadratischen Ausgangssolarzellen erreichen. In Betracht kommt vorzugsweise die Verwendung halbierter Solarzellen. Die Rechteckform macht eine Ausgestaltung eines Solarzellen-Strings möglich, welcher eine größere (bzw. doppelte) Anzahl an Zellen umfasst als ein vergleichbarer String aus quadratischen Zellen. Ein solcher String kann eine größere elektrische Spannung bereitstellen. Der in dem String fließende Strom ist jedoch kleiner als bei einem String aus quadratischen Zellen, was geringere ohmsche Widerstandsverluste zur Folge hat. Anders ausgedrückt, wird die in ungeteilten Solarzellen parallel verschaltete Zellfläche zugunsten einer Serienschaltung von Teilflächen – hier in Form der geteilten Solarzellen – reduziert.
  • Der vorstehend beschriebene Vorteil wird anhand des in 1 gezeigten Diagramms deutlich, in welchem durch Berechnung ermittelte ohmsche Widerstandsverluste V von Photovoltaikmodulen in Abhängigkeit eines Zellteilungsgrades für verschiedene Solarzellen-Wirkungsgrade η veranschaulicht sind. Als Wirkungsgrade η wurden die Werte 0,16, 0,17, 0,18, 0,19 und 0,20 zugrunde gelegt. Bei den Modulen handelt es sich um ein Modul aus 60 ganzen Zellen (Teilungsgrad 1/1, Fläche einer Solarzelle 156·156 mm2), 120 halben Zellen (Teilungsgrad 1/2, Fläche 78·156 mm2), 180 gedrittelten Zellen (Teilungsgrad 1/3, Fläche 52·156 mm2) und 240 geviertelten Zellen (Teilungsgrad 1/4, Fläche 39·156 mm2). Es zeigt sich, dass die Widerstandsverluste V bei einer Halbierung ganzer Zellen auf ein Viertel absinken, und ca. 2,5W für heutige Zellwirkungsgrade η erreichen können. Bei einer Drittelung der Zellen würden diese Werte nochmals etwa halbiert werden. Auch der im Falle ganzer Zellen auftretende, deutliche Anstieg der Leistungsverluste V mit steigenden Wirkungsgraden η ist zu erkennen.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Photovoltaikmoduls 200, in welchem geteilte, vorliegend insbesondere halbierte Solarzellen 100 zum Erzielen geringer ohmscher Widerstandverluste zum Einsatz kommen. Bei dem Verfahren können in der Solarzellenfertigung übliche Verfahrensprozesse durchgeführt und gängige Materialien verwendet werden, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Zur Veranschaulichung ist in 5 ergänzend eine schematische seitliche Darstellung einer Ausführungsform des mit Hilfe des Verfahrens herstellbaren Photovoltaikmoduls 200 gezeigt.
  • Bei dem Verfahren werden in einem Schritt 301 (vgl. 2) Ausgangssolarzellen 101 bereitgestellt, welche eine quadratische Form aufweisen. Die Ausgangssolarzellen 101 können eine an eine spätere Teilung in „Halbzellen“ 100 angepasste Ausgestaltung aufweisen. In dieser Hinsicht ist in den 3 und 4 eine mögliche Ausführungsform einer solchen Ausgangssolarzelle 101 gezeigt. 3 veranschaulicht die Vorderseite, und 4 die Rückseite der Ausgangssolarzelle 101.
  • Im Rahmen des Schritts 301 werden für die Ausgangssolarzellen 101 entsprechende Substrate 105 aus Silizium mit einer quadratischen Kontur hergestellt. Derartige Substrate bzw. Wafer 105 werden durch Zerteilen (Zersägen) eines Siliziumblocks erzeugt, dessen Herstellung mit Hilfe eines Gießverfahrens durchführbar ist. Hierbei kann es sich um einen polykristallinen, oder alternativ um einen (überwiegend) monokristallinen Siliziumblock handeln. Die Substrate 105 werden des Weiteren mit einer Basis-Emitter-Struktur bzw. einem p-n-Übergang ausgebildet, was mit Hilfe von entsprechenden Dotierprozessen erfolgen kann. Die Substrate 105 können ferner weiteren Prozessen (beispielsweise Ausbilden einer Oberflächentextur und einer Antireflexionsschicht auf der Vorderseite, usw.) unterzogen, und, wie in den 3 und 4 gezeigt ist, mit Kontaktstrukturen an Vorder- und Rückseite zur Kontaktierung der Basis-Emitter-Struktur versehen werden.
  • Die vorderseitige Kontaktstruktur der Ausgangssolarzelle 101 umfasst wie in 3 dargestellt eine gitterförmige Anordnung aus linienförmigen metallischen Kontaktelementen 110, welche im Folgenden als Kontaktfinger 110 bezeichnet werden. Des Weiteren sind quer zu den Kontaktfingern 110 verlaufende und eine größere Breite aufweisende metallische Kontaktelemente 115 vorgesehen, welche im Folgenden als Busbars 115 bezeichnet werden. An die Busbars 115 können Zellverbinder angeschlossen werden. In einem für die (spätere) Teilung vorgesehenen Bereich ist keine Metallisierung ausgebildet. Die rückseitige Kontaktstruktur umfasst wie in 4 dargestellt eine in zwei Abschnitten flächig ausgebildete metallische Schicht 120, und weitere metallische Kontaktelemente bzw. Busbars 125 zum Anschließen von Zellverbindern. Ein für die Teilung vorgesehener Bereich ist auch hier ohne Metallisierung ausgebildet.
  • In einem weiteren Schritt 302 (vgl. 2) werden die Ausgangssolarzellen 101 einem Leistungstest unterzogen („Blitzen“). Hierauf basierend können die getesteten Ausgangssolarzellen 101 nach optischen und/oder elektrischen Merkmalen eingeteilt bzw. klassifiziert werden. Dadurch ist es möglich, für das Photovoltaikmodul 200 Ausgangssolarzellen 101 zu verwenden, welche lediglich innerhalb eng abgesteckter Parametergrenzen liegen. Auf diese Weise können Missverhältnis-Effekte, hervorgerufen durch voneinander abweichende Charakteristiken von Ausgangssolarzellen 101 (insbesondere hinsichtlich des erzeugbaren Stroms), vermieden werden.
  • In einem weiteren Schritt 303 (vgl. 2) werden die (getesteten) Ausgangssolarzellen 101 einem Teilungsprozess unterzogen. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung wird eine Ausgangssolarzelle 101 jeweils in zwei rechteckförmige Solarzellen 100 mit einem Seitenverhältnis von 2:1 geteilt. Für das Teilen, was in den 3 und 4 anhand von Pfeilen und einer gestrichelten Linie angedeutet ist, kann vorgesehen sein, die Ausgangssolarzellen 101 mit einem Laserstrahl auf der Rückseite anzuritzen und anschließend mechanisch zu brechen.
  • Bei den halbierten Solarzellen 100 verlaufen die vorderseitigen Kontaktfinger 110 parallel zur langen Zellseite, wohingegen die vorder- und rückseitigen Busbars 115, 125 parallel zur kurzen Zellseite verlaufen. Jede Zelle 100 kann an der Vorder- und Rückseite jeweils zwei Busbars 115 bzw. 125 aufweisen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung mit einer größeren Anzahl an Busbars 115, 125 (beispielsweise jeweils drei an Vorder- und Rückseite) pro Zelle 100.
  • In einem weiteren Schritt 304 (vgl. 2) wird aus den geteilten Solarzellen 100 das in 5 gezeigte Photovoltaikmodul 200 aufgebaut. Zu diesem Zweck werden die Solarzellen 100 entsprechend einem vorgegebenen Verschaltungsschema elektrisch miteinander verbunden. Für jede Solarzelle 100 ist eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung vorgesehen. In Bezug auf die Reihenschaltung kann ein Standard-String-Prozess durchgeführt werden. Hierbei werden die Solarzellen 100 über Zellverbinder 230, welche durch Löten an die vorder- und rückseitigen Busbars 115, 125 der Solarzellen 100 angeschlossen werden, miteinander verbunden (vgl. 7). Weitere Details zu möglichen bzw. bevorzugten Verschaltungen von Solarzellen 100 werden weiter unten im Zusammenhang mit 6 und den darauf folgenden Figuren näher beschrieben.
  • Die Vorgehensweise, Ausgangssolarzellen 101 herzustellen, welche (erst) vor dem Zusammenschalten im Modul 200 in Solarzellen 100 geteilt werden, ist fertigungstechnisch günstig. Die Herstellung der Ausgangssolarzellen 101 ist ohne (wesentlichen) Eingriff in eine Solarzellenfertigung möglich. Insbesondere können stückzahlabhängige Prozessschritte (zum Beispiel Metallisierung, Klassifizierung) ohne eine Verringerung des Durchsatzes durchgeführt werden. Zwar ist es auch möglich, rechteckige Solarzellen mit einem von eins verschiedenen Seitenverhältnis aus entsprechenden rechteckigen Substraten zu fertigen. Diese Vorgehensweise ist jedoch mit einem Mehrbedarf an Prozessmaschinen verbunden, um die gleiche Produktionskapazität erreichen zu können.
  • Im Rahmen des Schritts 304 werden die miteinander verbundenen Solarzellen 100 (einschließlich der zum Verschalten verwendeten Verbindungselemente) ferner in einer transparenten Einbettungsschicht 202 zwischen einer vorderseitigen Abdeckung 205 (beispielsweise Glas) und einer rückseitigen Abdeckung 206 (beispielsweise Rückseitenfolie) eingebettet (vgl. 5). Zu diesem Zweck wird ein Laminierungsprozess durchgeführt, in dessen Verlauf ein geeignetes Einbettungsmaterial aufgeschmolzen wird. Der durch das Laminieren erzeugte Verbund wird des Weiteren mit einem umgebenden (und beispielsweise ein L-förmiges Profil aufweisenden) Rahmen 208 versehen. Ein weiterer Prozess, welcher bei dem Schritt 304 durchgeführt werden kann, ist zum Beispiel die Montage von einer oder mehreren Anschlussdosen an dem Modul 200.
  • Im Betrieb ist das auf diese Weise hergestellte, in 5 gezeigte Photovoltaikmodul 200 mit der Vorderseite einer Lichtstrahlung (Sonnenlicht) zugewandt, so dass die Strahlung durch die Glasabdeckung 205 und die Einbettung 202 zu den Solarzellen 100 gelangen kann. Ein Teil der Strahlung kann von den Solarzellen 100 absorbiert, und in elektrische Energie umgewandelt werden.
  • 6 zeigt eine Ausführungsform einer Verschaltung von Solarzellen 100, welche bei dem Photovoltaikmodul 200 vorgesehen sein kann. Die Solarzellen 100 sind in einer Ebene in Form einer Matrix in Zeilen und Spalten relativ nah zueinander angeordnet. Mehrere Solarzellen 100 sind jeweils über Zellverbinder 230 in Reihe zu einem String 280 elektrisch miteinander verbunden. Dabei sind sechs derartige Strings 280 aus jeweils acht Solarzellen 100 ausgebildet, welche in der Darstellung gemäß 6 vertikal verlaufen. Die Solarzellen 100 sind in den einzelnen Strings 280 jeweils mit ihren langen Seiten einander gegenüberliegend angeordnet. Alternativ kann ein String 280 eine andere Anzahl an Solarzellen 100 umfassen. Ein Beispiel sind zwanzig Solarzellen 100 pro String 280, so dass die gesamte Matrix einhundertzwanzig „Halbzellen“ 100 umfassen kann.
  • Die Zellverbinder 230, welche in Form von bandförmigen elektrischen Leitern, beispielsweise in Form von verzinnten Kupferbändern, ausgebildet sein können, sind durch Löten an die in den 3 und 4 gezeigten vorder- und rückseitigen Busbars 115, 125 der Solarzellen 100 angeschlossen. Dabei verbindet ein Zellverbinder 230 jeweils die vorder- und rückseitigen Busbars 115, 125 zweier benachbarter Solarzellen 100 eines Strings 280. Dies ist in 6 angedeutet, und wird anhand der seitlichen Ausschnittsdarstellung von 7 deutlich.
  • Durch die Verwendung der halben Solarzellen 100 kann ein String 280 die doppelte Zell-Anzahl als ein vergleichbarer herkömmlicher String aus ungeteilten Zellen umfassen. Mittels des Strings 280 kann daher die doppelte elektrische Spannung erzeugt werden. Der in dem String 280 fließende elektrische Strom ist im Vergleich zu einem herkömmlichen String jedoch kleiner bzw. halbiert. Dies führt, bei gleichem elektrischem Widerstand der Zellverbinder 230, zu geringeren ohmschen Verlusten.
  • Wie des Weiteren in 6 gezeigt ist, sind jeweils zwei nebeneinander angeordnete Strings 280 parallel geschaltet, so dass drei Stringanordnungen 281, 282, 283 aus parallel geschalteten Strings 280 vorliegen („Doppelstrings“). Durch die Parallelschaltung von jeweils zwei Strings 280 kann erzielt werden, dass die Stringanordnungen 281, 282, 283 trotz der doppelten Anzahl an Solarzellen 100 pro String 280 jeweils die gleiche Spannung erzeugen wie ein aus ungeteilten Zellen aufgebauter herkömmlicher String. Die Stringanordnungen 281, 282, 283 sind ihrerseits zueinander in Reihe geschaltet. Die Parallelschaltung der Strings 280 und die Reihenschaltung der Stringanordnungen 281, 282, 283 ist über Querverbinder 211, 212, 213, 214 hergestellt, welche an zwei gegenüberliegenden Randseiten der Solarzellenmatrix angeordnet sind. Hierbei sind die Querverbinder 211, 212, 213, 214 über Zellverbinder 230 an vorder- oder rückseitige Busbars 115, 125 der jeweils am Rand vorliegenden Solarzellen 100 angeschlossen. Die Querverbinder 211, 212, 213, 214 können in Form von bandförmigen elektrischen Leitern, beispielsweise in Form von verzinnten Kupferbändern, und mit einer gegenüber den Zellverbindern 230 größeren Breite, ausgebildet sein.
  • Ein bei dem Verschaltungsschema von 6 vorliegender „Strompfad“ erstreckt sich zwischen den Querverbindern 211, 214, und weist eine S-förmige Form auf. Eine Verbindung zwischen den Querverbindern 211, 214 verläuft hierbei ausgehend von dem Querverbinder 211 über die Stringanordnung 281, den Querverbinder 212, die Stringanordnung 282, den Querverbinder 213 und die Stringanordnung 283 zu dem Querverbinder 214 (oder umgekehrt).
  • Bei dem Verschaltungsschema von 6 sind darüber hinaus in den einzelnen Stringanordnungen 281, 282, 283 zwei jeweils nebeneinander angeordneten Solarzellen 100 (in 6 horizontal nebeneinander angeordnete Solarzellen 100) der parallel geschalteten Strings 280 zusätzlich untereinander parallel geschaltet. Dies ist mit Hilfe von platzsparend zwischen den Solarzellen 100 angeordneten Parallelverbindern 220 verwirklicht, welche mit Zellverbindern 230 der zwei Strings 280 der einzelnen Stringanordnungen 281, 282, 283 verbunden sind. Die Parallelverbinder 220 können zum Beispiel in Form von draht- oder bandförmigen elektrischen Leitern, zum Beispiel aus verzinntem Kupfer, ausgebildet, und durch Löten an die Zellverbinder 230 angeschlossen sein. Hierbei können die Parallelverbinder 220 wie in 7 gezeigt auf den Zellverbindern 230 angeordnet sein. Das Verbinden der Parallelverbinder 220 mit den Zellverbindern 230 kann nach oder im Rahmen eines Verbindens der Solarzellen 100 über die Zellverbinder 230 zu den Strings 280 („Verstringen“) erfolgen.
  • Die mit Hilfe der Parallelverbinder 220 verwirklichte „zellweise“ Parallelschaltung einzelner Solarzellen 100 in den Stringanordnungen 281, 282, 283 macht es möglich, dass Ausgleichsströme zwischen den untereinander parallel geschalteten Solarzellen 100 fließen können. Auf diese Weise können Verluste aufgrund unterschiedlicher Leistungen von Solarzellen 100 verhindert oder zumindest eingeschränkt werden. Hierunter fallen insbesondere Missverhältnis-Verluste aufgrund von zeitlich veränderlichen (Teil-)Abschattungen einzelner Solarzellen 100. Weitere „Mismatch“-Verluste, welche durch die Parallelschaltung(en) reduziert werden können, sind eine unterschiedliche Alterung von Solarzellen 100, Zellbrüche von Solarzellen 100, und eine größere „Beleuchtung“ von Solarzellen 100 am Rand der Solarzellenmatrix.
  • Der oben beschriebene Teilungsprozess (Schritt 303 in 2) kann zur Folge haben, dass eine Ausgangssolarzelle 101 in zwei Solarzellen 100 mit unterschiedlichen Zellcharakteristiken geteilt wird. Dieser Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn eine Ausgangssolarzelle 101 aus einem Substrat 105 hergestellt wird, welches aus einem Randabschnitt eines durch Gießen erzeugten Siliziumblocks hervorgeht. In einer solchen Randregion können Fremdatome aus einer Beschichtung einer für das Gießen verwendeten Kokille (Gießform) in das Silizium eindiffundieren. Hierdurch können Störstellen gebildet werden, welche die Lebensdauer von Ladungsträgern reduzieren. Bei einer aus einem solchen „Randsubstrat“ gebildeten Ausgangssolarzelle 101 kann das Problem bestehen, dass die Ausgangssolarzelle 101, bedingt durch Störstellen, in eine leistungsstarke und in eine leistungsschwache Solarzelle 100 geteilt wird.
  • Eine Reihenschaltung solcher geteilter Zellen 100 mit unterschiedlichem Leistungsvermögen würde zu „Mismatch“-Verlusten mit der Folge einer Reduzierung der Modul-Ausgangsleistung führen. Um dies zu vermeiden, ist vorgesehen, dass die in 6 in den Stringanordnungen 281, 282, 283 nebeneinander angeordneten und untereinander parallel geschalteten Solarzellen 100 jeweils von den gleichen Ausgangssolarzellen 101 stammen. Durch die „zellweise“ Parallelschaltung können Ausgleichsströme zwischen den geteilten Solarzellen 100 fließen, wodurch der Teilungsschritt keine „Mismatch“-Verluste nach sich zieht.
  • Anhand der folgenden 8 bis 19 werden weitere Ausführungsformen des Photovoltaikmoduls 200 beschrieben, bei welchen ebenfalls kombinierte Reihen- und Parallelschaltungen von Solarzellen 100 zum Einsatz kommen. Dabei wird darauf hingewiesen, dass in Bezug auf bereits beschriebene Details, welche sich auf gleichartige oder übereinstimmende Komponenten und Merkmale, einsetzbare Materialien und Verfahrensschritte, mögliche Vorteile usw. beziehen, auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Des Weiteren ist es möglich, dass in Bezug auf eine Ausführungsform beschriebene Merkmale auch bei anderen der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen zur Anwendung kommen können.
  • Bei dem Verschaltungsschema von 6 können anstelle von Parallelverbindern 220, welche lediglich zur Parallelschaltung einzelner Solarzellen 100 verwendet werden, auch reflektierende Parallelverbinder 221 zum Einsatz kommen, um den zu den Solarzellen 100 kommenden Anteil der Lichtstrahlung durch „Lichteinfang“ zu erhöhen. Zur Veranschaulichung zeigt 8 eine Ausschnittsdarstellung von zwei nebeneinander angeordneten Strings 280. In Bezug auf 6 kann der in 8 gezeigte Aufbau für sämtliche der Stringanordnungen 281, 282, 283 vorgesehen sein. In den Strings 280, welche in der oben beschriebenen Weise (über Querverbinder) parallel geschaltet sind, sind die Solarzellen 100 über Zellverbinder 230 in Reihe miteinander verbunden. Die jeweils nebeneinander angeordneten Solarzellen 100 der beiden Strings 280 sind mit Hilfe der reflektierenden Parallelverbinder 221 zusätzlich untereinander parallel geschaltet, wodurch wie oben beschrieben das Fließen von Ausgleichsströmen möglich ist.
  • Wie in der seitlichen Darstellung von 9 angedeutet ist, sind die reflektierenden Parallelverbinder 221 zwischen den Solarzellen 100 und auf den Zellverbindern 230 angeordnet. Die Parallelverbinder 221 sind band- bzw. streifenförmig und mit einer relativ großen Breite ausgebildet, und weisen eine Reflexionsstruktur auf einer Vorderseite auf. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine in Querrichtung zu einem String 280 ausgerichtete Struktur aus V-förmigen Aussparungen bzw. Gräben. Alternativ sind auch andere Strukturen bzw. Texturen, beispielsweise eine Pyramidenstruktur, eine inverse Pyramidenstruktur oder auch andere flächenfüllende Strukturen möglich. Die Höhe einzelner Strukturelemente der Reflexionsstruktur bzw. eine Gravur kann zum Beispiel 0,5mm betragen.
  • Die reflektierenden Parallelverbinder 221 können zum Beispiel eine Reflektivität von 90% aufweisen und aus einem metallischen Material ausgebildet sein. Möglich ist zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form von geprägten Aluminiumfolien. Auf der Rückseite können die Parallelverbinder 221 beispielsweise ganzflächig oder lokal mit einer lötbaren Metallbeschichtung versehen sein, so dass die Parallelverbinder 221 durch Löten mit den Zellverbindern 230 verbunden werden können. Dies kann auch hier nach oder im Rahmen eines „Verstringens“ von Solarzellen 100 erfolgen. Die Metallbeschichtung kann zum Beispiel Kupfer, Zinn oder Silber aufweisen, und zum Beispiel mittels Flammspritzen kostengünstig hergestellt werden. Alternativ ist ein Beschichten der Oberfläche auch auf andere Weise, beispielsweise durch Verchromen, möglich. Anstelle des Auflötens kann ein Aufkleben der Parallelverbinder 221 auf die Zellverbinder 230 unter Verwendung eines leitfähigen Klebstoffs in Betracht kommen.
  • Die Funktionsweise der reflektierenden Parallelverbinder 221 ist schematisch in 10 veranschaulicht. Der hier gezeigte Parallelverbinder 221 befindet sich in einem Abstand d zu der Vorderseite der Glasabdeckung 205 des Photovoltaikmoduls 200 (vgl. hierzu 5). Ein Winkel α bezieht sich auf die Neigung einzelner Flächen der Reflexionsstruktur, bezogen auf eine horizontale Erstreckung. Ein (senkrecht) durch die vorderseitige Glasabdeckung 205 (und die Einbettungsschicht 202) kommender Lichtstrahl 150 kann an der Reflexionsstruktur des Parallelverbinders 221 unter einem Winkel 2α zu der Glasabdeckung 205 reflektiert, und durch eine an der Vorderseite der Glasabdeckung 205 stattfindende Totalreflexion (Grenzfläche Glas-Luft) zu einer Solarzelle 100 zurückgeworfen werden. Die (horizontale) Weite einer hierdurch erzielten seitlichen Lichtlenkung ist mit x gekennzeichnet.
  • Anhand dieser Betrachtung kann ein optimaler Winkel α für die Reflexionsstruktur vorgegeben werden, welcher bei 30° liegen kann. Größere Winkel α können hingegen zur Folge haben, dass die (mehrfach) reflektierte Lichtstrahlung 150 nicht auf die in 10 angedeutete Solarzelle 100 auftrifft, sondern stattdessen über die Solarzelle 100 hinweg „geführt“ wird und zu einem an einer gegenüberliegenden Zellkante bzw. Flanke angeordneten Parallelverbinder 221 gelangt.
  • Eine maximale Breite für die Parallelverbinder 221, welche der Lichtlenkung x entspricht, und bei welcher die Lichtstrahlung 150 eine Solarzelle 100 an deren Zellkante wie in 10 angedeutet noch erreichen kann, ist gemäß x = 2d·tan(2α) abhängig vom Winkel α der Reflexionsstruktur.
  • Bei einem Grenzwinkel der Totalreflexion von 30° kann die optimale Breite der Parallelverbinder 221 etwa 15mm betragen. Der durch die Mehrfachreflexion erzielte „Lichteinfang“ kann ab einem Einfallswinkel (an der Vorderseite der Glasabdeckung 205) von 21° einsetzen. Hierauf basierend kann eine nutzbare Breite der reflektierenden Parallelverbinder 221 im Bereich von ca. 7 bis 15mm angegeben werden. Dieser Zusammenhang wird auch anhand des durch eine Berechnung ermittelten und in 11 gezeigten Diagramms deutlich, welches die Lichtlenkung x in Abhängigkeit des Strukturwinkels α veranschaulicht.
  • Der Einsatz der reflektierenden Parallelverbinder 221 bietet die Möglichkeit, einen Teil der Zellfläche (d.h. der von den Solarzellen 100 eingenommenen Modulfläche) durch die reflektierenden Zellverbinder 221 zu ersetzen. Eine hiermit verbundene Leistungsverringerung kann durch den mit Hilfe der reflektierenden Parallelverbinder 221 hervorgerufenen „Lichteinfang“ kompensiert werden. Da die Kosten der Parallelverbinder 221 gegenüber den Zellkosten vernachlässigt werden können, ist hierdurch eine Kostenersparnis für das Photovoltaikmodul 200 möglich. Beispielsweise kann etwa 20% der Zellfläche ersetzt werden, was in entsprechender Weise zu einer Reduktion des Zellkostenanteils im Modul 200 von etwa 20% führt.
  • Ein weiterer mit der Verwendung der Parallelverbinder 221 ermöglichter Vorteil ist eine aufgrund der relativ großen Breite erzielte niederohmige Querverschaltung der Busbars 115, 125 der Solarzellen 100. Dadurch können bei einem Busbarbruch Ströme auf zuverlässige Weise zu benachbarten Busbars 115, 125 abgeleitet werden.
  • Im Hinblick auf das Verschaltungsschema von 6 ist es möglich, auch die Querverbinder 211, 212, 213, 214 in Form von reflektierenden Elementen mit einer Reflexionsstruktur auszubilden. In Bezug auf die reflektierenden Parallelverbinder 221 genannte Ausgestaltungen (zum Beispiel als geprägte Aluminiumfolien mit einer V-Graben-Struktur, usw.) können in entsprechender Weise zur Anwendung kommen.
  • Anhand der folgenden 12 bis 15 wird eine weitere mögliche Ausführungsform für das Photovoltaikmodul 200 beschrieben. Dabei ist vorgesehen, Verbindungen von Solarzellen 100 miteinander in den Strings 280 (einschließlich Verbindungen von Solarzellen 100 zu Querverbindern am Rand) nicht mit Hilfe von Zellverbindern 230, sondern mit Hilfe von relativ dünnen Drahtleitern 231, 232 herzustellen. Dies wird im Folgenden anhand der gemeinsamen Herstellung von zwei Strings 280 näher erläutert. In Bezug auf das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm werden im Folgenden beschriebene Prozesse im Rahmen des Schritts 304 durchgeführt.
  • Für das Zusammenschalten ist vorgesehen, zunächst wie in 12 dargestellt für jeden zu erzeugenden String 280 eine Anordnung aus ersten Drahtleitern 231 bereitzustellen. Hierbei können die Drahtleiter 231 ausgelegt und gespannt werden. Das erste „Drahtfeld“ weist eine Gesamtlänge entsprechend der zu fertigenden Strings 280 bzw. entsprechend der zu fertigenden Solarzellenmatrix auf.
  • Anschließend werden wie in 13 gezeigt geteilte (bzw. halbe) Solarzellen 100 mit den Rückseiten auf den ersten Drahtleitern 231 positioniert. Gegebenenfalls kann bereits in diesem (oder in einem späteren) Stadium ein Kontakt zwischen einer rückseitigen Kontaktstruktur der Solarzellen 100 und den Drahtleitern 231 erzeugt werden. Dies kann beispielsweise durch Löten erfolgen. Da vorliegend dünne Drahtleiter 231 zum Einsatz kommen, kann die rückseitige Kontaktstruktur der hier verwendeten Solarzellen 100 (und daher auch der zugrundeliegenden Ausgangssolarzellen 101) abweichend von der in 4 gezeigten Ausgestaltung ausgebildet sein. Die Solarzellen 100 können zum Beispiel als Rückseitenmetallisierung lediglich eine metallische Schicht 120 (und keine Busbars 125) aufweisen, an welche die Drahtleiter 231 angeschlossen werden. Auch die vorderseitige Kontaktstruktur der Solarzellen 100 kann von der in 3 gezeigten Ausgestaltung abweichen, und wie in 13 gezeigt lediglich Kontaktfinger 110 (und keine Busbars 115) umfassen.
  • In die Zellzwischenräume werden des Weiteren Parallelverbinder 220 eingelegt, welche zum Beispiel durch Löten mit den Drahtleitern 231 verbunden werden. Das Verbinden kann nach dem Einlegen, oder später erfolgen. Die Parallelverbinder 220 weisen vorzugsweise eine Dicke entsprechend der Dicke der Solarzellen 100 auf, so dass nach Fertigstellen der Strings 280 eine Druckausübung auf Zellkanten vermieden werden kann. Wie in 13 angedeutet ist, weisen die Parallelverbinder 220 eine derartige Länge auf, dass sich die Parallelverbinder 220 (wenigstens) über die beiden zu erzeugenden Strings 280 erstrecken.
  • Hieran anschließend wird wie in 14 gezeigt ein „Drahtfeld“ aus zweiten Drahtleitern 232 auf den Solarzellen 100 (bzw. deren Vorderseiten) und den Parallelverbindern 220 angeordnet. Die zweiten Drahtleiter 232, deren Gesamtlänge ebenfalls entsprechend der zu fertigenden Strings 280 bzw. entsprechend der zu fertigenden Solarzellenmatrix ausgebildet ist, verlaufen parallel zu den ersten Drahtleitern 231, und können hierzu versetzt angeordnet sein. Die zweiten Drahtleiter 232 können zum Beispiel durch Löten an die Kontaktfinger 110 der Solarzellen 100 und an die Parallelverbinder 220 angeschlossen werden.
  • Nach Herstellen der Kontakte zwischen den Drahtleitern 231, 232, den Solarzellen 100 und den Parallelverbindern 220 sind in dem in 14 gezeigten Zustand die Vorder- und Rückseiten der in den beiden Strings 280 angeordneten Solarzellen 100 noch über die Drahtleiter 231, 232 und die Parallelverbinder 220 kurzgeschlossen. In einem nachfolgenden Schritt werden daher, wie ausschnittsweise in 15 dargestellt ist, überschüssige Verbindungen getrennt. Entsprechende Trennstellen 239 können zum Beispiel mechanisch, mit Hilfe eines Laserstrahls oder mittels eines Lichtbogens an den ersten und zweiten Drahtleitern 231, 232 ausgebildet werden.
  • Nach dem Trennschritt sind die vorder- und rückseitigen Kontaktstrukturen zweier benachbarter Solarzellen 100 eines Strings 280 jeweils miteinander verbunden, wobei die (serielle) Verbindung hierbei über Drahtleiter 232 an der Vorderseite, einen Parallelverbinder 220 und Drahtleiter 231 an der Rückseite hergestellt ist. Die Parallelverbinder 220 dienen des Weiteren dazu, in der oben beschriebenen Weise für die „zellweise“ Parallelschaltung von nebeneinander angeordneten Solarzellen 100 der Strings 280 untereinander zu sorgen.
  • Die Verwendung der Drahtleiter 231, 232 macht es möglich, die Solarzellen 100 auf kostengünstige, effektive Weise miteinander zu verbinden. Insbesondere ist es möglich, anstelle von zwei Strings 280 eine größere Anzahl an nebeneinander angeordneten Strings 280, insbesondere sämtliche Strings 280 einer Solarzellenmatrix, in paralleler Weise gemäß dem anhand der 12 bis 15 beschriebenen Verfahrensablauf herzustellen. In dieser Hinsicht kann ferner in Betracht kommen, relativ lange Parallelverbinder 220 zwischen den Solarzellen 100 zu positionieren, welche sich (zunächst) über sämtliche der zu erzeugenden Strings 280 erstrecken. Die langen Parallelverbinder 220 können nachfolgend (beispielsweise ebenfalls im Rahmen des Trennschritts) unterteilt werden, so dass getrennte Parallelverbinder 220 vorliegen, welche sich (entsprechend 14) lediglich über zwei nebeneinander angeordnete Strings 280 erstrecken.
  • Auch das Verschalten von Strings 280 mit Hilfe von am Rand angeordneten Querverbindern kann in den anhand der 12 bis 15 erläuterten Verfahrensablauf mit einbezogen werden. Auf diese Weise kann insbesondere eine 6 entsprechende Verschaltung verwirklicht werden, d.h. dass eine Matrix aus sechs Strings 280 ausgebildet wird, wobei jeweils zwei Strings 280 zu einer Stringanordnung 281, 282, 283 parallel geschaltet sind, und wobei die Stringanordnungen 281, 282, 283 in Reihe geschaltet sind. Hierzu kann vorgesehen sein, entsprechende Querverbinder 211, 212, 213, 214 gemeinsam mit den Parallelverbindern 220 auf den ersten Drahtleitern 231 sämtlicher zu erzeugender Strings 280 anzuordnen, und die zweiten Drahtleiter 232 auch auf den Querverbindern 211, 212, 213, 214 anzuordnen. Nach Herstellen von Kontakten zwischen den Drahtleitern 231, 232 und Querverbindern 211, 212, 213, 214 können am Rand der Matrix vorliegende Kurzschlussverbindungen unterbrochen werden, was ebenfalls im Rahmen des oben beschriebenen Trennschritts möglich ist. Alternativ kann ferner in Betracht kommen, zunächst zwei relativ lange Querverbinder an den gegenüberliegenden Randseiten der Matrix zu positionieren, welche sich über sämtliche der zu erzeugenden Strings 280 erstrecken. Die langen Querverbinder können nachfolgend (beispielsweise ebenfalls im Rahmen des Trennschritts) unterteilt werden, so dass getrennte Querverbinder 211, 212, 213, 214 an den Randseiten vorliegen. Derartige Ansätze können auch bei der Herstellung von anderen (bzw. von 6 abweichenden) Solarzellen-Verschaltungen zur Anwendung kommen.
  • Hinsichtlich des anhand der 12 bis 15 beschriebenen Verschaltungsverfahrens ist ferner die Möglichkeit gegeben, anstelle der Parallelverbinder 220 die anhand der 8 bis 11 erläuterten reflektierenden Parallelverbinder 221 einzusetzen. Des Weiteren können auch hier reflektierende Querverbinder zum Einsatz kommen.
  • Die Verwendung von Drahtleitern 231, 232 kann grundsätzlich auch zur Verschaltung von quadratischen bzw. ungeteilten Solarzellen in Betracht kommen. In Bezug auf die Verwendung geteilter bzw. halber Solarzellen 100 ist es jedoch möglich, aufgrund der hierdurch erzielten Verkleinerung des elektrischen Stroms demgegenüber die Anzahl der Drahtleiter 231, 232 zu reduzieren. Eine hiermit verbundene Erhöhung des elektrischen Widerstands kann aufgrund des reduzierten Stroms vernachlässigt werden. Eine kleinere Anzahl an Drahtleitern 231, 232 ermöglicht ein relativ schnelles Zusammenschalten der Solarzellen 100.
  • Anhand der folgenden 16 bis 19 werden weitere Ausführungsformen des Photovoltaikmoduls 200 beschrieben, welche zum Teil auf dem anhand von 6 beschriebenen Verschaltungsschema aufbauen bzw. eine Abwandlung desselben darstellen. Entsprechend zu 6 sind Solarzellen 100 hierbei über Zellverbinder 230 in Reihe, und über Parallelverbinder 220 untereinander parallel geschaltet. In gleicher Weise ist es möglich, auch bei diesen Ausführungsformen reflektierende Parallelverbinder 221 (sowie reflektierende Querverbinder) zu verwenden und/oder statt Zellverbindern 230 Drahtleiter 231, 232 einzusetzen. Für Details hierzu wird auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen.
  • 16 zeigt ein weiteres Verschaltungsschema für sechs Strings 280 aus Solarzellen 100, wobei im Unterschied zu 6 jeweils drei nebeneinander angeordnete Strings 280 parallel geschaltet sind, und daher zwei in Reihe geschaltete Stringanordnungen 281, 282 vorliegen. Die Parallelschaltung der Strings 280 und die Reihenschaltung der Stringanordnungen 281, 282 ist über Querverbinder 211, 212, 213 am Rand der Solarzellenmatrix hergestellt. Ein sich über den Querverbinder 211, die Stringanordnung 281, den Querverbinder 212, die Stringanordnung 282 und den Querverbinder 213 erstreckender „Strompfad“ weist hierbei eine U-förmige Form auf. In den Stringanordnungen 281, 282 sind jeweils drei nebeneinander angeordnete Solarzellen 100 der parallel geschalteten Strings 280 mit Hilfe von Parallelverbindern 220 untereinander parallel geschaltet.
  • Durch die Parallelschaltung von drei Strings 280 kann die von einer Stringanordnung 281, 282 erzeugte Spannung gegenüber einem String ungeteilter quadratischer Zellen auf ein Drittel reduziert sein. Obwohl in 16 halbierte Solarzellen 100 mit einem Seitenverhältnis von 2:1 angedeutet sind, kann dieses Verschaltungsschema daher insbesondere für Solarzellen zur Anwendung kommen, welche durch Dritteln von Ausgangssolarzellen erzeugt werden.
  • In dieser Hinsicht können die oben genannten Ausgestaltungen in analoger Weise zur Anwendung kommen. Insbesondere ist es möglich, Strings 280 auszubilden, welche dreimal mehr solcher gedrittelter Solarzellen aufweisen können als Strings aus ungeteilten Zellen. Die Solarzellen, welche ein Seitenverhältnis von 3:1 aufweisen, sind hierbei mit den langen Zellseiten einander gegenüberliegend angeordnet. Durch die Drittelung kann in den Strings 280 ein auf ein Drittel reduzierter Strom fließen. Vorzugsweise sind auch hier die jeweils aus den gleichen Ausgangssolarzellen hervorgehenden Solarzellen der parallel geschalteten Strings 280 nebeneinander angeordnet und untereinander parallel geschaltet, um durch die Teilung bzw. Drittelung induzierte „Mismatch“-Verluste zu verhindern.
  • 17 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Solarzellenmatrix des Photovoltaikmoduls 200, welche hinsichtlich der elektrischen Verbindung der Solarzellen 100 identisch zu 6 ist. Darüber hinaus sind die nebeneinander angeordneten, sich gegenüberliegenden Parallelverbinder 220 der verschiedenen Stringanordnungen 281, 282, 283 mechanisch miteinander verbunden. Dies ist mit Hilfe von nichtleitenden bzw. isolierenden Verbindungselementen 240 verwirklicht. Auf diese Weise ist eine einfachere und zuverlässigere Herstellung des Photovoltaikmoduls 200 möglich.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, die Parallelverbinder 220 jeweils in der gezeigten, über die Verbindungselemente 240 verbundenen Anordnung (aus vorliegend drei verbundenen Parallelverbindern 220) bereitzustellen, wodurch die Parallelverbinder 220 auf relativ einfache Weise zwischen den Solarzellen 100 positioniert werden können. Des Weiteren kann die mechanische Verbindung eine Fixierung der Strings 280 bzw. Stringanordnungen 281, 282, 283, und dadurch eine höhere Stabilität der Solarzellenmatrix bewirken. Eine während eines Laminierungsprozesses auftretende Bewegung von Teilen der Matrix bzw. ein „Verschwimmen“ derselben kann hierdurch verhindert werden.
  • Das Photovoltaikmodul 200 kann darüber hinaus mit Überbrückungsstrukturen ausgebildet sein, um in einem Störfall, beispielsweise einer (Teil-)Abschattung von einer bzw. mehreren Solarzellen 100 oder einem Zelldefekt, eine negative Beeinträchtigung des Stromflusses in dem gesamten Modul 200 zu verhindern. Mögliche, auf 6 aufbauende Ausführungsformen werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben.
  • 18 zeigt ein weiteres Verschaltungsschema des Photovoltaikmoduls 200, bei dem solche Überbrückungsstrukturen zur Anwendung kommen. Diese umfassen zwei Überbrückungsverbinder 251, 252, welche elektrisch mit den am Rand der Solarzellenmatrix vorgesehenen Querverbindern 211, 212, 213, 214 verbunden sind. Der in 18 links angeordnete Überbrückungsverbinder 251 ist direkt mit dem Querverbinder 212, und an der gegenüberliegenden Randseite über Bypass-Dioden 260 mit den Querverbindern 211, 213 verbunden. Der rechts angeordnete Überbrückungsverbinder 252 ist direkt mit dem Querverbinder 213, und über weitere Bypass-Dioden 260 mit den Querverbindern 212, 214 verbunden.
  • Wie in 18 angedeutet ist, können die Überbrückungsverbinder 251, 252, welche eine Länge entsprechend den Strings 280 bzw. Stringanordnungen 281, 282, 283 aufweisen können, als bandförmige elektrische Leiter verwirklicht sein. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung in Form von verzinnten Kupferbändern oder -folien. Die Überbrückungsverbinder 251, 252 können zum Teil hinter den Solarzellen 100 bzw. im Bereich der Rückseiten der Solarzellen 100 angeordnet sein. Dabei sind die Überbrückungsverbinder 251, 252 gegenüber den Solarzellen 100 (und auch den Parallelverbindern 220) elektrisch isoliert. Dies kann durch eine isolierende Beschichtung der Überbrückungsverbinder 251, 252, oder durch Anordnen eines zusätzlichen, elektrisch isolierenden Materials (beispielsweise in Form einer Kunststoff-Folie) zwischen den Überbrückungsverbindern 251, 252 und den Zellrückseiten verwirklicht sein. Möglich ist es ferner, die Überbrückungsverbinder 251, 252 an den Solarzellen 100 und den Parallelverbindern 220 zu befestigen, um der Solarzellenmatrix vergleichbar zu der anhand von 17 beschriebenen Ausgestaltung eine höhere Stabilität zu verleihen. Alternativ können die Überbrückungsverbinder 251, 252 auch in Form von drahtförmigen elektrischen Leitern ausgebildet sein.
  • Die Bypass-Dioden 260, welche eine Dicke von maximal 5mm aufweisen können, können zusammen mit den anderen Bestandteilen der Solarzellenmatrix einlaminiert sein, und sich daher in der in 5 gezeigten Einbettungsschicht 202 des Photovoltaikmoduls 200 befinden. Alternativ ist eine Unterbringung der Bypass-Dioden 260 in zwei, an einer Rückseite des Photovoltaikmoduls 200 angeordneten Anschlussdosen 270 möglich. Eine mögliche Lage der Anschlussdosen 270 ist in 18 anhand von gestrichelten Linien angedeutet. Hierbei können die Bypass-Dioden 260, von denen jeweils zwei in einer Anschlussdose 270 vorgesehen sind, über entsprechende Anschlussstrukturen mit den Überbrückungsverbindern 251, 252 und den Querverbindern 211, 212, 213, 214 verbunden sein.
  • Durch den Einsatz der in 18 gezeigten Überbrückungsstrukturen ist es möglich, in einem Störfall eine gesamte Stringanordnung 281, 282, 283 zu überbrücken bzw. aus dem aktiven Generatorfeld wegzuschalten. Dies erfolgt durch Ansprechen bzw. Schalten einer entsprechenden Bypass-Diode 260, wodurch der elektrische Strom über den mit der Bypass-Diode 260 verbundenen Überbrückungsverbinder 251, 252 umgeleitet werden kann. Möglich ist es auch, dass zwei oder alle drei Stringanordnungen 281, 282, 283 in Bypass gesetzt werden.
  • In Bezug auf die in 18 gezeigte Anordnung kann des Weiteren in Betracht kommen, auf eine der vier Bypass-Dioden 260 zu verzichten, da ein Überbrücken mit Hilfe von jeweils einer Bypass-Diode 260 pro Stringanordnung 281, 282, 283 erzielt werden kann. Beispielsweise ist es möglich, die dem Überbrückungsverbinder 251 zugeordnete, in 18 rechts angeordnete und mit dem Querverbinder 213 verbundene Bypass-Diode 260 wegzulassen (vgl. auch 19). Alternativ kann die dem Überbrückungsverbinder 252 zugeordnete, in 18 links angeordnete und mit dem Querverbinder 212 verbundene Bypass-Diode 260 weggelassen werden.
  • 19 zeigt ein zu 18 ähnliches Verschaltungsschema des Photovoltaikmoduls 200 mit Überbrückungsstrukturen, wobei drei Überbrückungsverbinder 251, 252, 253 zum Einsatz kommen. Der linke Überbrückungsverbinder 251 ist direkt mit dem Querverbinder 212, an der gegenüberliegenden Randseite über eine Bypass-Diode 260 mit dem Querverbinder 211, und über weitere Bypass-Dioden 260 mit den Parallelverbindern 220 der Stringanordnung 281 verbunden. Der mittige Überbrückungsverbinder 252 ist direkt mit dem Querverbinder 213, an der gegenüberliegenden Randseite über zwei Bypass-Dioden 260 mit den Querverbindern 212, 214, und über weitere Bypass-Dioden 260 mit den Parallelverbindern 220 der Stringanordnung 282 verbunden. Der rechte Überbrückungsverbinder 253 ist über Bypass-Dioden 260 mit dem Querverbinder 214 und mit Parallelverbindern 220 der Stringanordnung 283 verbunden.
  • Hinsichtlich der Ausgestaltung der Überbrückungsverbinder 251, 252, 253 und der Bypass-Dioden 260 wird auf die Ausführungen zu 18 Bezug genommen. Die Bypass-Dioden 260 können in der Solarzellenmatrix einlaminiert sein. Am Ende der Überbrückungsverbinder 251, 252 vorgesehene Dioden 260 können alternativ in Anschlussdosen 270 des Moduls 200 angeordnet sein, wie in 19 angedeutet ist.
  • Das Verschaltungsschema von 19 macht es möglich, in einem Störfall nicht eine gesamte Stringanordnung 281, 282, 283 zu überbrücken und aus dem aktiven Generatorfeld wegzuschalten, sondern lediglich Solarzellen 100 eines betroffenen Teilbereichs bzw. einen Teil einer Stringanordnung 281, 282, 283.
  • Bei der Anordnung von 19 sind sämtliche Parallelverbinder 220 über Bypass-Dioden 260 mit den Überbrückungsverbindern 251, 252, 253 verbunden. Anstelle dieser Ausgestaltung kann alternativ vorgesehen sein, nur einen Teil der Parallelverbinder 220 in den einzelnen Stringanordnungen 281, 282, 283 auf diese Weise an die Überbrückungsverbinder 251, 252, 253 anzubinden. Beispielsweise kann die Verwendung von zwei oder drei, mit den Parallelverbindern 220 verbundenen Bypass-Dioden 260 je Stringanordnung 281, 282, 283 in Betracht kommen, so dass im Störfall jeweils die Hälfte oder ein Drittel der betroffenen Stringanordnung 281, 282, 283 weiter betrieben werden kann.
  • Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Beispielsweise ist es möglich, Modulbestandteile wie zum Beispiel Verbindungselemente (Zellverbinder, Parallelverbinder, usw.) auf andere Art und Weise auszubilden bzw. anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Gleiches trifft auf Zahlenangaben zu, welche gegebenenfalls durch andere Angaben ersetzt werden können. In dieser Hinsicht ist es zum Beispiel möglich, eine Solarzellenmatrix auszubilden, welche andere Anzahlen an Solarzellen (pro String), sowie andere Anzahlen an Strings, an Stringanordnungen, an parallel geschalteten Strings je Stringanordnung, usw. umfasst.
  • Auch die Modulherstellung kann abweichend von der obigen Beschreibung erfolgen bzw. mit anderen Prozessschritten durchgeführt werden. Hinsichtlich der anhand der 12 bis 15 beschriebenen Verwendung von Drahtleitern 231, 232 kann zum Beispiel vorgesehen sein, Solarzellen zuerst mit den Vorderseiten, und nachfolgend mit den Rückseiten an entsprechende Drahtleiter anzuschließen.
  • Insbesondere Solarzellen und zugehörige Ausgangssolarzellen können auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise können für eine Teilung vorgesehene Ausgangssolarzellen statt einer quadratischen Form eine pseudoquadratische Form mit abgeschrägten Ecken aufweisen, wodurch die hieraus hervorgehenden geteilten Solarzellen (an einer Seite) ebenfalls abgeschrägte Ecken aufweisen können.
  • Weitere Kombinationen, welche zum Beispiel vorgesehen sein können, ist die Verwendung mechanischer Verbindungselemente 240 von 17 bei der Solarzellenmatrix von 16. In Bezug auf 16 ist ebenfalls die Anwendung von Überbrückungsstrukturen denkbar, um eine Stringanordnung (oder einen Teil derselben) in einem Störfall zu überbrücken.
  • Hinsichtlich der anhand der 18 und 19 erläuterten Überbrückungsstrukturen wird darauf hingewiesen, dass eine Überbrückung auch mit anders ausgebildeten Strukturen und Anordnungen verwirklicht sein kann.
  • Des Weiteren ist es möglich, eine Solarzellenmatrix umfassend in Reihe geschaltete Stringanordnungen aus parallel geschalteten Strings, wobei in den Stringanordnungen Solarzellen der parallel geschalteten Strings jeweils untereinander parallel geschaltet sind, entsprechend den oben aufgezeigten Ansätzen nicht nur mit halben Solarzellen, sondern mit höheren Teilungsgraden von Solarzellen zu verwirklichen. In Bezug auf 16 wurde bereits eine mögliche Ausgestaltung mit gedrittelten Solarzellen genannt. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist die Verwendung von geviertelten Solarzellen mit einem Seitenverhältnis von 4:1.
  • Allgemein ausgedrückt, können aus Ausgangssolarzellen, welche jeweils in eine Anzahl A Solarzellen geteilt werden, Solarzellen mit einem Seitenverhältnis A:1 erzeugt werden. Die Ausgangssolarzellen können auch hier eine an das Teilen angepasste Ausgestaltung (ohne Metallisierung in Teilungsbereichen) aufweisen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, entsprechende Stringanordnungen aus A parallel geschalteten und nebeneinander angeordneten Solarzellenstrings aufzubauen, wobei jeweils A Solarzellen der einzelnen Strings untereinander parallel geschaltet werden.
  • Darüber hinaus wird auf die Möglichkeit hingewiesen, eine Solarzellenmatrix gemäß den obigen Ansätzen aus ungeteilten ganzen bzw. quadratischen Solarzellen aufzubauen. Auch in diesem Fall ist die „zellweise“ Parallelschaltung mit dem Ermöglichen eines Fließens von Ausgleichsströmen dazu geeignet, um „Mismatch“-Effekte zu verhindern oder einzuschränken.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Solarzelle
    101
    Ausgangssolarzelle
    105
    Substrat
    110
    Kontaktfinger
    115
    Busbar
    120
    Metallische Schicht
    125
    Busbar
    150
    Lichtstrahl
    200
    Photovoltaikmodul
    202
    Einbettungsschicht
    205
    Glasabdeckung
    206
    Rückseitige Abdeckung
    208
    Rahmen
    211, 212
    Querverbinder
    213, 214
    Querverbinder
    220, 221
    Parallelverbinder
    230
    Zellverbinder
    231, 232
    Drahtleiter
    239
    Trennstelle
    240
    Verbindungselement
    251, 252
    Überbrückungsverbinder
    253
    Überbrückungsverbinder
    260
    Bypass-Diode
    270
    Anschlussdose
    280
    String
    281, 282
    Stringanordnung
    283
    Stringanordnung
    301, 302
    Verfahrensschritt
    303, 304
    Verfahrensschritt
    α
    Winkel
    d
    Abstand
    η
    Wirkungsgrad
    V
    Ohmscher Verlust
    x
    Lichtlenkung

Claims (16)

  1. Photovoltaikmodul (200), aufweisend in Reihe geschaltete Stringanordnungen (281, 282, 283), wobei die Stringanordnungen (281, 282, 283) parallel geschaltete Strings (280) aus Solarzellen (100) umfassen, wobei die Strings (280) in Reihe geschaltete Solarzellen (100) umfassen, und wobei in den Stringanordnungen (281, 282, 283) die Solarzellen (100) der parallel geschalteten Strings (280) jeweils untereinander parallel geschaltet sind.
  2. Photovoltaikmodul nach Anspruch 1, wobei die Solarzellen (100) eine Rechteckform mit einem Seitenverhältnis verschieden von eins aufweisen.
  3. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarzellen (100) durch Teilen von Ausgangssolarzellen (101) ausgebildet sind, und wobei die jeweils von den gleichen Ausgangssolarzellen (101) stammenden Solarzellen (100) in den Stringanordnungen (281, 282, 283) untereinander parallel geschaltet sind.
  4. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarzellen (100) eine Rechteckform mit einem Seitenverhältnis von 2:1 aufweisen, und wobei die Stringanordnungen (281, 282, 283) zwei parallel geschaltete Strings (280) aus Solarzellen (100) umfassen.
  5. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarzellen (100) in Form einer Solarzellenmatrix angeordnet sind, wobei in den Stringanordnungen (281, 282, 283) die parallel geschalteten Strings (280) nebeneinander angeordnet sind, und wobei in den Stringanordnungen (281, 282, 283) die jeweils nebeneinander angeordneten Solarzellen (100) der parallel geschalteten Strings (280) untereinander parallel geschaltet sind.
  6. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zwischen den Solarzellen (100) angeordnete Parallelverbinder (220, 221), mit deren Hilfe die Parallelschaltung der Solarzellen (200) untereinander in den Stringanordnungen (281, 282, 283) hergestellt ist.
  7. Photovoltaikmodul nach Anspruch 6, weiter aufweisend Drahtleiter (231, 232), welche mit den Solarzellen (100) und mit den Parallelverbindern (220) verbunden sind.
  8. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 6 oder 7, weiter aufweisend eine vorderseitige Glasabdeckung (205), wobei die Parallelverbinder (221) eine Reflexionsstruktur aufweisen, welche ausgebildet ist, eine Lichtstrahlung (150) zu der Glasabdeckung (205) zu reflektieren, so dass die Lichtstrahlung (150) an der Glasabdeckung (205) in Richtung der Solarzellen (100) reflektierbar ist.
  9. Photovoltaikmodul nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei Parallelverbinder (220) unterschiedlicher Stringanordnungen (281, 282, 283) mechanisch miteinander verbunden (und elektrisch isoliert ?) sind.
  10. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend am Rand angeordnete Querverbinder (211, 212, 213, 214), mit deren Hilfe die Parallelschaltung der Strings (280) und die Reihenschaltung der Stringanordnungen (281, 282, 283) hergestellt ist.
  11. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine Überbrückungsstruktur aus einem Überbrückungsverbinder (251, 252, 253) und einer oder mehreren Bypass-Dioden (260), mit deren Hilfe ein elektrischer Strom an Solarzellen (100) oder an einer Stringanordnung (281, 282, 283) vorbeileitbar ist.
  12. Photovoltaikmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend zwei voneinander getrennte Anschlussdosen mit jeweils einem Anschlusskabel.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaikmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen einer Anzahl an Solarzellen (100); Verbinden der Solarzellen (100) derart, dass in Reihe geschaltete Stringanordnungen (281, 282, 283) gebildet werden, wobei die Stringanordnungen (281, 282, 283) parallel geschaltete Strings (280) umfassen, wobei die Strings (280) in Reihe geschaltete Solarzellen (100) umfassen, und wobei in den Stringanordnungen (281, 282, 283) die Solarzellen (100) der parallel geschalteten Strings (280) jeweils untereinander parallel geschaltet sind; und Anordnen der verbundenen Solarzellen (100) in einer Einbettungsschicht (202) zwischen einer vorderseitigen Abdeckung (205) und einer rückseitigen Abdeckung (206).
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Bereitstellen der Solarzellen (100) folgende Schritte umfasst: Herstellen von Ausgangssolarzellen (101); und Teilen der Ausgangssolarzellen (101).
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die jeweils von den gleichen Ausgangssolarzellen (101) stammenden Solarzellen (100) nebeneinander in den Stringanordnungen (281, 282, 283) angeordnet und untereinander parallel geschaltet werden.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei vor dem Teilen der Ausgangssolarzellen (101) ein Testen der Ausgangssolarzellen (101) durchgeführt wird.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2871771A1 (de) * 2013-11-08 2015-05-13 Anton Naebauer PV-Modul bei dem Brüche von Zellen vermieden werden und dessen Anwendung in PV-Kraftwerken
DE102014108810A1 (de) 2014-05-21 2015-11-26 Solarwatt Gmbh Kleinformatiges Photovoltaikmodul als Glas-Glas- oder Glas-Folie-Laminat
CN105226120A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
DE102014118332A1 (de) * 2014-12-10 2016-06-16 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul
DE102015107878A1 (de) * 2015-05-19 2016-11-24 Hanwha Q Cells Gmbh Solarmodul mit Mittenverschaltung
DE102016115440A1 (de) 2016-08-19 2018-03-08 Hanwha Q Cells Gmbh Dioden-Kontaktierung und ein Verfahren zur Kontaktierung einer Diode für ein Solarmodul
FR3086102A1 (fr) * 2018-09-14 2020-03-20 Voltinov Voltaique Innovation Module solaire ameliore
US10749060B2 (en) 2013-07-05 2020-08-18 Rec Solar Pte. Ltd. Solar cell assembly
DE102020116819A1 (de) 2020-05-28 2021-12-02 Solarwatt Gmbh Solarmodul mit Halbzellenstruktur

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013211179A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-18 Robert Bosch Gmbh Solarmodul und System von Solarmodulen
CN110235359A (zh) 2017-01-31 2019-09-13 索拉沃特有限责任公司 在太阳能电池之间进行矩阵连接的具有太阳能子电池的太阳能模块
CN108987533B (zh) * 2018-07-23 2020-10-16 英利能源（中国）有限公司 太阳能电池组件的制备方法及太阳能电池组件
EP3942618A4 (de) * 2019-03-18 2022-12-14 Solarwat Ltd. Solaranordnungsmodule zur erzeugung elektrischer energie
DE102020128063A1 (de) * 2020-10-26 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Solarzellenmodul
EP4064368A1 (de) * 2021-03-24 2022-09-28 Sunpower Corporation Fotovoltaikanlage mit kreuzkopplung

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089705A (en) * 1976-07-28 1978-05-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hexagon solar power panel
EP1030376A1 (de) * 1999-02-18 2000-08-23 Sharp Kabushiki Kaisha Solarzellenmodul und Solarzellen-Paneel
US20030140960A1 (en) * 2002-01-29 2003-07-31 Avi Baum System and method for converting solar energy to electricity
EP1564816A1 (de) * 2004-02-16 2005-08-17 Curvet SPA Gebogenes photovoltaisches Modul und sein Herstellungsverfahren
JP2007103537A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
DE102009004100A1 (de) * 2009-01-08 2010-07-15 Yamaichi Electronics Deutschland Gmbh Solarpaneel und Verfahren
DE102009044610A1 (de) * 2009-11-20 2011-05-26 Azur Space Solar Power Gmbh Solarzellenmodul
DE102009055031A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Q-Cells SE, 06766 Solarzelle, diese Solarzelle umfassendes Solarmodul, Verfahren zu deren Herstellung und zur Herstellung einer Kontaktfolie
WO2011143739A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Mohamed Zakaria Mohamed Ahmed Shamseldein System, method and computer program for reducing mismatch in a photovoltaic structure
JP2012019094A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Hitachi High-Technologies Corp 太陽電池モジュール
DE102010035000A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Adensis Gmbh Himmelsrichtungsverdrehter Freiflächenphotovoltaikgenerator
JP2012060184A (ja) * 2007-03-02 2012-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10348542A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Brose, Ursula Kontaktierungs- und Befestigungsverfahren von Zellen sowie Photovoltaikmodul
MX2011012633A (es) * 2009-05-25 2012-03-07 Day4 Energy Inc Disposicion de sarta de modulo fotovoltaico y proteccion de sombreado para la misma.
US20120080078A1 (en) * 2010-10-02 2012-04-05 Applied Solar, Llc Photovoltaic modules and methods of manufacturing

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089705A (en) * 1976-07-28 1978-05-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hexagon solar power panel
EP1030376A1 (de) * 1999-02-18 2000-08-23 Sharp Kabushiki Kaisha Solarzellenmodul und Solarzellen-Paneel
US20030140960A1 (en) * 2002-01-29 2003-07-31 Avi Baum System and method for converting solar energy to electricity
EP1564816A1 (de) * 2004-02-16 2005-08-17 Curvet SPA Gebogenes photovoltaisches Modul und sein Herstellungsverfahren
JP2007103537A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2012060184A (ja) * 2007-03-02 2012-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
DE102009004100A1 (de) * 2009-01-08 2010-07-15 Yamaichi Electronics Deutschland Gmbh Solarpaneel und Verfahren
DE102009044610A1 (de) * 2009-11-20 2011-05-26 Azur Space Solar Power Gmbh Solarzellenmodul
DE102009055031A1 (de) * 2009-12-18 2011-06-22 Q-Cells SE, 06766 Solarzelle, diese Solarzelle umfassendes Solarmodul, Verfahren zu deren Herstellung und zur Herstellung einer Kontaktfolie
WO2011143739A1 (en) * 2010-05-17 2011-11-24 Mohamed Zakaria Mohamed Ahmed Shamseldein System, method and computer program for reducing mismatch in a photovoltaic structure
JP2012019094A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Hitachi High-Technologies Corp 太陽電池モジュール
DE102010035000A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Adensis Gmbh Himmelsrichtungsverdrehter Freiflächenphotovoltaikgenerator

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3017520B1 (de) 2013-07-05 2020-10-14 REC Solar Pte. Ltd. Solarzellenanordnung
US10749060B2 (en) 2013-07-05 2020-08-18 Rec Solar Pte. Ltd. Solar cell assembly
EP2871771A1 (de) * 2013-11-08 2015-05-13 Anton Naebauer PV-Modul bei dem Brüche von Zellen vermieden werden und dessen Anwendung in PV-Kraftwerken
DE102014108810A1 (de) 2014-05-21 2015-11-26 Solarwatt Gmbh Kleinformatiges Photovoltaikmodul als Glas-Glas- oder Glas-Folie-Laminat
EP3410493A1 (de) * 2014-06-26 2018-12-05 Lg Electronics Inc. Solarzellenmodul
CN105226120B (zh) * 2014-06-26 2017-12-01 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
US10164130B2 (en) 2014-06-26 2018-12-25 Lg Electronics Inc. Solar cell module
US10170646B2 (en) 2014-06-26 2019-01-01 Lg Electronics Inc. Solar cell module
EP2960946A3 (de) * 2014-06-26 2016-04-06 LG Electronics Inc. Solarzellenmodul
CN105226120A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 Lg电子株式会社 太阳能电池模块
US11522092B2 (en) 2014-06-26 2022-12-06 Shangrao Jinko Solar Technology Development Co., Ltd Solar cell module
US11201252B2 (en) 2014-06-26 2021-12-14 Lg Electronics Inc. Solar cell module
DE102014118332A1 (de) * 2014-12-10 2016-06-16 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul
DE102015107878A1 (de) * 2015-05-19 2016-11-24 Hanwha Q Cells Gmbh Solarmodul mit Mittenverschaltung
DE102016115440B4 (de) 2016-08-19 2022-07-14 Hanwha Q Cells Gmbh Dioden-Kontaktierung für ein Solarmodul und ein Verfahren zur Kontaktierung einer Diode für ein Solarmodul
DE102016115440A1 (de) 2016-08-19 2018-03-08 Hanwha Q Cells Gmbh Dioden-Kontaktierung und ein Verfahren zur Kontaktierung einer Diode für ein Solarmodul
FR3086102A1 (fr) * 2018-09-14 2020-03-20 Voltinov Voltaique Innovation Module solaire ameliore
DE102020116819B4 (de) 2020-05-28 2022-11-10 Solarwatt Gmbh Solarmodul mit Halbzellenstruktur
DE102020116819A1 (de) 2020-05-28 2021-12-02 Solarwatt Gmbh Solarmodul mit Halbzellenstruktur

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