DE102013206629A1 - Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls aus einer Vielzahl von Solarzellen vom kristallinen Rückseitenkontakt-Typ, die über rückseitige Verbindungsleitungen kontaktiert und miteinander verschaltet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls aus einer Vielzahl von Solarzellen vom kristallinen Rückseitenkontakt-Typ, die über rückseitige Verbindungsleitungen kontaktiert und miteinander verschaltet sind.
  • Stand der Technik
  • Solarmodule auf der Basis von mono- oder polykristallinem Halbleitermaterial (insbesondere Silizium) bestehen aus einer Vielzahl von in einer regulären Anordnung auf einem lichtdurchlässigen Träger, in der Regel einem sog. Frontglas, angeordneten Solarzellen, die im Hinblick auf ihre Funktion als Solarzellen bezeichnet werden. In diesen wird aufgrund des äußeren photoelektrischen Effekts eine elektrische Spannung erzeugt. Die Solarzellen sind innerhalb des Solarmoduls auf eine vorgegebene Weise miteinander verschaltet.
  • Bei bekannten Solarmodulen werden zur Leitungsführung so genannte Bändchen verwendet. Dabei handelt es sich in der Regel um bandförmig ausgebildete Leiterabschnitte aus Metall, insbesondere Kupfer. Die Kontaktierung zwischen einem Bändchen und den damit verschalteten Solarzellen erfolgt üblicherweise mittels einer Weichlotverbindung. Dabei sind die Kontakte von einer oberen lichtaktiven Seite einer Solarzelle auf eine lichtabgewandte rückwärtige Seite einer nächsten Solarzelle geführt. An den Kontaktstellen zwischen dem Bändchen und der Solarzelle befinden sich auf den Solarzellen metallisierte Kontaktbereiche, auf denen die Lotverbindung vorgenommen wird.
  • Jüngere Entwicklungen, mit denen die Abschattung der grundsätzlich photoelektrisch nutzbaren Zellenvorderseiten durch Verbindungsleiter weitestgehend reduziert werden soll, haben zur Produktionsreife verschiedener Typen sog. Rückseitenkontakt-Solarzellen geführt. Bei diesen ist wunschgemäß praktisch die gesamte Leitungsführung zur Verschaltung der Solarmodule auf deren Rückseite, d. h. die im Gebrauchszustand lichtabgewandte Seite, verlegt. Bekannt sind insbesondere die sog. MWT(Metal-Wrap-Through)-Zellen und IBC(Interdigitated-Back-Contacts)-Zellen.
  • Grundsätzlich lassen sich auch für die Verschaltung dieser Typen von Solarzellen zu einem Solarmodul bandförmige Leiter verwenden, im Hinblick auf technologische Schwierigkeiten und den rasch zunehmenden Kostendruck bei der Solarmodul-Fertigung wurden jedoch rationellere und kostengünstigere Verfahren entwickelt, bei denen zumeist vorgefertigte folienartige Leiterplatten auf die Solarzell-Rückseiten aufgebracht und mittels Lötpunkten oder punktuellem Auftrag von leitfähigem Klebstoff oder leitfähiger Siebdruckpaste mit anschließendem Sintern mit den rückseitigen Kontaktbereichen der Solarzellen verbunden werden.
  • In der WO 2011/124716 A2 wird auch ein Verfahren beschrieben, bei dem keine vorgefertigten folienartigen Leiterplatten, sondern einfache Isolierfolien eingesetzt und die gewünschten Leitbahnstrukturen zusammen mit den Anschlusspunkten über den Kontaktbereichen der Solarzelle durch eine leitfähige Laminierung, eine leitfähige Tinten- oder Pastenstruktur oder eine Lotspur erst im Modul-Fertigungsprozess gebildet wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Mit der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
    Zunächst wird die für das Solarmodul benötigte Anzahl von Solarzellen in der gewünschten regulären Anordnung (üblicherweise einer Matrixanordnung) auf einem lichtdurchlässigen, im Wesentlichen starren Träger – in der Regel aus Glas – bereitgestellt. Die Solarzellen müssen dabei nicht direkt auf dem Träger (Frontglas) liegen, sondern es kann eine Laminierfolie, etwa aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder einem Silikonpolymeren, dazwischen ausgelegt sein. Die Solarzellen können auch mit einem transparenten Klebstoff auf dem Träger fixiert werden, und die erste Verfahrensstufe kann einen Laminier- oder Klebstoffbehandlungsschritt (Vernetzen bzw. Härten) umfassen.
  • Danach (oder auch noch im Rahmen der ersten Verfahrensstufe) werden die Rückseiten der regulären Anordnung der Solarzellen mit einer zusammenhängenden Isolierschicht überdeckt, die jedenfalls am Ende dieses Vorgangs Durchbrüche auf den Kontaktbereichen der Solarzellen aufweist. Ausgestaltungen dieses Schrittes werden weiter unten beschrieben. Das Überdecken der Rückseite der Solarzellenanordnung kann auch so erfolgen, dass diese zuerst, mit den Rückseiten nach unten, auf eine Isolierfolie aufgesetzt werden und erst danach der in der vorliegenden Beschreibung vorangestellte Schritt der Anbringung auf dem Fronglas bzw. der Laminierung mit einem Frontglas ausgeführt wird. In diesem Fall muss die Solarzellenanordnung vor der weiteren Bearbeitung gewendet werden, d. h. die Rückseiten müssen dann oben liegen. Es ist auch denkbar, dass zwischen dem Schritt des Bereitstellens der regulären Solarzellenanordnung und dem erwähnten Schritt des Überdeckens der Rückseiten mit der Isolierschicht noch andere Schritte ausgeführt werden.
  • Nach dem Schritt des Überdeckens der Rückseiten mit der Isolierschicht erfolgt das Aufbringen einer strukturierten metallischen Kontaktschicht auf die rückseitige Isolierschicht mittels eines Metallpulver-Sprühverfahrens derart, in dem die Durchbrüche auf den Kontaktbereichen metallisch gefüllt sind und die Verbindungsleitungen zu den beiden Zellpotenziale hergestellt werden. Auch dieser Verfahrensschritt kann vielfältig ausgestaltet sein, und aus derzeitiger Sicht vorteilhafte Ausgestaltungen werden weiter unten beschrieben.
  • Schließlich erfolgt ein Abdecken der strukturierten metallischen Kontaktschicht mit einer isolierenden Schutzschicht, etwa in einem oder mehreren Lackierschritten oder auch mittels einer Folienbeschichtung bzw. Laminierung.
  • In einer Ausführung des Verfahrens wird mit dem Füllen der Durchbrüche eine metallische Verbindungsleiterstruktur auf der Isolierschicht erzeugt, die insbesondere Leiterabschnitte zwischen den Durchbrüche umfasst. Diese Ausführung eröffnet verschiedene Optionen hinsichtlich der Art und der Methode des Aufbringens der erwähnten Isolierschicht.
  • Eine Ausführung des Verfahrensschrittes des Überdeckens der Zellenrückseiten mit der Isolierschicht umfasst die Teilschritte des Bereitstellens einer vorgefertigten Isolierfolie und Überdeckens der Rückseiten der regulären Anordnung der Solarzellen mit der Isolierfolie. Hierbei kann insbesondere in technologisch einfacher und kostengünstiger Weise eine unmetallisierte Isolierfolie eingesetzt und die gesamte Verbindungsleiterstruktur in dem Metallpulver-Sprühverfahren erzeugt werden. Dabei können speziell Probleme mit der korrekten Positionierung einer vorgefertigten Leitbahnfolie bezüglich der Kontaktabschnitte der Solarzellen vermieden werden, und die Herstellung der Verbindungen ist kostengünstiger als mit einer eingesetzten Verbinderfolie. Grundsätzlich ist es aber durchaus auch möglich, im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens eine Isolierfolie mit vorgefertigter Leitbahnstruktur einzusetzen und dieser mittels des Metallpulver-Sprühverfahrens entweder nur die Kontaktpunkte in den Durchbrüchen oder zusätzlich bestimmte Leitbahnabschnitte hinzuzufügen.
  • Eine andere Option besteht im Aufbringen einer geschlossenen Isolierschicht und anschließenden Ausführen einer die Isolierschicht durchbrechenden punktweisen Perforation zum Erzeugen der Durchbrüche, insbesondere mittels Laserbohren. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass im Schritt des Überdeckens der Rückseiten die Durchbrüche während des Materialauftrags, insbesondere mittels einer Maskierung der Kontaktbereiche der Solarzellen, erzeugt werden. Bei beiden Varianten kann das Aufbringen der Isolierschicht ein Aufwalzen, Aufschleudern oder Aufdrucken einer pastösen oder flüssigen Masse aufweisen, es sind aber grundsätzlich auch andere in der Elektronikindustrie eingebürgerte und hinreichend produktive Verfahren der Ausbildung von Kunststoffschichten auf harten Substraten einsetzbar.
  • In weiteren Ausführungen des Verfahrens wird das Metallpulver-Sprühverfahren als Kaltgassprühen oder Plasmasprühen bei Atmosphärendruck ausgeführt, und es werden Metallschichtdicken im Bereich zwischen 10 μm und 200 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 50 μm, erzeugt. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Sprühverfahren mit einer Maskierung von nicht mit der metallischen Kontaktschicht zu bedeckenden Bereichen der unterliegenden Isolierschicht ausgeführt wird.
  • In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens ist vorgesehen, dass als Metall im Metallpulver-Sprühverfahren ein solches aus der Aluminium, Kupfer, Zink und Zinn umfassenden Gruppe oder eine mindestens eines dieser Metalle enthaltende Legierung eingesetzt wird. Grundsätzlich können auch andere Metalle eingesetzt werden, hierbei sind aber Kostenanforderungen und Fragen der Langzeitstabilität der erzeugten Schichten unter den typischen Einsatzbedingungen des Solarmoduls zu beachten.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird nach dem Schritt des Bereitstellens der Solarzellen auf dem Träger ein Auflaminieren auf diesen ausgeführt. Beim Auflaminieren auf den Träger kann die rückseitig aufgebrachte Isolierfolie zugleich als Laminierfolie dienen. Grundsätzlich ist – als Alternative – auch die Einbettung der Solarzellen in einen Verbund aus vorder- und rückseitig flüssig oder pastös aufgebrachten Klebe- und Isolierschichten möglich.
  • Zumindest in bevorzugten Ausführungen des vorgeschlagenen Verfahrens wird eine Reihe wichtiger Vorteile erzielt. Es handelt sich hierbei unter anderem um folgende:
    • 1. Es wird eine Reduzierung des Serienwiderstands durch Einsatz hochleitfähiger Materialien, z. B. Cu oder Al erreicht.
    • 2. Der Prozess ist für die Kontaktierung von IBC-Zellen sehr gut geeignet, da kleine Kontaktstellen (Einsparung oder Verkleinern der Busbars) und sehr viele auf der Zellfläche verteilte Kontakte (geringe Entfernung der erzeugten Elektronen von der Kontaktstellen zum Verbinder) zu einer Leistungssteigerung des Moduls führen.
    • 3. Das Sprayen von Metallpulver ermöglicht das Herstellen von Kontaktstellen und der Leiterbahnen in einem Arbeitsgang, und das sehr kostengünstig. Wird die Ankontaktierung der Solarzellen zur Metallschicht des Folienverbinders durch Sprayverfahren erzeugt, fährt der Spaystrahl in einer Linie über die Kontaktpunkte. Dabei kann auch die Leiterbahn zwischen den Kontaktpunkten kostenneutral erzeugt werden, da der Strahl zwischen den Punkten nicht unterbrochen wird. Dies würde zusätzlich das Einsparen der Metallschicht auf dem Folienverbinder selbst und auch von deren aufwendigem Herstellungs- und Strukturierungsprozess bedeuten.
    • 4. Durch Metallsprayen können unedle Metalle z. B. Alu, Cu, Sn, Zn,,,) für Leiterbahnen und Kontakte eingesetzt werden. Außerdem ermöglicht das Verfahren das Kontaktieren direkt auf Al-Oberfläche der PV Rückkontaktzellen, was eine aufwendige Zusatzmetallisierung überflüssig macht.
    • 5. Um auf der Zelle dickeres Metall zum Kontaktieren bereitzustellen, kann die dort beispielsweise durch PVD Prozesse hergestellt Al Metallisierung auch mit Sprayverfahren an den Kontaktstellen verstärkt werden, was die oben beschriebenen Verfahren erleichtert.
  • Zeichnungen
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Photovoltaik-Module sollen nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es ist zu beachten, dass die Zeichnungen ausschließlich beschreibenden Charakter tragen und nicht dazu bestimmt sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung des Aufsetzschrittes der Solarzellen auf eine Isolierfolie,
  • 2 einen Laminierschritt der auf die Isolierfolie aufgesetzten Solarzellen,
  • 3 eine Darstellung des Laserbohrens der laminierten Solarzellen,
  • 4 eine Darstellung des Kontaktierschrittes der Solarzellen,
  • 5 eine Darstellung eines weiteren Schichtaufbaus mit einem weiteren Schritt des Laserbohrens,
  • 6 eine Darstellung eines weiteren Kontaktierschrittes,
  • 7 eine Darstellung eines anschließenden Lackierschrittes und
  • 8 eine Darstellung zu einer Abwandlung des Verfahrens gemäß 1 bis 7.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die nachfolgend beschriebenen beispielhaften Verfahrensschritte werden anhand von Schnittdarstellungen erläutert. 1 zeigt einen Aufsetzschritt für Solarzellen auf einem Träger. Jede Solarzelle hat eine Rückseite 2 mit dort angeordneten Kontaktbereichen 3. Die Kontaktbereiche sind üblicherweise galvanisch metallisiert, gesputtert oder gedruckt. Zur Rückseitenkontaktierung der Solarzellen und insbesondere deren Kontaktseiten 2 wird eine Isolierfolie 4 aus einem folienartigen elektrisch isolierenden Material oder einem folienartigen Laminat bereitgestellt.
  • Der Aufsetzvorgang wird gemäß 1 so ausgeführt, dass die Rückseiten der Solarzellen auf der Isolierfolie aufliegen und somit nach dem Aufsetzschritt vollständig von dieser überdeckt sind. Der Aufsetzvorgang als solcher wird von einer Aufsetzmechanik 5 ausgeführt, wobei die Solarzellen in dem hier vorliegenden Beispiel durch eine Saugvorrichtung 6 ergriffen und freigegeben werden.
  • Das Absetzen der Solarzellen kann auch durch ein hier nicht dargestelltes Aufdrucken, Aufdampfen oder Auflaminieren zum Realisieren eines organischen Photovoltaik-Moduls ersetzt sein. Bei einem solchen Fertigungsvorgang wird ein als organischer Halbleiter fungierendes Polymer, insbesondere ein konjugiertes Polymer mit einer entsprechenden Elektronenstruktur oder ein speziell synthetisiertes Hybridmaterial auf den folienartigen Träger aufgebracht. Der dadurch gebildete Verbund ist hoch flexibel, hinreichend dünn und sehr leicht weiter zu verarbeiten, wobei die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte problemlos ausführbar sind.
  • Dem in 1 gezeigten Aufsetzvorgang schließt sich bei dem hier vorliegenden Beispiel ein in 2 gezeigter Verkapselungsschritt an. Dabei werden die auf dem Träger befindlichen Solarzellen mit einer Laminierung 7 überdeckt. Zur Laminierung kann beispielsweise auf eine Kunststofffolie zurückgegriffen werden, die im Zuge einer Vakuumlaminierung auf die Solarzellen aufgebracht wird. Zur Laminierung eignet sich insbesondere Ethylenvinylazetat (EVA) oder ein Kunststoff auf der Grundlage siliziumorganischer Verbindungen (Silikon). Beide Materialien können der Gesamtheit der Solarzellen thermoplastisch überformt werden.
  • Alternativ zur thermoplastischen Laminierung ist auch der Einsatz von reaktiven Laminiermaterialien möglich, die u. a. unter der Bezeichnung „dam and fill” bekannt sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um Stoffe oder Stoffgemische, die gieß- oder streichfähig sind, unter der Einwirkung elektromagnetischer Strahlung transparent aushärten und dabei die Gesamtheit der Solarzellen auf dem Träger lichtdurchlässig verkapseln.
  • Als Ergebnis des Verkapselungsschrittes entsteht ein Verbund aus dem Folienträger, den Solarzellen und der Verkapselung, bei dem die Solarzellen optimal von Umwelteinflüssen abgeschirmt sind. Der Verbund kann problemlos zwischengelagert und als Halbzeug bevorratet und von Zeit zu Zeit weiter verarbeitet werden. Dadurch gestaltet sich der Fertigungsprozess des Photovoltaik-Moduls sehr flexibel.
  • Der in 2 gezeigte Laminier- und Verkapselungsvorgang kann optional mit einem Auflaminieren auf einen hier nicht gezeigten Glasträger (Frontglas) des späteren Photovoltaik-Moduls kombiniert werden. Dabei wird der Glasträger unmittelbar auf die Laminierung aufgesetzt, wobei die Laminierung gleichzeitig die Anbindung des Verbundes aus den Solarzellen und der Folie auf dem Glasträger bewirkt. In einem solchen Fall wird das Photovoltaik-Modul praktisch komplett vorgefertigt, während die nachfolgend beschriebene Kontaktierung der Solarzellen einen separaten Fertigungsschritt darstellt, der zeitlich und örtlich vollkommen von den beschriebenen Vorbereitungsschritten getrennt ausgeführt werden kann.
  • Für die weiteren Verfahrensschritte wird der in 2 gezeigte Verbund zweckmäßigerweise gewendet, wie in 3 gezeigt. Die Isolierfolie 4 bildet nunmehr die Oberseite des Schichtaufbaus. Zunächst wird jede einzelne in dem Verbund angeordnete Halbleiterzelle vorhergehend in einem Durchleuchtungsverfahren abgescannt. Die dabei ermittelten Lage- und Positionsdaten jeder einzelnen Halbleiterzelle und insbesondere deren Kontaktbereiche werden einer Laserbohranordnung 8 übergeben. Diese fährt jede einzelne Halbleiterzelle an und strahlt an den jeweils erforderlichen Stellen einen Laserstrahl 9 in Richtung des Verbundes ab. Dabei wird eine Reihe von Durchbrüchen 10 mit freiliegenden Kontaktbereichen 3 auf den Solarzellen 1 erzeugt. Alternativ hier kann auch eine mit vorgestanzten Durchbrüchen ausgeführte Folie eingesetzt werden.
  • Dem Schritt des Laserbohrens schließt sich ein in 4 gezeigter Kontaktierschritt an. Bei diesem Verfahrensschritt werden die Durchbrüche 10 mit einem leitfähigen Material 11 verfüllt. Die verfüllten Durchbrüche 10 bilden dabei selektive Kontaktierungspunkte der Solarzellen.
  • In Verbindung damit wird das leitfähige Material entlang von Leiterbahnstrukturen auf der Oberfläche des Trägers abgesetzt. Dadurch wird die Rückseitenkontaktierung des Photovoltaik-Moduls erzeugt. Die Leiterbahnstrukturen und die Verfüllungen aus dem leitfähigen Material bilden dabei eine rückseitige strukturierte Kontaktschicht 11a aus.
  • Zum Einbringen des leitfähigen Materials 11 in die Durchbrüche und gleichzeitigen Erzeugung der Kontaktschicht 11a werden hochproduktive Metallpulver-Sprühverfahren, optional in Verbindung mit einer vorangehenden (in den Figuren nicht gezeigten) Maskierung der unterliegenden Isolierschicht 4, genutzt. Mit Rücksicht auf die begrenzte Temperaturstabilität der Isolierschicht werden dabei bevorzugt Verfahren wie das Kaltgasspritzen oder Plasmasprühen bei einer Temperatur von weniger als 80°C eingesetzt. Die Abscheidungsgeschwindigkeiten können bis zu einigen m/s betragen, und es werden zweckmäßigerweise Schichtdicken im Bereich zwischen 10 μm und 200 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 50 μm und noch spezieller um 30 μm, erzeugt. Da die bevorzugten Verfahren bei Atmosphärendruck ausgeführt werden, sind technischer Aufwand und Kosten deutlich niedriger als bei früher eingesetzten Hochvakuumverfahren. Durch Einsatz von Mehrfach-Sprühköpfen anstelle des in 6 gezeigten einfachen Metallpulver-Sprühkopfes 12 lässt sich eine weitere Erhöhung der Produktivität realisieren.
  • Es ist grundsätzlich möglich, mehrere Kontaktierungsbahnen oder -ebenen aufzubringen. Ein diesbezügliches Beispiel ist in den 5 und 6 dargestellt. Zum Aufbringen der nächsten Kontaktierungsebene werden die vorhergehend erzeugten Leiterbahnstrukturen mit einer elektrisch isolierenden Deckschicht 13 mindestens teilweise überdeckt. Die Deckschicht kann beispielsweise durch einen Laminiervorgang aufgebracht werden, wobei dabei auf die dafür üblichen Materialien, insbesondere eine EVA-Folie, zurückgegriffen werden kann. Möglich ist auch ein Aufsprühen oder ein Aufdrucken mittels eines Siebdruckverfahrens von Materialien in pastöser Form.
  • In dem dabei geschaffenen Verbund werden in einer wiederholten Anwendung des vorher beschriebenen und in 3 gezeigten Verfahrensschrittes des Laserbohrens weitere freiliegende Abschnitte 10 an weiteren Kontaktbereichen 3 der Solarzellen erzeugt und im Anschluss daran erneut mit leitfähigem Material 14 verfüllt, wobei sich dadurch eine zweite Leiterbahnschicht 14a herausbildet. Die Fertigung der nächstfolgenden Kontaktierungsebene ermöglicht auch ein bei Bedarf notwendiges Einbringen zusätzlicher elektronischer Bauelemente und Schaltungen. Dabei kann insbesondere eine Bypass-Dioden-Schaltung erzeugt werden.
  • 7 zeigt einen abschließenden Schritt der Erzeugung einer schützenden Lackschicht 15 über der zweiten Leiterbahnschicht 14a mittels eines Lacksprühkopfes 16.
  • 8 zeigt eine im Wesentlichen 2 beim oben erläuterten Verfahren entsprechende Verfahrensstufe einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hier sind die Solarzellen 1 mit einer dazwischen liegenden Klebstoffschicht 7' auf einem Glasträger (Frontglas) 17 fixiert, und die Rückseiten sind mit einer die Gesamtanordnung überdeckenden, mittels einer Walze 19 im pastösen Zustand aufgebrachten Isolierschicht 4' bedeckt. Das Einsetzen der Solarzellen in die vorab auf den Glasträger 17 aufgetragene Klebstoffschicht 7' kann wieder mittels der in 1 gezeigten Aufsetzmechanik mit Saugvorrichtung erfolgen, allerdings mit umgekehrter Ausrichtung der Zellen. Nach Trocknung bzw. Vernetzung der Isolierschicht 4' können die nachfolgenden Schritte wie in den 3 bis 7 ausgeführt werden.
  • Alternativ zu einer nachträglichen Erzeugung der Durchbrüche in der Isolierschicht über den Kontaktbereichen der Solarzellen, wie in 3 dargestellt, kann die Ausbildung der Durchbrüche auch sofort im Schritt des Aufbringens der Isolierschicht erfolgen, etwa durch eine geeignete Maskierung bzw. in einem Siebdruckverfahren.
  • Im Rahmen fachmännischen Handelns ergeben sich weitere Ausgestaltungen und Ausführungsformen des hier nur beispielhaft beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/124716 A2 [0006]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Solarmoduls aus einer Vielzahl von Solarzellen (1) vom kristallinen Rückseitenkontakt-Typ, die über rückseitige Verbindungsleitungen kontaktiert und miteinander verschaltet sind, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen der Vielzahl von Solarzellen in einer regulären Anordnung auf einem lichtdurchlässigen starren Träger (17) derart, dass diesem ihre Vorderseiten zugewandt sind; – Überdecken der Rückseiten (2) der regulären Anordnung der Solarzellen mit einer zusammenhängenden Isolierschicht (4; 4'), die Durchbrüche (10) auf Kontaktbereichen (3) der Solarzellen aufweist; – Aufbringen einer strukturierten metallischen Kontaktschicht (11a; 14a) auf die rückseitige Isolierschicht mittels eines Metallpulver-Sprühverfahrens (12) derart, dass mindestens die Durchbrüche auf den Kontaktbereichen metallisch gefüllt sind (11; 14); – Abdecken der strukturierten metallischen Kontaktschicht mit einer isolierenden Schutzschicht (15).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mit dem Füllen der Durchbrüche (10) eine metallische Verbindungsleiterstruktur (11a; 14a) auf der Isolierschicht erzeugt wird, die insbesondere Leiterabschnitte zwischen den Durchbrüchen umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Überdeckens der Rückseiten (2) Teilschritte – Bereitstellen einer vorgefertigten Isolierfolie (4) und – Überdecken der Rückseiten der regulären Anordnung der Solarzellen (1) mit der Isolierfolie, aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine unmetallisierte Isolierfolie (4) eingesetzt und die gesamte Verbindungsleiterstruktur (11a; 14a) in dem Metallpulver-Sprühverfahren erzeugt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Überdeckens der Rückseiten Teilschritte – Aufbringen einer geschlossenen Isolierschicht (4; 4') und – Ausführen einer die Isolierschicht durchbrechenden punktweisen Perforation (8) zum Erzeugen der Durchbrüche (10), insbesondere mittels Lasebohren, aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei im Schritt des Überdeckens der Rückseiten (2) die Durchbrüche (10) während des Materialauftrags, insbesondere mittels einer Maskierung der Kontaktbereiche (3) der Solarzellen (1), erzeugt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 5 oder 6, wobei das Aufbringen der Isolierschicht (4') ein Aufwalzen, Aufschleudern oder Aufdrucken einer pastösen oder flüssigen Masse aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Metallpulver-Sprühverfahren (12) ein Kaltgassprühen oder Plasmasprühen bei Atmosphärendruck ausgeführt und Metallschichtdicken im Bereich zwischen 10 μm und 200 μm, bevorzugt zwischen 10 μm und 40 μm, erzeugt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Metallpulver-Sprühverfahren (12) mit einer Maskierung von nicht mit der metallischen Kontaktschicht (11a; 14a) zu bedeckenden Bereichen der unterliegenden Isolierschicht (4; 4') ausgeführt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Metall im Metallpulver-Sprühverfahren (12) ein solches aus der Aluminium, Kupfer, Zink und Zinn umfassenden Gruppe oder eine mindestens eines dieser Metalle enthaltende Legierung eingesetzt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem Schritt des Bereitstellens der Solarzellen (1) auf dem Träger (17) ein Auflaminieren auf diesen ausgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei beim Auflaminieren auf den Träger (17) die rückseitig aufgebrachte Isolierfolie (4) zugleich als Laminierfolie eingebunden wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011124716A2 (de) 2010-04-08 2011-10-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung eines photovoltaik-moduls mit rückseitenkontaktierten halbleiterzellen

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WO2011124716A2 (de) 2010-04-08 2011-10-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung eines photovoltaik-moduls mit rückseitenkontaktierten halbleiterzellen

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