DE102015009225A1

DE102015009225A1 - Parallel-Verbindung von benachbarten Solarzellen über eine gemeinsame Rückebene

Info

Publication number: DE102015009225A1
Application number: DE102015009225.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Aiken; Daniel Derkacs
Original assignee: Solaero Technologies Corp
Current assignee: Solaero Technologies Corp
Priority date: 2015-01-08
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2016-07-14
Also published as: EP3043391A1; FR3031624B1; FR3031624A1; EP3043391B1

Abstract

Eine Solarzellenanordnung, die eine Vielzahl von Solarzellen und einen Träger aufweist, wobei der Träger eine leitende Schicht aufweist. Die leitende Schicht ist unterteilt in einen ersten leitenden Teil und einen zweiten leitenden Teil. Jede Solarzelle der Vielzahl von Solarzellen weist eine Vorderoberfläche, eine Hinteroberfläche und einen ersten Kontakt in Korrespondenz mit der hinteren Oberfläche auf. Jede Solarzelle der Vielzahl von Solarzellen ist angeordnet auf dem ersten leitenden Teil, wobei der erste Kontakt elektrisch verbunden ist mit dem ersten leitenden Teil derart, dass die Solarzellen parallel geschaltet sind durch den ersten leitenden Teil. Ein zweiter Kontakt jeder Solarzelle kann verbunden sein mit dem zweiten leitenden Teil. Die zwei leitenden Teile dienen als Busstangen (Busbars) der Solarzellenanordnung.

Description

BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional Application No. 61/976,108 eingereicht am 7. April 2014.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
1. Gebiet der Offenbarung
Die Offenbarung bezieht sich auf das Feld der photovoltaischen Leistungsvorrichtungen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Photovoltaische Vorrichtungen wie beispielsweise photovoltaische Module oder ”CIC” Anordnungen (Solar Cell + Interconnects + Coverglass Assemblies = Solarzelle + Zwischenverbindungen + Abdeckglas) weisen eine oder mehrere Einzelsolarzellen auf, und zwar angeordnet zur Erzeugung von elektrischer Leistung ansprechend auf die Bestrahlung mit Sonnenlicht. Manchmal sind die einzelnen Solarzellen rechteckig, oftmals quadratisch. Photovoltaische Modulen, Anordnungen und Vorrichtungen einschließlich einer oder mehrerer Solarzellen können auch im Wesentlichen rechteckig sein und zwar beispielsweise basierend auf einer Anordnung von individuellen Solarzellen. Anordnungen von im Wesentlichen kreisförmigen Solarzellen sind bekannt, dass sie den Nachteil ineffizienter Ausnutzung der Oberfläche, auf der die Solarzellen angebracht sind, aufweisen, und zwar wegen des Raumes der nicht durch Solarzellen abgedeckt ist, infolge des Raumes der zwischen den benachtbarten Solarzellen infolge der kreisförmigen Konfiguration verbleibt (vergleiche beispielsweise U.S. Patente Nr. 4,235,643 and 4,321,417 ).
Oft werden Solarzellen aus kreisförmigen oder im Wesentlichen kreisförmigen Wafer hergestellt. Beispielsweise sind die Solarzellen für Weltraumanwendungsfälle typischerweise multi-junction Solarzellen aufgewachsen auf im Wesentlichen kreisförmige Wafern. Diese kreisförmigen Wafer sind manchmal 100 mm oder 150 mm Durchmesser Wafer. Jedoch wie oben erläutert, für den Zusammenbau in eine Solaranordnung (im Folgenden als Solarzellenanordnung bezeichnet) sind im Wesentlichen kreisförmige Solarzellen, die aus im Wesentlichen kreisförmigen Wafern hergestellt werden um den Abfall von Wafermaterial zu reduzieren und daher die Solarzellenkosten zu minimieren, oftmals nicht die beste Option und zwar in Folge ihres niedrigen Anordnungsfüllfaktors, der die Gesamtkosten der photovoltaischen Anordnung oder Panele erhöht und eine ineffiziente Nutzung des verfügbaren Raums zur Folge hat. Daher werden die kreisförmigen Wafer oftmals aufgeteilt in andere Form Faktoren um Solarzellen herzustellen. Der bevorzugte Form Faktor für eine Solarzelle für Raumanwendungen ist ein Rechteck, wie beispielsweise ein Quadrat, welches gestattet, dass die Fläche einer rechteckigen Panele bestehend aus einer Anordnung von Solarzellen zu 100% gefüllt werden kann (wobei diese Situation im Folgenden als „Füllfaktor” von 100% bezeichnet wird), unter der Annahme, dass kein Raum zwischen den benachbarten rechteckigen Solarzellen verbleibt. Wenn jedoch ein einzelner kreisförmiger Wafer aufgeteilt wird in ein einziges Rechteck, so ist die Waferausnutzung gering. Dies hat Abfall zur Folge. Dies ist in 1 dargestellt, wo gezeigt wird wie konventionell aus einem kreisförmigen Solarzellenwafer 1000 einer rechteckigen Solarzelle 1001 erhalten wird und zwar unter Zurücklassen des Restes des Wafers als Abfall 1002. Diese rechteckige Solarzelle 1001 kann sodann Seite an Seite mit anderen rechteckigen Solarzellen 1001 erhalten von anderen Wafern platziert werden, wodurch für die effiziente Verwendung der Oberfläche auf der die Solarzellen platziert werden (das heißt ein höher Füllfaktor) folgendes gilt: ein großes W/m² Verhältnis kann erhalten werden, welches abhängig von dem Substrat auch ein höhes W/kg Verhältnis bedeuten kann, was für Raumanwendungsfälle von großer Wichtigkeit ist. Das heißt, dichtgepackte Solarzellen ohne irgendein Raum zwischen benachbarten Solarzellen wird im Allgemeinen bevorzugt und insbesondere für Anwendungen bei denen W/m² und/oder W/kg wichtige Aspekte sind die berücksichtigt werden müssen. Dies umfasst Anwendungen im Weltraum beispielsweise Solarleistungsvorrichtungen für Satelliten.
Weltraumanwendungen verwenden häufig hocheffiziente Solarzellen, einschließlich multi-junction Solarzellen und/oder III/V Verbindungshalbleitersolarzellen. Hocheffiziente Solarzellenwafer sind oftmals teuer in der Herstellung. Somit wurde üblicherweise gemäß dem Stand der Technik der Abfall als der Preis akzeptiert, der für einen hohen Füllfaktor zu zahlen ist, das heißt der Abfall der das Ergebnis des Ausschneidens der rechteckigen Solarzelle aus der im Wesentlichen kreisförmigen Solarzellen ist, kann beträchtlichen Kosten bedeuten.
Somit könnte die Option der Verwendung kreisförmiger Solarzellen entsprechend den im Wesentlichen kreisförmigen Solarzellenwafers zur Erzeugung einer Anordnung oder einer Gruppe von Solarzellen eine interessante Option sein. Zwischen der maximalen Ausnutzung des ursprunglichen Wafermaterials und dem Füllfaktor gibt es ein „trade-off”. 2 zeigt wie der kreisförmige Wafer entsprechend einem Layout für maximale Weltraumnutzung gepackt werden kann und zwar zum Erhalt eines Füllfaktors in der Großenordnung von 90%. Dies bedeutet, dass weniger Halbleitermaterial verschwendet wird als dies im Falle der in 1 gezeigten Option der Fall ist, wobei sich aber auch ein weniger effizienter Verbrauch der Oberfläche ergibt auf der die Solarzellen angebracht werden und zwar in Folge des geringeren Füllfaktors. Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei dieser Art des Layouts das Muster die Merkmale einer hexagonalen Einheitszelle 2000 (gezeigt mit gestrichelten Linien in 2) ergibt, die nicht optimal sind für die Erzeugung einer rechteckigen Anordnung von Solarzellen. Die hexagonale Einheitszelle ist zur Herstellung von rechteckigen Anordnungen von Solarzellen nicht ohne weiteres verwendbar, da die Anordnung von Solarzellen nicht gut in die Kanten oder Grenzen einer rechteckigen Panele oder Platte passen.
Es ist auch bekannt, die Waferausnutzung zu erhöhen und den Abfall zu reduzieren, und zwar durch Erhalt einer oktagonalen – anstelle einer rechteckigen – Solarzelle aus einem in Wesentlichen kreisförmigen Wafer, nämlich eine rechteckige Solarzelle mit abgeschnittenen Ecken. Obwohl diese Verfahrensweise es möglich macht, den Abfall von Wafermaterial zu reduzieren, ist diese nicht optimal vom Gesichtspunkt des Füllfaktors her, da bei rechteckigen Solarzellen mit abgeschnittenen Ecken, wenn diese in Reihen und Spalten zur Bildung einer Solarzellenanordnung angeordnet werden, der Raum wo sich die abgeschnittenen Ecken treffen ohne Solarzellenmaterial bleibt und somit nicht verwendet wird für die Umwandlung von Licht in elektrische Leistung.
Es ist möglich, die Abfallmenge zu reduzieren und gleichzeitig einen hohen Füllfaktor zu erhalten und zwar durch Teilen eines kreisförmigen oder im Wesentlichen kreisförmigen Wafers nicht in zwei einzelne rechteckige, beispielsweise quadratische Zellen, sondern in eine große Anzahl von kleineren Zellen. Durch das Aufteilen eines kreisförmigen oder im Wesentlichen kreisförmigen Wafers in eine große Anzahl von relativ kleinen Zellen, wie beispielsweise rechteckigen Zellen, kann der grösste Teil des Wafermaterials verwendet werden um Solarzellen zu produzieren und der Abfall wird reduziert. Beispielsweise kann ein Solarzellenwafer mit einem Durchmesser von 100 mm oder 150 mm und einem Oberflächengebiet in der Größenordnung von 80 cm² oder 180 cm² verwendet werden um eine große Anzahl von kleinen Solarzellen zu erzeugen, wie beispielsweise als quadratische oder rechteckige Solarzellen, deren jede ein Oberflächengebiet von weniger als 5 cm², weniger als 1 cm², weniger als 0,1 cm² oder sogar weniger als 0,05 cm² oder weniger als 0,01 cm² besitzt. Beispielsweise können im Wesentlichen rechteckige – wie beispielsweise quadratische – Solarzellen erhalten werden bei denen die Seiten weniger als 10, 5, 3, 2, 1 oder selbst 0,5 mm lang sind. Dadurch kann die Abfallmenge an Wafermaterial beträchtlich reduziert werden und gleichzeitig kann ein hoher Füllfaktor erhalten werden.
Die Verwendung einer großen Anzahl von relativ kleinen Solarzellen hat den Nachteil, dass für ein gegebenes effektives Oberflächengebiet der endgültigen Solarzellenanordnung, eine erhöhte Anzahl von Zwischenverbindungen zwischen den Solarzellen parallel und/oder in Serie erforderlich ist, was den Prozess der Herstellung der Solarzellenanordnung komplizierter und/oder teuerer macht, und was auch die gesamte Schaltung weniger zuverlässig machen kann, und zwar in Folge des Risikos dass Fehler auftreten, und zwar wegen defekter Zwischenverbindungen zwischen einzelnen Solarzellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Ein erster Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf eine Solarzellenanordnung die folgendes aufweist: eine Vielzahl von Solarzellen und einen Träger, wobei der Träger eine leitende Schicht, beispielsweise eine Metallschicht, aufweist, die einen ersten leitenden Teil bildet. Jede Solarzelle der Vielzahl von Solarzellen weist eine obere oder vordere Oberfläche und eine Bodenoberfläche oder hintere Oberfläche auf und einen ersten Kontakt entsprechend der hinteren Oberfläche. Jede Solarzelle ist auf dem ersten leitenden Teil angeordnet und zwar mit dem ersten Kontakt elektrisch verbunden mit dem ersten leitenden Teil, sodass die Vielzahl von Solarzellen durch den ersten leitenden Teil parallel geschaltet ist. In der vorliegenden Offenbarung bezieht sich der Ausdruck Solarzelle auf eine diskrete Solarzelle.
Daher wird die Herstellung einer Solarzellenanordnung, die eine große Menge an Solarzellen aufweist, vereinfacht: die Solarzellen können einfach auf dem ersten leitenden Teil angeordnet werden, der einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Trägers ausmacht, wie beispielsweise mehr als 50%, 70%, 80%, 90%, 95% oder mehr der gesamten Oberfläche des Trägers, sodass der Kontakt oder die Kontakte an der hinteren Oberfläche jeder Solarzelle leicht verbunden werden können mit dem ersten leitenden Teil des Trägers, der somit zur Zwischenverbindung der Solarzellen in Parallelschaltung dient. Die Verbindung zwischen dem ersten Kontakt jeder Solarzelle und dem ersten leitenden Teil der Metallschicht des Trägers kann direkt erfolgen und/oder durch ein leitendes Binde- oder Klebematerial. Somit ist diese Möglichkeit praktikabel für die Schaffung von Solarzellenanordnungen aus einer großen Menge an relativ kleinen Solarzellen, wie beispielsweise Solarzellen erhalten durch die Unterteilung eines Solarzellenwafers mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Gestalt in eine große Anzahl von individuellen Solarzellen mit einer im Wesentlichen rechteckigen Gestalt zur Erreichung eines erhöhten Füllfaktors und einer erhöhten Waferausnutzung. Der erste leitende Teil ist kontinuierlich und wirkt somit als eine Sammelleitung bzw. ein Bus zur Zwischenverbindung für die ersten Kontakte der Solarzellen. Zudem weist die leitende Schicht einen ersten leitenden Teil auf, der als eine thermische Falle oder Ableitung für die Solarzellen wirken kann.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist die leitende Schicht einen zweiten leitenden Teil getrennt vom ersten leitenden Teil auf, das heißt, die zwei leitenden Teile sind nicht im direkten Kontakt miteinander. Jede der Vielzahl von Solarzellen weist einen zweiten Kontakt auf und jede der Vielzahl von Solarzellen ist mit dem zweiten leitenden Teil über den zweiten Kontakt verbunden und zwar durch eine Zwischenverbindung (interconnect) die den zweiten Kontakt mit dem zweiten leitenden Teil verbindet. Auf dieser Weise kann eine Vielzahl von Solarzellen auf dem Substrat angeordnet werden, und zwar miteinander parallel geschaltet oder verbunden, wobei deren erste Kontakte – wie beispielsweise Kontakte verbunden beziehungsweise gekoppelt mit einer p-Polaritätsseite der entsprechenden Solarzelle – verbunden sind mit dem ersten leitenden Teil, und wobei deren zweite Kontakte – wie beispielsweise Kontakte gekoppelt oder verbunden mit einer n-Polaritätsseite der entsprechenden Solarzelle – verbunden sind mit dem zweiten Teil der entsprechenden Solarzelle. Die ersten und zweiten leitenden Teile können als Bus-Stangen dienen, welche die Verbindung der Solarzellenanordnung mit anderen Vorrichtungen gestatten, beispielsweise mit anderen Solarzellenanordnungen, um so eine größere Solarzellenanordnung zu schaffen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung sind der erste leitende Teil und der zweite leitende Teil mittels mindestens einer Diode verbunden. Diese Diode kann als eine Bypassdiode für die Solarzellen wirken. Bypassdioden werden häufig in Solarzellenanordnungen verwendet und weisen eine Vielzahl von in Serie geschalteten Solarzellen oder Gruppen von Solarzellen auf. Ein Grund für die Verwendung von Bypassdioden ist der, dass dann wenn eine der Solarzellen oder Gruppen von Solarzellen abgeschattet oder beschädigt ist, der Strom von den anderen Solarzellen, wie beispielsweise den nicht abgeschatteten oder nicht beschädigten Solarzellen oder Gruppen von Solarzellen, durch die Bypassdiode fließen kann und somit der hohe Widerstand der abgeschatteten oder beschädigten Solarzellen oder Gruppen von Solarzellen vermieden wird. Die Dioden können auf der Oberseite einer Metallschicht angebracht sein und einen Anodenanschluss und Kathodenanschluss aufweisen. Die Diode kann elektrisch parallel zu den Halbleiterzellen geschaltet und konfiguriert sein um in Sperrrichtung vorgespannt zu sein wenn die Halbleitersolarzellen eine Ausgangsspannung mit oder oberhalb einer Schwellenspannung erzeugen, und können konfiguriert sein um in Durchlassrichtung vorgespannt zu sein, wenn die Halbleitersolarzellen eine Ausgangsspannung unterhalb der Schwellenspannung erzeugen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung, weist die erwähnte mindestens eine Diode einen Oberseitenanschluss und einen Rückseitenanschluss auf, wobei die Diode auf dem zweiten leitenden Teil angeordnet ist, mit dem Rückseitenanschluss der Diode elektrisch mit dem zweiten leitenden Teil verbunden, wobei der Oberseitenanschluss der Diode elektrisch mit dem ersten leitenden Teil verbunden ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Offenbarung kann die Diode auf dem ersten leitenden Teil angeordnet sein, und zwar mit dem Rückseitenanschluss der Diode elektrisch verbunden mit dem ersten leitenden Teil, wobei der Oberseitenanschluss der Diode elektrisch mit dem zweiten leitenden Teil verbunden ist. Beide Alternativen sind möglich, aber es kann manchmal bevorzugt sein, den ersten leitenden Teil zum Tragen der Solarzellen zu verwenden, und den zweiten leitenden Teil zum Tragen der Diode oder Dioden.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung, sind der erste leitende Teil und der zweite leitende Teil elektrisch voneinander isoliert und zwar durch mindestens einen Schnitt oder eine Nut, die die leitende Schicht durchquert. Die Nut kann in irgendeiner geeigneten Art und Weise erzeugt werden, wie beispielsweise durch Ätzen oder Laserschneiden. Der Träger kann mit einer kontinuierlichen Metallschicht auf einer oberen Oberfläche des Trägers versehen sein und dann einer geeigneten Behandlung ausgesetzt werden, um die Nut zur Trennung des ersten leitenden Teil vom zweiten leitenden Teil vorzusehen. Die Nut kann durch die leitende Schicht, beispielsweise eine Kupferschicht, geschnitten werden und nicht durch die darunter liegende Struktur des Trägers, wodurch der erste leitende Teil und der zweite leitende Teil körperlich miteinander gekuppelt oder verbunden sind aber elektrisch voneinander isoliert sind. Auf diese Weise dienen der erste und der zweite Teil als zwei „busbars” (Sammelschienen) durch die die Solarzellenanordnung mit anderen Vorrichtungen verbunden werden kann, beispielsweise mit anderen Solarzellenanordnungen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung folgt die Nut einem Pfad, der eine Vielzahl von Segmenten aufweist und zwar angeordnet eines nach dem anderen, wobei jedes Segment sich unter einem Winkel von beispielsweise einem Winkel von 90° bezüglich eines vorausgehenden Segments und/oder bezüglich zu einem folgenden Segment erstreckt.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist die Nut eine Vielzahl von Segmenten auf, wobei mindestens eines der Segmente sich parallel mit einem weiteren der Segmente erstreckt.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung folgt mindestens ein Teil der Nut einem im Wesentlichen mäandernden Pfad.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der zweite leitende Teil eine Vielzahl von im Wesentlichen langgestreckten Unterteilen auf, die sich zwischen den Unterteilen des ersten leitenden Teils erstrecken. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung haben diese Unterteile oder Subteile eine im Wesentlichen streifenförmige Gestalt.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist das Oberflächengebiet des ersten leitenden Teils größer als das Oberflächengebiet des zweiten leitenden Teils, beispielsweise mehr als doppelt so groß, beispielsweise mehr als fünf, zehn oder zwanzig mal das Oberflächengebiet des zweiten leitenden Teils.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist die Solarzellenanordnung eine Vielzahl von Reihen von Solarzellen auf und zwar platziert oder angeordnet auf dem ersten leitenden Teil, wobei jede Reihe von Solarzellen verbunden ist mit einem Sub- oder Unterteil des zweiten leitenden Teils sich erstreckend zwischen den zwei Reihen von Solarzellen.
Mittels der Merkmale wie beispielsweise einem oder mehreren der oben angeführten können die ersten und zweiten leitenden Teile für optimierte Verwendung der Oberfläche des Trägers ausgelegt sein, beispielsweise um eine maximale Oberfläche für die Anordnung der Solarzellen vorzusehen, wodurch der zweite leitende Teil leitende Spuren vorsieht, die sich beispielsweise zwischen Reihen von Solarzellen erstrecken können, sodass jede Spur dazu dient den Strom erzeugt durch beispielsweise eine der zwei Reihen der Solarzellen zu sammeln. Auf diese Weise können die ersten und zweiten leitenden Teile anspruchsvolle Formen besitzen einschließlich, bei Betrachtung von oben, Verlängerungen von einem der erwähnten Teile die in Ausnehmungen in dem anderen eintreten, und umgekehrt.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung besitzt jede Solarzelle ein Oberflächengebiet von weniger als 1 cm². Die Lösung der Offenbarung kann besonders vorteilhaft sein im Falle von relativ kleinen Solarzellen, wie beispielsweise Solarzellen mit einem Oberflächengebiet von weniger als 1 cm², weniger als 0,1 cm² und sogar weniger als 0,05 cm² oder 0,01 cm². Beispielsweise können im Wesentlichen rechteckige, beispielsweise quadratische, Solarzellen erhalten werden, bei denen die Seiten kleiner als 10, 5, 3, 2, 1 oder sogar 0,5 mm lang sind. Dies macht es möglich, rechteckige Solarzellen aus einem im Wesentlichen kreisförmigen Wafer zu erhalten und zwar mit reduziertem Abfall an Wafermaterial, wobei es die Lösung der Offenbarung möglich macht leicht eine Anzahl der erwähnten Solarzellen parallel anzuordnen und zu verbinden, sodass sie in Kombination als eine große Solarzelle wirken.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist jeder Solarzelle mit dem ersten leitenden Teil durch ein leitendes Verbindungsmaterial verbunden. Die Verwendung eines leitenden Verbindungsmaterials macht es möglich, die Verbindung vorzusehen zwischen dem ersten Kontakt jeder Solarzelle und dem Träger durch einfaches Verbinden der Solarzelle mit dem Träger unter Verwendung des leitenden Bindematerials. Das leitende Verbindungsmaterial (Bindematerial) kann ausgewählt sein, um die Wärmeübertragung zwischen Solarzelle und Träger zu erhöhen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist das leitende Bindematerial eine Indiumlegierung. Indiumlegierungen haben sich als brauchbar und vorteilhaft herausgestellt, da Indium das Bindematerial zugfähig machen kann, wodurch die Verwendung von Bindematerial ausgebreitet über einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Trägers gestattet wird ohne den Träger wesentlich starrer zu machen und wobei das Risiko der Bildung von Rissen reduziert wird wenn die Anordnung Biegekräften ausgesetzt wird. Vorzugsweise sind Träger, Solarzellen und Bindematerial aneinander angepasst um beispielsweise gleiche thermische Ausdehnungscharakteristika zu besitzen. Andererseits ist die Verwendung einer Metalllegierung wie beispielsweise einer Indiumlegierung vorteilhaft gegenüber anderen Bindematerialien wie beispielsweise Polymerklebemitteln da die Metalllegierung, beispielsweise eine Indiumlegierung, eine effiziente Wärmeverteilung in die darunter liegende Schicht, beispielsweise eine Kupferschicht gestattet. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist das Bindematerial Indium-Blei.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist die leitende Schicht Kupfer auf.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der Träger einen Kapton^® Film auf, wobei die leitende Schicht auf der Kapton^® Schicht beziehungsweise dem Kapton^® Film angeordnet ist. Die Option der Verwendung einer Kapton^® Schicht beziehungsweise eines Kapton^® Films für den Träger ist praktikabel beispielsweise für Anwendungen im Weltraum.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der erste Kontakt jeder Solarzelle eine leitende, beispielsweise aus Metallbestehende, Schicht auf, die sich über einen wesentlichen Teil der Rückoberfläche der entsprechenden Solarzelle erstreckt, vorzugsweise über mehr als 50% der Rückoberfläche der entsprechenden Solarzelle, bevorzugter über mehr als 90% der Rückoberfläche der entsprechende Solarzelle. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der erste Kontakt eine leitende, beispielsweise aus Metall bestehende, Schicht auf, die die gesamte Rückoberfläche der Solarzelle bedeckt. Dies hilft dabei, einen guten und zuverlässigen Kontakt mit dem ersten leitenden Teil der leitenden Schicht des Trägers vorzusehen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist jede Solarzelle mindestens eine III–V Compound Halbleiter Schicht auf. Wie oben aufgeführt kann die hohe Waferausnutzung insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Solarzellen hocheffiziente Solarzellen sind, wie beispielsweise III–V Compound Halbleiter Solarzellen, die oftmals unter Verwendung von relativ teuren Wafermaterial hergestellt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung besitzt die Solarzellenanordnung eine im Wesentlichen rechteckige Form und ein Oberflächengebiet im Bereich von 25–400 cm².
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf eine Solarzellenanordnung, die eine Vielzahl von Solarzellensubanordnungen aufweist, wobei jede dieser Solarzellensubanordnungen eine Solarzellenanordnung gemäß dem ersten Aspekt der Offenbarung aufweist. Wie oben erwähnt, können die Solarzellenanordnungen vorteilhafterweise als Subanordnungen dienen, die miteinander verbunden werden können um eine Hauptsolarzellenanordnung zu bilden, die beispielsweise folgendes aufweist: eine Anordnung derartiger Solarzellensubanordnungen, die eine Vielzahl von Reihen oder Streifen derartiger Solarzellensubanordnungen aufweist, wo jeder Streifen eine Vielzahl von in Serie geschalteten Solarzellensubanordnungen aufweist. Somit kann ein modularer Lösungsweg für die Herstellung von relativ großen Solarzellenanordnungen aus kleinen Solarzellen verwendet werden, die zur Bildung von Subanordnungen zusammengebaut werden wie oben beschrieben, wobei danach die Subanordnungen zur Bildung einer größeren Anordnung zwischenverbunden werden.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenanordnung, welches die folgenden Schritte aufweist: Vorsehen eines Trägers, der eine Tragschicht und eine leitende Schicht aufweist; Vorsehen einer Vielzahl von Solarzellen, wobei jede Solarzelle eine vordere oder eine frontale Oberfläche und eine hintere Oberfläche oder Rückoberfläche besitzt, wobei jede Solarzelle ferner einen ersten Kontakt an der hinteren Oberfläche und einen zweiten Kontakt an der vorderen Oberfläche aufweist; Trennen der leitenden Schicht in einen ersten leitenden Teil und einen zweiten leitenden Teil elektrisch isoliert voneinander; Anordnen der Vielzahl von Solarzellen auf dem ersten Teil derart, dass die Solarzellen mit dem ersten Teil durch die ersten Kontakte verbunden sind; und Verbinden der zweiten Kontakte der Solarzellen mit dem zweiten leitenden Teil.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist das Verfahren ferner die folgenden Schritte auf: Anordnen von mindestens einer Diode auf dem zweiten leitenden Teil mit einem ersten Anschluss der Diode verbunden mit dem zweiten leitenden Teil, und Verbinden des zweiten Anschlusses der Diode mit dem ersten leitenden Teil. Diese Diode kann als eine Bypass Diode für die Solarzellen dienen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der Schritt des Trennens der leitenden Schicht in den ersten leitenden Teil und den zweiten leitenden Teil das Vorsehen von mindestens einer Nut durch die leitende Schicht auf. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der Schritt des Vorsehens von mindestens einer Nut das Vorsehen der Nut durch Laserschneiden oder Ätzen vor. In anderen Ausführungsbeispielen der Offenbarung können andere Verfahren verwendet werden, um die Nut oder die Nuten vorzusehen.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der Schritt des Vorsehens einer Nut folgendes auf: Vorsehen einer Nut, die einem Pfad folgt, der eine Vielzahl von Segmenten aufweist angeordnet eines nach dem anderen, wobei jedes Segment sich unter einem Winkel erstreckt, wie beispielsweise einem Winkel von annähernd 90 Grad, und zwar bezüglich eines vorausgehenden Segments und/oder bezüglich eines folgenden Segments.
In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der Schritt des Vorsehens einer Vielzahl von Solarzellen den Erhalt einer Vielzahl von im Wesentlichen rechteckigen Solarzellen, wie beispielsweise quadratischen Solarzellen auf, und zwar aus einem im Wesentlichen kreisförmigen Wafer. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung hat jede der erwähnten Solarzellen ein Oberflächengebiet das kleiner ist als 1 cm². Die Lösung der Offenbarung kann speziell vorteilhaft sein im Falle von relativ kleinen Solarzellen wie beispielsweise Solarzellen mit einem Oberflächengebiet von weniger als 1 cm², weniger als 0,1 cm² oder sogar weniger als 0,05 cm² oder 0,01 cm². Beispielsweise können rechteckige, wie beispielsweise quadratische, Solarzellen erhalten werden bei denen die Seitenlängen kleiner sind als 10, 5, 3, 2, 1 oder sogar 0,5 mm. Dies macht es möglich, rechteckige Solarzellen aus im Wesentlichen kreisförmigen Wafern mit geringem Abfall an Wafermaterial zu erzeugen, wohingegen die Lösung der Offenbarung es möglich macht leicht eine Zwischenverbindung an eine große Anzahl von Solarzellen parallel vorzusehen, sodass sie in Kombination als eine größere Solarzelle arbeiten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zur Vervollständigung der Beschreibung und um ein besseres Verständnis für die Offenbarung vorzusehen ist ein Satz von Zeichnungen vorhanden. Diese Zeichnungen bilden einen integralen Teil der Beschreibung und veranschaulichen Ausführungsbeispiele der Offenbarung, die nicht einschränkend hinsichtlich des Umfangs der Offenbarung interpretiert werden sollten, sondern eben als Beispiele, wie die Offenbarung ausgeführt werden kann. Die Zeichnungen umfassen die folgenden Figuren:
1 veranschaulicht schematisch eine Anordnung des Standes der Technik zur Erzeugung eine dicht gepackte Solarzellenanordnung aus quadratischen Solarzellen erhalten von einem kreisförmigen Solarzellenwafer.
2 veranschaulicht schematisch wie kreisförmige Solarzellen gepackt werden können um einen maximalen Füllfaktor zu erhalten, und zwar eine hexagonale Einheitszelle implizierend für die Anordnung von Solarzellen in einer Anordnung von Solarzellen oder einer Solarzellenanordnung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Trägers, der verwendet werden kann, wenn einige der Ausführungsbeispiele der Offenbarung realisiert werden.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Trägers nach dem Schritt des Schneidens einer mäandernden Nut die eine obere Metallschicht des Trägers durchquert.
5A–5D zeigen schematisch eine Reihe von Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzellenanordnung unter Verwendung des Trägers der 4.
5E ist ein Schaltungsdiagramm der Solarzellenanordnung der 5D.
6A–6E veranschaulichen schematisch eine Reihe von Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Solarzellenanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Teils einer Solarzellenanordnung gemäß 5D.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht ein Verfahren vor für die Konstruktion und die Fabrikation einer Solarzellenanordnungsplatte (Panele) unter Verwendung von zwischenverbundenen modularen Subanordnungen. Obwohl prinzipiell auf die Struktur und die Organisation der modularen Subanordnungen eingegangen werden soll, sind die Solarzellen essenzielle Komponenten derartiger Subanordnungen und somit ist hier eine Diskussion von III–V Verbindungshalbleitersolarzellen vernünftig.
3 veranschaulicht ein Beispiel eines Trägers der in einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung verwendet werden kann. Der Träger weist eine isolierende Tragschicht 101 und eine leitende Metallschicht 102 angeordnet auf der oberen Oberfläche der Tragschicht 101 auf. in einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist die Metallschicht 102 eine Kupferschicht mit einer Dicke im Bereich von 1 μm bis zu 50 μm. in einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung ist die Tragschicht 101 eine Kapton^® Schicht, das heißt eine Polyimid Filmschicht. Vorzugsweise ist die Metallschicht an der Tragschicht in einer klebelosen Art befestigt, um Ausgasen zu begrenzen wenn die Verwendung in einer Weltraumumgebung erfolgt. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung kann die Tragschicht eine Dicke im Bereich von 1 mil (25,4 μm) bis 4 mil (101,6 μm) besitzen. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung kann ein Träger aus Kapton^® vorgesehen sein oder aus einem anderen geeigneten Tragmaterial und zwar auf beiden Seiten des Metallfilms 102, mit Ausschnitten für die Anbringung der Solarzellen und der Zwischenverbindungen zu dem Metallfilm oder der Metallschicht.
4 veranschaulicht den Träger 100 der 3 nach einem Schritt bei dem Teil der Metallschicht 102 entfernt wurde und zwar beispielsweise durch Ätzen oder Laserschneiden, wodurch ein Kanal oder eine Nut 103 geformt wird, die die Metallschicht traversiert und diese in einen ersten leitenden Teil 108 und einen zweiten leitenden Teil 107 trennt. Man kann sehen, wie die zwei Teile nestartig miteinander in Beziehung stehen: die Nut 103 folgt einem mäandernden Pfad, wodurch der erste leitende Teil einen Satz von im Wesentlichen parallelen Streifen bildet und zwar verbunden miteinander an einem Ende davon. Der leitende Teil 107 weist auch einen Satz von Streifen auf die sich teilweise parallel mit den Streifen des ersten leitenden Teils erstrecken und zwar zwischen benachbarten Streifen des erwähnten ersten leitenden Teils. Man erkennt, wie der erste leitende Teil 108 und der zweite leitende Teil 107 im Wesentlichen elektrisch voneinander isoliert sind und zwar in Folge des Vorhandenseins der Nut, die die Metallschicht von der oberen Oberfläche derselben hinab bis zur Tragschicht 101 traversiert oder durchdringt.
5A veranschaulicht schematisch wie eine Vielzahl von Solarzellen 104 an dem ersten leitenden Teil 108 angebracht ist. Nur fünf dieser Solarzellen 104 sind in 5A gezeigt aus Gründen der Einfachheit und in 5A sind die Solarzellen 104 im Wesentlichen beabstandet voneinander veranschaulicht. In der Praxis sind jedoch die Solarzellen 104 vorzugsweise nahe zueinander angeordnet und alle über den gesamten ersten leitenden Teil hinweg, um so die Raumausnutzung zu optimieren: es ist bevorzugt, dass ein beträchtlicher Prozentsatz, wie beispielsweise mehr als 50%, 60%, 70%, 80% oder 90%, wie beispielsweise mehr als 95% der Oberfläche des Trägers 101 durch die Solarzellen abgedeckt ist, um so ein optimiertes W/m² oder W/kg Verhältnis vorzusehen. Jede Solarzelle weist einen ersten Kontakt 111 auf einer Rück- oder Bodenoberfläche der Solarzelle auf, wie dies in 7 gezeigt ist und einen zweiten Kontakt 105 an einer vorderen oder oberen Oberfläche der Solarzelle. In einigen Ausführungsbeispielen der Offenbarung weist der erste Kontakt 111 eine Metallschicht auf, die die gesamte Rückoberfläche oder hintere Oberfläche der Solarzelle abdeckt oder einen wesentlichen Teil der hinteren Oberfläche der Solarzelle, und der zweite Kontakt 105 ist benachbart zu einer Kante der vorderen Oberfläche der Solarzelle 104 angeordnet. Der zweite Kontakt 105 besitzt vorzugsweise ein kleines Oberflächengebiet um zu gestatten, dass der Hauptteil der vorderen Oberfläche der Solarzelle eine effektive Oberfläche für die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Leistung sein kann. In 5A ist der zweite Kontakt 105 nur gezeigt für eine der Solarzellen und zwar aus Gründen der Einfachheit.
Die Solarzelle 104 ist vorzugsweise an dem ersten leitenden Teil 108 angebracht und zwar durch ein leitendes Binde- oder Klebematerial 112, wie dies in 7 gezeigt ist, wie beispielsweise eine Schicht einer Metalllegierung wie beispielsweise eine Indiumlegierung. Man versteht ohne weiteres aus 5B und 7, dass die Metallschicht einschließlich des ersten leitenden Teils 108 als eine Wärmefalle für die Solarzellen dient und eine Indiumlegierung wie beispielsweise Indiumblei besitzt geeignete Wärmeleiteigenschaften. Gleichzeitig ist Indium vorteilhaft, da es Ziehfähigkeit vorsieht, wodurch das Risiko von Rissen in den Verbindungen zwischen den Solarzellen und dem ersten leitenden Teil 108 reduziert wird, wenn die Anordnung Biegekräften ausgesetzt ist.
5B zeigt das Ergebnis eines weiteren Schritts im Verfahren, bei dem der zweite Kontakt 105 der Solarzelle verbunden wurde mit dem zweiten leitenden Teil 107 und zwar durch ein Verbindungsglied oder eine Zwischenverbindung (Interconnect) 106 (wobei nur eine dieser Zwischenverbindungen 106 in 5B aus Gründen der Einfachheit gezeigt ist).
5C veranschaulicht die Solarzellenanordnung nach dem nächsten Verfahrensschritt bei dem die Bypassdiode 110 an dem zweiten leitenden Teil angebracht wird und zwar an einem freien Ende einer der Streifen. Die Diode besitzt einen hinteren Anschluss der mit dem zweiten leitenden Teil 107 verbunden ist, beispielsweise mittels einer Indiumlegierung.
5D veranschaulicht die Solarzellenanordnung nach dem nächsten Verfahrensschritt in dem eine Bypassdioden-Zwischenverbindung 109 angebracht ist zur elektrischen Verbindung eines oberen Anschlusses der Bypassdiode 110 mit dem ersten leitenden Teil 108.
5E ist ein Schaltungsdiagramm der Anordnung gezeigt in 5D, bei der fünf Solarzellen 104 parallel geschaltet sind zwischen zwei Busstangen 107 und 108, entsprechend den zweiten und beziehungsweise den ersten leitenden Teilen und zwar mit einer Bypassdiode 110 gemeinsam für die fünf Solarzellen. Jede Solarzelle ist eine multijunction Solarzelle.
Durch das in 5A–5D gezeigte Ausführungsbeispiel ist klar wieviele kleine Solarzellen, wie beispielsweise Solarzellen mit einem Oberflächengebiet von weniger als 1 cm², weniger als 0,1 cm² oder weniger als 0,01 cm², leicht auf dem ersten leitenden Teil 108 angeordnet werden können wie beispielsweise auf unterschiedlichen sub-Flächen, Spüren oder Streifen des ersten leitenden Teils und verbunden damit durch Verbindungen ihrer Rückseiten mit dem ersten leitenden Teil unter Verwendung einer leitenden Verbindung, welche diesen ersten oder hinteren Kontakt der Solarzelle mit dem ersten leitenden Teil 108 verbindet, und ferner ist gezeigt, wie Zwischenverbindungen hinzugefügt werden können, um die zweiten oder oberen Kontakte der Solarzellen mit dem zweiten leitenden Teil 107 zu verbinden. Eine oder mehrere Bypassdioden können wie gezeigt leicht hinzugefügt werden.
Auf dieser Weise wird eine Anordnung aus einer Vielzahl von parallel geschalteten Solarzellen erhalten, und diese Art von Anordnung kann als eine Subanordnung verwendet werden, zusammen mit weiteren Subanordnungen der gleichen Art, um eine große Anordnung zu bilden einschließlich von Streifen von in Serie geschalteten Subanordnungen.
Die 6A–6E veranschaulichen schematisch die unterschiedlichen Stufen des Verfahrens gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Offenbarung. In 6A ist das Substrat nach Eliminierung eines Teils der Metallschicht gezeigt so dass die Substratschicht 201, wie beispielsweise eine Kaptonschicht, durch einen ersten leitenden Teil 208 und einen zweiten leitenden Teil 207 abgedeckt ist. Der zweite leitende Teil 207 weist drei einem Mäanderpfad folgende Segmente auf oder einen Teil eines Mäanderpfads, und der erste leitende Teil 208 weist vier im Wesentlichen quadratische Hauptteile auf, die miteinander durch drei kurze Streifen verbunden sind. In 6B ist eine im Wesentlichen rechteckige Solarzelle auf jedem von den quadratischen Teilen des ersten leitenden Teils 208 angeordnet. 6C ist eine perspektivische Ansicht bei der der zweite Kontakt 205 der Solarzelle 204 gesehen werden kann. 6D veranschaulicht schematisch wie eine Zwischenverbindung (interconnect) 206 hinzugefügt wurde um den zweiten Kontakt 205 einer der Solarzellen 204 mit dem zweiten leitenden Teil oder dem Bus (Busbar bzw. Sammelleitung) 207 zu verbinden (nur eine derartige Zwischenverbindung ist in der Zeichnung aus Gründen der Einfachheit dargestellt). In 6E sind eine Bypassdiode 210 und ihre Zwischenverbindung hinzugefugt und zwar zur Zwischenverbindung des ersten leitenden Teils und des zweiten leitenden Teils.
Wie in dem Fall der 5A–5D sind auch die 6A–6E nur dazu vorgesehen schematisch ein Ausführungsbeispiel der Offenbarung zu zeigen. In der Praxis wird die räumliche Verteilung häufig unterschiedlich sein: Solarzellen müssen relativ dicht zueinander gepackt angeordnet sein um den größten Teil der Oberfläche der Anordnung zu belegen, um so zu einer effizienten Raumausnutzung aus einer W/m² Perspektive beizutragen.
7 veranschaulicht schematisch Schichten eines Querschnitts eines Teils der Anordnung des Ausführungsbeispiels der 5D. Eine Kapton^® Tragschicht 101 trägt die Kupferstreifen 108 und 107, und eine Solarzelle 104 mit einer Bodenmetallschicht 111, die einen ersten Kontakt bildet ist verbunden mit dem Kupferstreifen 108 durch eine Indiumlegierungsschicht 112. Ein zweiter Kontakt 105 an der oberen Oberfläche von der Solarzelle 104 ist mit dem Kupferstreifen 107 durch die Zwischenverbindung 106 verbunden.
Es ist zu bemerken dass die Ausdrücke ”vordere”, ”hintere”, ”untere” oder ”Boden”, ”obere”, ”über”, ”auf”, und entsprechende Ausdrucken in den Beschreibungen und den Ansprüchen für beschreibende Zwecke benutzt werden und nicht notwendigerweise zur Beschreibung dauerhafter relativer Positionen. Es ist zu verstehen, dass die Ausdrücke die so verwendet werden austauschbar sind und zwar unter geeigneten Umständen derart, dass die Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen Offenbarung beispielsweise in der Lage sind für einen Betrieb mit anderen Orientierungen als den veranschaulichten oder hier beschriebenen verwendet zu werden.
Ferner wird der Fachmann erkennen, dass die Grenzen zwischen den oben beschriebenen Operationen lediglich veranschaulichend sind. Die mehrfachen Einheiten/Operationen können kombiniert werden in eine einzige Einheit/Operation, eine einzige Einheit/Operation kann verteilt sein in zusätzlichen Einheiten/Operationen und Einheiten/Operationen können mindestens teilweise betrieben werden durch zeitliche Überlappung. Darüber hinaus können alternative Ausführungsbeispiele mehrfache Beispiele einer speziellen Einheit/Operation umfassen und die Ordnung der Operationen kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen geändert werden.
In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen” oder „haben” nicht das Vorhandensein anderer Elementen oder Schritte als denen die im Anspruch angegeben sind, aus. Die Ausdrücke „ein” oder „eine”, wie sie hier verwendet werden sind definiert als eines oder mehr als eines. Auch die Verwendung von einleitenden Phrasen wie beispielsweise „mindestens eine” und „eine oder mehrere” in den Ansprüchen soll nicht ausgelegt werden dass die Einführung eines anderen Anspruchselements durch einen unbestimmten Artikel „ein” oder „eine” irgendeinen speziellen Anspruch begrenzt der ein derartig eingeführtes Anspruchselement enthält und zwar bei Offenbarungen, die nur ein derartiges Element enthalten, selbst wenn der gleiche Anspruch die Einleitungsphrasen „eines oder mehrere” oder „mindestens eine” oder nicht definierte Artikel enthält wie beispielsweise „ein” oder „eine” enthält. Das gleiche gilt für die Verwendung von bestimmten Artikeln. Wenn dies nicht anders festgestellt wird sind die Ausdrücke wie „erste” und „zweite” willkürlich verwendet um zwischen solchen Ausdrücken beschreibenden Elementen zu unterscheiden. Diese Ausdrücke sollen somit nicht notwendigerweise die zeitliche oder andere Prioritisierung solcher Elemente anzeigen. Die Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in gegenseitig unterschiedlichen Ansprüchen genannt werden soll nicht anzeigen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht mit Vorteil verwendet werden kann.
Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedenen Wegen realisiert werden. Die oben beschriebenen Reihenfolgen der Schritte für die Verfahren sollen nur als veranschaulichend angesehen werden und die Schritte der Verfahren der vorliegenden Offenbarung sind nicht eingeschränkt auf die oben speziell beschriebenen Reihenfolgen, wenn dies nicht anders speziell festgestellt wird. Es ist zu bemerken, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung frei miteinander kombiniert werden können ohne den Geist und Rahmen der Offenbarung zu verlassen.
Obwohl einige spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung im einzelnen mit Beispielen demonstriert wurden, ist es klar für einen Fachmann, dass die obigen Beispiele nur dafür vorgesehen sind veranschaulichend zu sein und nicht den Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschränken sollen. Es ist zu verstehen, dass die obigen Ausführungsbeispiele modifiziert werden können ohne den Rahmen und Geist der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4235643 [0003]
US 4321417 [0003]

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenanordnung wobei folgendes vorgesehen ist: Vorsehen eines Trägers einschließlich (i) einer Tragschicht und (ii) einer leitenden Schicht angeordnet auf der Tragschicht: Vorsehen einer Vielzahl von III–V Verbindungshalbleiter-Solarzellen, wobei jede Solarzelle eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche besitzt, wobei jede Solarzelle einen ersten Kontakt eines erstens Polaritätstyps an der hinteren Oberfläche besitzt und einen zweiten Kontakt einer zweiten Polarität an der vorderen Oberfläche; Ätzen oder Laserschneiden der leitenden Schicht in einen ersten leitenden Teil und einen zweiten leitenden Teil derart, dass die ersten und zweiten leitenden Teile elektrisch voneinander isoliert sind; Verbinden der Vielzahl von Solarzellen mit dem ersten leitenden Teil derart, dass der erste Kontakt jeder der Solarzellen elektrisch verbunden ist mit dem ersten leitenden Teil; und Verbinden der zweiten Kontakte der Solarzellen mit dem zweiten leitenden Teil durch diskrete elektrische Zwischenverbindungselemente
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die leitende Schicht eine planare oder ebene Struktur aufweist, mit dem ersten leitenden Teil getrennt vom zweiten leitenden Teil, wobei jede der Vielzahl von Solarzellen verbunden ist mit dem zweiten leitenden Teil über den zweiten Kontakt der Solarzelle durch eine Zwischenverbindung, die den zweiten Kontakt der Solarzelle mit dem zweiten leitenden Teil verbindet.
Das Verfahren nach Anspruch 2, welches ferner eine Bypass-Diode aufweist und wobei der erste leitende Teil und der zweite leitende Teil durch die Bypass-Diode zwischen verbunden sind.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Polyimidschicht oder einen Polyimidfilm aufweist mit einer Dicke zwischen 25,4 μm und 101,6 μm.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Träger eine obere Oberfläche und eine Bodenoberfläche besitzt, wobei der erste leitende Teil und der zweite leitende Teil auf der gleichen Oberfläche des Trägers angeordnet sind und elektrisch voneinander isoliert sind durch mindestens eine Nut, die den ersten leitenden Teil vom zweiten leitenden Teil trennt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Oberflächengebiet der Anordnung im Bereich von 25–400 cm² liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Solarzellenanordnung eine Vielzahl von Reihen von Solarzellen aufweist und zwar angeordnet auf dem ersten leitenden Teil, wobei jede Reihe von Solarzellen verbunden ist mit einem Unterteil bzw. Sub-Teil des zweiten leitenden Teils und zwar sich zwischen zwei Reihen von Solarzellen erstreckend.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Solarzelle ein Oberflächengebiet von weniger als 1 cm² besitzt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Solarzelle mit dem ersten leitenden Teil durch ein leitendes Verbindungsmaterial verbunden ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei das leitende Verbindungsmaterial eine Indiumlegierung ist.