DE102018120248A1 - Verfahren zur Verschaltung von Solarzellen, dazugehöriger Solarzellenstring sowie dazugehöriges Solarmodul - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur elektrischen Verschaltung von wenigstens zwei Solarzellen, das Verfahren umfassend die folgenden Schritte:a. Anlegen eines elektrischen Verbinders an den elektrischen Kontakt einer ersten Solarzelle und an den elektrischen Kontakt einer zweiten Solarzelle; undb. Herstellung elektrischer Druckkontakte zwischen dem Verbinder und den elektrischen Kontakten der beiden Solarzellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Verschaltung von wenigstens zwei Solarzellen. Die Erfindung betrifft ferner ein dazugehöriges Solarmodul und einen dazugehörigen Solarzellenstring.
  • Solarzellen dienen als photovoltaische Elemente zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie. Ladungsträgerpaare, die bei Absorption von Licht in einem Halbleitersubstrat erzeugt werden, werden am pn-Übergang zwischen einem Emitterbereich, der einen ersten Dotierungstyp (zur Erzeugung einer Polarität) wie beispielsweise n-Typ oder p-Typ aufweist, und einem Basisbereich, der einen entgegengesetzten Dotierungstyp (zur Erzeugung einer entgegengesetzten Polarität) aufweist, getrennt. Über elektrische Emitter(metall)kontakte, die den Emitterbereich kontaktieren, und elektrische Basis(metall)kontakte, die den Basisbereich kontaktieren, können die derart erzeugten und separierten Ladungsträgerpaare einem externen Stromkreis zugeführt werden.
  • Herkömmliche Solarzellen können Frontkontakte einer Polarität an der Vorderseite und Rückkontakte der entgegengesetzten Polarität an der Rückseite aufweisen. Um allerdings beispielsweise Verluste durch die daraus resultierende Abschattung an der Vorderseite zu minimieren, wurden Rückkontaktsolarzellen entwickelt, bei denen beide Kontakttypen, das heißt die Emitterkontakte und die Basiskontakte, an einer Rückseite des Halbleitersubstrats angeordnet sind. Beispielsweise wurden Rückkontaktsolarzellen entwickelt, auf deren Rückseitenoberfläche ineinander verschachtelte, kammförmige Metallkontakte beider Polaritätstypen angeordnet sind, welche auch als IBC(interdigitated back-contact)-Rückkontaktsolarzellen bezeichnet werden.
  • Damit für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche geeignete Spannungen bzw. Leistungen bereitgestellt werden können, werden die einzelnen Solarzellen zu größeren Einheiten miteinander verschaltet. Dabei werden bei bekannten Fertigungsverfahren die Solarzellen miteinander verlötet, verschweißt oder durch Leitkleber miteinander verklebt. Folglich werden die Solarzellen stoffschlüssig miteinander verbunden. Die verschalteten Solarzellen (Solarzellenstrings) werden sodann regelmäßig in transparentem Ethylenvinylacetat (EVA) eingebettet und frontseitig mit Glas abgedeckt. Rückseitig wird regelmäßig eine Kunststoffverbundfolie beispielsweise aus Polyvinylfluorid und Polyester zur Abdeckung verwendet. In einem darauffolgenden Vakuumlaminationsprozess erfolgt die Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten, so dass ein Solarmodul ausgebildet wird, das abschließend regelmäßig zusätzlich mit einem Rahmen versehen wird.
  • Die oben beschriebene elektrische Verbindung der Solarzellen hat allerdings Nachteile. Beim Lötprozess können Defekte an der Solarzelle entstehen. Durch unterschiedliche Temperaturkoeffizienten des Siliziums oder des Kontaktmaterials vom Lot und/oder des Materials des Lötbändchens (meist wird verzinntes Kupfer verwendet) können bei Temperaturänderungen mechanische Spannungen in den Materialien entstehen, wodurch es zu Bruch und Defekten kommen kann. Auch Leitkleber enthalten regelmäßig kostspielige Partikel aus Edelmetallen und erreichen oft nicht ausreichend geringe spezifische Kontaktwiderstände. Schließlich benötigt das Verschweißen vergleichsweise hohe Temperaturen, welche die Solarzellen ebenfalls beschädigen können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektrische Verschaltung der Solarzellen zu Solarzellenstrings und darauf basierend zu Solarmodulen zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur elektrischen Verschaltung von wenigstens zwei Solarzellen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Es ist demnach vorgesehen, dass zunächst ein elektrischer Verbinder an den elektrischen Kontakt einer ersten Solarzelle und an den elektrischen Kontakt einer zweiten Solarzelle angelegt wird. Der Verbinder wird also im ersten Schritt lösbar an die elektrischen Kontakte angelegt und somit gerade nicht stoffschlüssig daran befestigt, insbesondere nicht geklebt, gelötet oder geschweißt. Vielmehr wird der Verbinder insbesondere einfach auf die Kontakte aufgelegt. Sodann werden elektrische Druckkontakte zwischen dem Verbinder und den elektrischen Kontakten der Solarzellen hergestellt. Druckkontakte können insbesondere durch (insbesondere lokales) Aneinanderpressen von Verbinder und den elektrischen Kontakten erzielt werden. Die Solarzellen werden also lötfrei, schweißfrei und/oder leitkleberfrei miteinander elektrisch verschaltet. Insbesondere findet eine stoffschlüssigkeitsfreie Verschaltung der Solarzellen statt. Durch diese Art der Verschaltung bleibt die elektrische Verschaltung der Zellen in gewissem Maße elastisch nachgiebig, insbesondere im Vergleich mit einer Verschaltung durch Löten, Schweißen oder Kleben. Die Gefahr von Defekten zwischen Verbinder und Solarzelle bzw. an den Solarzellen dem Verbinder selbst durch mechanische Einwirkungen, wie beispielsweise Hagel oder Temperaturwechsel, sind dadurch reduziert. Weiterhin kann das Einbringen von vergleichsweise teuren (Edel-/Schwer-)Metallen im Zuge der elektrischen Verschaltung reduziert oder sogar ganz vermieden werden.
  • Insgesamt kann dadurch bei der Verschaltung der Solarzellen zur Herstellung von Solarmodulen auf mindestens einen Prozessschritt verzichtet werden, indem die Verbinder nicht mehr stoffschlüssig an den elektrischen Kontakten befestigt werden müssen, sondern lediglich darauf aufgelegt bzw. daran angelegt werden. Dennoch kann im Zuge der Herstellung der elektrischen Druckkontakte zwischen den Solarzellen und dem Verbinder eine mechanisch stabile elektrische Verschaltung der Solarzellen bereitgestellt werden.
  • Die Herstellung der elektrischen Druckkontakte in Schritt b. kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Solarzellen sowie der Verbinder zwischen zwei Glasplatten angeordnet werden und sodann ein Evakuierungsschritt durchgeführt wird, um den Verbinder gegen die elektrischen Kontakte der Solarzellen zu drücken (insbesondere zu pressen), so dass elektrische Druckkontakte zwischen den Verbindungen der elektrischen Kontakte derart ausgebildet werden, dass die Solarzellen elektrisch miteinander verschaltet werden.
  • Vorzugsweise werden die beiden Solarzellen und der Verbinder allerdings in Schritt b. in ein Einbettungsmaterial, insbesondere Ethylenvinylacetat (EVA) oder Silikon, eingebettet, insbesondere laminiert, um elektrische Druckkontakte zwischen dem Verbinder und den elektrischen Kontakten der Solarzellen herzustellen. Der Schritt des Einbettens kann mehrere Unterschritte umfassen. Insbesondere ist denkbar, dass zunächst die Solarzellen und der Verbinder von dem Einbettungsmaterial zumindest teilweise umgeben werden, wobei daraufhin eine Pressung zur Herstellung elektrischer Druckkontakte zwischen dem Verbinder und den elektrischen Kontakten erfolgt. Die Pressung umfasst insbesondere die Ausübung einer Kraft senkrecht zu einer Fläche, in welcher sich die Kontakte und der Verbinder erstrecken. Im Zuge der Einbettung wird der Verbinder also gegen die elektrischen Kontakte der Solarzellen gedrückt (insbesondere gepresst), so dass elektrische Druckkontakte zwischen den Verbindungen der elektrischen Kontakte derart ausgebildet werden, dass die Solarzellen elektrisch miteinander verschaltet werden. Dadurch können zudem auf vergleichsweise einfache Art und Weise gekrümmte oder flexible Solarmodule, insbesondere ohne Verwendung von Glasscheiben, hergestellt werden, die eine zuverlässige elektrische Verschaltung aufweisen.
  • In Schritt b. kann dabei insbesondere ein Laminationsprozess, vorzugsweise ein Vakuumlaminationsprozess unter Verwendung von beispielsweise transparentem EVA, durchgeführt werden. Im Zuge dieses Prozesses schmilzt das EVA. Dabei wird der Verbinder gegen die elektrischen Kontakte mit einer Druckkraft beaufschlagt, so dass eine stabile elektrische Verschaltung zwischen den beiden Solarzellen entsteht.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der elektrische Kontakt der ersten Solarzelle eine erste Kontaktpolarität aufweist, und dass der elektrische Kontakt der zweiten Solarzelle eine zweite Kontaktpolarität aufweist, wobei die erste und die zweite Kontaktpolarität gleich sind. Das Verfahren kann aber auch so durchgeführt werden, dass die erste und die zweite Kontaktpolarität unterschiedlich sind. Wenn der Verbinder zwei elektrische Kontakte unterschiedlicher Kontaktpolarität miteinander verbindet, so werden die Solarzellen seriell geschaltet. Werden Kontakte gleicher Kontaktpolarität miteinander verschaltet, so werden die Solarzellen parallel geschaltet.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste elektrische Kontakt und/oder der zweite elektrische Kontakt eine Busbar (bzw. Sammelschiene) umfassen/umfasst. Denkbar ist insbesondere, dass der Verbinder in Schritt a. auf die Busbars der beiden Solarzellen aufgelegt wird und somit insbesondere ausschließlich die Busbars der Solarzellen berührt.
  • Vorteilhaft ist auch, wenn der erste elektrische Kontakt und/oder der zweite elektrische Kontakt Kontaktfinger umfassen/umfasst. Denkbar ist dann, dass der Verbinder die Kontaktfinger der Solarzellen kontaktiert.
  • Denkbar wäre auch, dass der Verbinder sowohl Busbars als auch Kontaktfinger der Solarzellen kontaktiert. Dadurch kann der Gesamtwiderstand abgesenkt werden.
  • Besonders bevorzugt ist, wenn der Verbinder eine leitfähige Folie, insbesondere eine Metallfolie, umfasst. Das Material der leitfähigen Folie kann insbesondere an das Kontaktmaterial am elektrischen Kontakt der Solarzellen angepasst werden. Eine folienartige Ausbildung des Verbinders hat sich insbesondere hinsichtlich Dauerfestigkeit sowie elektrischer Leitfähigkeit (elektrischer Widerstand) als vorteilhaft herausgestellt. Die leitfähige Folie kann mehrlagig sein, und beispielsweise als Al/Cu-Folie vorliegen.
  • Die Folie kann dabei einstückig ausgebildet sein. Andererseits kann die leitfähige Folie mehrteilig, insbesondere zweiteilig, mit einem ersten Folienteil und einem zweiten Folienteil ausgebildet sein, wobei in Schritt a. der erste Folienteil am elektrischen Kontakt der ersten Solarzelle angelegt wird, wobei der zweite Folienteil am elektrischen Kontakt der zweiten Solarzelle angelegt wird, wobei die beiden Folienteile jeweils einen Verbindungsabschnitt aufweisen, und wobei die Verbindungsabschnitte übereinander gelegt werden. Im Zuge von Schritt b. wird sodann insbesondere auch ein elektrischer Druckkontakt zwischen den Verbindungsabschnitten hergestellt. Der erste Folienteil und/oder der zweite Folienteil können/kann mehrlagig ausgebildet sein, und beispielsweise als Al/Cu-Folienteil vorliegen.
  • Es wird also zunächst ein Folienteil am ersten elektrischen Kontakt der ersten Solarzelle angelegt. Sodann wird ein zweiter Folienteil am elektrischen Kontakt der zweiten Solarzelle angelegt. Sodann werden die Verbindungsabschnitte der beiden Folienteile übereinander gelegt zur elektrischen Verbindung der beiden Verbindungsabschnitte. Die Verbindung der beiden Folienteile erfolgt insbesondere auch stoffschlüssigfrei, insbesondere ohne Löten, ohne Schweißen sowie ohne Verwendung von Leitkleber. Wird in Schritt b. sodann die Einbettung der Solarzellen durchgeführt, so wird auch ein Druckkontakt zwischen den Verbindungsabschnitten ausgebildet, um so die Solarzellen miteinander zu verschalten. Dabei können die Verbindungsabschnitte insbesondere in einem Bereich zwischen den Solarzellen aneinander zur Anlage kommen. Insbesondere können diese im mittigen Bereich zwischen den Solarzellen aneinander zur Anlage kommen. Die Folie kann so besonders einfach über die Oberflächen der Solarzellen gelegt werden.
  • Besonders bevorzugt ist weiter, wenn die Folie über die elektrischen Kontakte hinaus über isolierte Bereiche der Solarzellen ragt. Die Folie kann so besonders einfach auf den Oberflächen der Solarzellen angeordnet werden.
  • Vorteilhafterweise sind die Solarzellen als rückseitenkontaktierte Solarzellen ausgebildet, sodass sich der Verbinder von einem rückseitigen elektrischen Kontakt der ersten Solarzelle zu einem rückseitigen elektrischen Kontakt der zweiten Solarzelle erstreckt. Rückseitenkontaktierte Solarzellen können in der genannten Art besonders zuverlässig und dauerstabil miteinander verschaltet werden.
  • Andererseits ist auch denkbar, dass die Solarzellen je wenigstens einen Vorderseitenkontakt und wenigstens einen Rückseitenkontakt aufweisen, wobei sich der Verbinder von einem Vorderseitenkontakt der ersten Solarzelle zu einem Rückseitenkontakt der zweiten Solarzelle erstreckt.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich daraus, dass zwischen die elektrischen Kontakte und den Verbinder ein Flussmittel eingebracht wird, wobei das Flussmittel vor und/oder während Schritt b. isolierende Schichten, insbesondere Oxide, an den Kontaktflächen der elektrischen Kontakte und/oder des Verbinders entfernt, insbesondere ätzt. Wird eine zweiteilig aufgebaute Folie verwendet, so kann auch zwischen die Verbindungsabschnitte ein Flussmittel eingebracht werden. Etwaige isolierende Schichten können so entfernt werden, um die elektrische Kontaktierung zu verbessern.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen die elektrischen Kontakte und den Verbinder Kontaktmittel, insbesondere Kontaktpartikel, eingebracht werden, vorzugsweise zur Verbesserung der elektrischen Kontaktierung. Hierbei kann es sich z.B. um Metallpartikel aus einem Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit handeln (z.B. Silber, Gold).
  • Das Kontaktmittel kann dabei Metalle, Metalllegierungen, keramische Werkstoffe und/oder Kunststoffe umfassen. Auch hierdurch kann insbesondere die elektrische Kontaktierung verbessert werden. Wird als Verbinder eine zweiteilige Folie verwendet, so kann auch zwischen die Verbindungsabschnitte ein entsprechendes Kontaktmittel eingebracht werden.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Verbinder aus Material besteht oder Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminium, Kupfer, Stahl, Nickel, Zink, Silber, Messing oder Legierungen auf Basis eines der vorgenannten Materialien. Das Material der leitfähigen Folie kann folglich insbesondere spezifisch auf das korrespondierende Kontaktmaterial der elektrischen Kontakte der Solarzellen abgestimmt werden.
  • Denkbar ist zudem auch, dass in Schritt a. am Verbinder ein elektrisches Leitmittel, insbesondere ein Draht, zur Verschaltung des Verbinders mit einer Junktionbox (engl. junction box; auch Anschlussdose genannt) des Solarmoduls angelegt wird, wobei in Schritt b. ein elektrischer Druckkontakt zwischen dem Verbinder und dem Leitmittel hergestellt wird. Somit kann eine elektrische Verschaltung zwischen dem Verbindung und der Junktionbox ebenfalls stoffschlüssigfrei, also insbesondere ohne Verlöten, ohne Verschweißen sowie ohne Verwendung von Leitkleber, erfolgen.
  • Denkbar ist, dass der Verbinder elektrische Kontakte gleicher Kontaktpolarität miteinander elektrisch verbindet. Bei einer derart entstehenden Parallelschaltung, können insbesondere mehr als zwei Solarzellen miteinander verbunden werden.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Solarzellenstring, umfassend wenigstens zwei Solarzellen, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander elektrisch verschaltet sind. Die elektrische Verschaltung eines solchen Solarzellenstrings ist besonders widerstandsfähig gegen Temperaturschwankungen oder andere mechanische Einflüsse, wie beispielsweise Hagel. Dabei können konventionelle Solarzellen aber auch Rückkontaktsolarzellen miteinander verschaltet werden.
  • Schließlich wird die eingangs gestellte Aufgabe auch gelöst durch ein Solarmodul, umfassend wenigstens zwei Solarzellen, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens miteinander elektrisch verschaltet sind. Ein derartiges Solarmodul ist besonders widerstandsfähig gegen mechanische Einwirkungen wie Hagel oder Temperaturwechsel. Ferner kann ein solches Solarmodul insbesondere gekrümmt oder flexibel ausgebildet werden, wobei insbesondere Glasscheiben entfallen können. Dennoch kann eine vergleichsweise zuverlässige Verschaltung der Solarzellen des Solarmoduls erfolgen.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Draufsicht auf die Vorderseite eines Abschnitts eines Solarmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
    • 2 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß 1;
    • 3 eine schematische Draufsicht auf die Rückseite eines Abschnitts eines Solarmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • 4 einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß 3;
    • 5 eine schematische Draufsicht auf die Rückseite eines Abschnitts eines Solarmoduls gemäß einer dritten Ausführungsform; und
    • 6 einen Querschnitt durch Darstellung gemäß 5.
  • Die 1 und 2 zeigen einen Solarzellenstring 12 eines Abschnitts eines Solarmoduls 10, wobei Ausschnitte von zwei miteinander elektrisch verschalteten Solarzellen 14, 16 dargestellt sind. Beispielhaft weisen die Solarzellen jeweils einen (n-Typ bzw. p-Typ)-Siliziumwafer 18, 20 auf (vgl. 2). An den Vorderseiten 22, 24 der Solarzellen 14, 16 sind Kontaktfinger 26, 28 aufgebracht. Unter den Kontaktfingern befindet sich jeweils ein (p-Typ bzw. n-Typ)-Emitterbereich 30, 32. Die Kontaktfinger 26, 28 ragen hierbei von jeweils einer Busbar 34, 36 (Stromsammelschiene) ab.
  • Wie z.B. in 2 gezeigt, kann auf der Rückseite 23, 25 der Solarzellen 14, 16 jeweils ein (n-Typ bzw. p-Typ)-Back Surface Field (BSF) 38, 40 vorgesehen sein. Darauf kann wiederum eine nicht dargestellte Kontaktfingerstruktur angeordnet sein, die von jeweils einem Busbar 42, 44 abragt.
  • Zur Verschaltung der Solarzellen 14, 16 wird ein Verbinder 46 in Form einer Metallfolie über den als elektrischen Kontakt ausgebildeten Busbar 34 der Vorderseite 22 der ersten Solarzelle 14 zum als elektrischer Kontakt ausgebildeten Busbar 44 der Rückseite 25 der zweiten Solarzelle 16 gelegt. Der Verbinder 46 kann einstückig sein, vgl. 2. Dabei erstreckt sich der Verbinder 46 insbesondere über die gesamte Busbar 34 bzw. die gesamte Busbar 44. Zur Herstellung der Verbindung wird der Verbinder 46 in einem ersten Schritt einfach auf die Busbars 34 und 44 aufgelegt und daran aber zunächst nicht stoffschlüssig angebracht, also weder verlötet, noch verschweißt, noch angeklebt, noch auf sonstige Weise daran befestigt. Folglich werden elektrische Kontakte 34, 44 unterschiedlicher Polarität miteinander verbunden. Gleichermaßen werden die Busbars 42 bzw. 36 über weitere Verbinder 47, 49 mit weiteren Solarzellen verschaltet.
  • Um daraufhin ein Solarmodul herzustellen, werden die Solarzellen 14, 16 in ein Einbettungsmaterial 48 eingebettet. Bei dem Einbettungsmaterial 48 kann es sich insbesondere um Ethylenvinylacetat (EVA) handeln. Sodann können an der Vorderseite eine Glasplatte 50 und an der Rückseite eine Verbundfolie 52 (beispielsweise aus Polyvinylfluorid und Polyester) und/oder eine weitere Glasscheibe angebracht werden. Die einzelnen Komponenten 14, 16, 46, 50, 52 werden dabei in einem Vakuumlaminationsprozess miteinander laminiert und damit mechanisch verbunden, wobei das Einbettungsmaterial 48 im Zuge dieses Prozesses aufgeschmolzen wird, um die Komponenten 14, 16, 46, 50, 52 zu verbinden. Bei diesem Laminationsprozess wird der Verbinder 46 gegen die Busbars 34 bzw. 44 mit einer Kraft (Presskraft) beaufschlagt, so dass hierdurch ein stabiler elektrischer Kontakt hergestellt wird, wobei die Solarzellen 14, 16 miteinander in Serie zu einem Solarzellenstring 12 geschaltet werden. Das Einbettungsmaterial 48 schützt die Solarzellen 14, 16 beispielsweise zudem auch vor Feuchtigkeit.
  • Insgesamt wird ein Solarmodul 10 erhalten, bei dem die Solarzellen 14, 16 miteinander verschaltet sind, ohne dass der Verbinder 46 stoffschlüssig an elektrischen Kontakten 34, 44 angebracht wäre.
  • Im Gegensatz zu dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, handelt es sich bei dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel um rückseitenkontaktierte Solarzellen 54, 56. Dabei sind an den Rückseiten 23, 25 der Solarzellen 54, 56 die Emitterbereiche 58 und BSF-Bereiche 60 vorgesehen (im Querschnitt in 4 jeweils nur eine Polarität der jeweiligen Solarzellen sichtbar). An aneinander zugewandten Randbereichen der Solarzellen 54, 56 erstreckt sich jeweils ein Busbar 62, 64 unterschiedlicher Polarität entlang der Rückseiten 23 bzw. 25. Diese Busbars 62, 64 kontaktieren Kontaktfinger 66, 68 unterschiedlicher Polarität, wobei ein Busbar 62, 64 lediglich Kontaktfinger 66, 68 einer Polarität kontaktiert. An der jeweiligen Frontseite 22, 24 der Solarzellen 54, 56 kann jeweils eine Passivier- und Antireflexschicht 47, 49 vorgesehen sein.
  • Der Verbinder 46 ist in diesem Fall zweiteilig aufgebaut und umfasst ein erstes Folienteil 70 mit einem Verbindungsabschnitt 74 und ein zweites Folienteil 72 mit einem Verbindungsabschnitt 76. Das erste Folienteil wird hierbei zur Verschaltung der Solarzellen 54, 56 auf den Busbar 62 der Solarzelle 54 aufgelegt, während der zweite Folienteil 72 auf den Busbar 64 der zweiten Solarzelle 56 aufgelegt wird. Die Verbindungsabschnitte 74 und 76 werden sodann im mittleren Bereich zwischen den Solarzellen 54, 56 ebenfalls übereinander gelegt. Das weitere Vorgehen ist daraufhin analog zum Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2. Es wird folglich eine Einbettung in ein Einbettungsmaterial 48 vorgenommen, wobei die Folienteile 70, 72 im Zuge der Einbettung gegen die Busbars 62, 64 gepresst werden. Weiterhin werden die Verbindungsabschnitte 74, 76 der Folienteile 70, 72 gegeneinander gepresst, so dass die Solarzellen 54, 56 über die so entstandenen elektrischen Druckkontakte miteinander verschaltet werden.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß den 5 und 6 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4 im Wesentlichen hinsichtlich der geometrischen Anordnung der Busbars 62, 64. In diesem Fall sind Busbars 62, 64 unterschiedlicher Dotierung abwechselnd parallel zueinander auf den Solarzellen 54, 56 angeordnet. Darunterliegend und senkrecht dazu erstrecken sich Kontaktfinger 66, 68 unterschiedlicher Polarität, wobei ein Busbar 62, 64 selbstverständlich lediglich Kontaktfinger einer Polarität kontaktiert und die anderen demgegenüber von den Busbars 62, 64 isoliert sind. Das weitere Vorgehen der Verschaltung der Solarzellen erfolgt analog zu den beiden anderen Ausführungsbeispielen, so dass durch den Laminationsprozess im Zuge der Einbettung in das Einbettungsmaterial 48 Druckkontakte zwischen den Verbindungsabschnitten 74, 76 der Folienteile 70, 72 sowie Druckkontakte zwischen den Busbars 62, 64 und den Folienteilen 70, 72 zur Verschaltung der Solarzellen 54, 56 bereitgestellt werden.

Claims (16)

  1. Verfahren zur elektrischen Verschaltung von wenigstens zwei Solarzellen (14, 16, 54, 56), das Verfahren umfassend die folgenden Schritte: a. Anlegen eines elektrischen Verbinders (46) an den elektrischen Kontakt (34, 62) einer ersten Solarzelle (14, 54) und an den elektrischen Kontakt (44, 64) einer zweiten Solarzelle (16, 56); und b. Herstellung elektrischer Druckkontakte zwischen dem Verbinder (46) und den elektrischen Kontakten (34, 62, 44, 64) der Solarzellen (14, 16, 54, 56).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt b. die Solarzellen (14, 16, 54, 56) und der Verbinder (46) in ein Einbettungsmaterial (48), insbesondere Ethylenvinylacetat (EVA) oder Silikon, eingebettet, insbesondere laminiert, werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der elektrische Kontakt (34, 62) der ersten Solarzelle (14, 54) eine erste Kontaktpolarität aufweist, wobei der elektrische Kontakt (36, 64) der zweiten Solarzelle (16, 56) eine zweite Kontaktpolarität aufweist, und wobei die erste und die zweite Kontaktpolarität gleich sind, oder wobei die erste und die zweite Kontaktpolarität unterschiedlich sind.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Kontakt der ersten Solarzelle (14, 54) und/oder der elektrische Kontakt der zweiten Solarzelle (16, 56) einen Busbar (34, 62, 44, 64) umfassen/umfasst.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Kontakt der ersten Solarzelle (14, 54) und/oder der zweite elektrische Kontakt der zweiten Solarzelle (16, 56) Kontaktfinger (26, 28, 66, 68) umfassen/umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (46) eine leitfähige Folie umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die leitfähige Folie mehrteilig, insbesondere zweiteilig, mit einem ersten Folienteil (70) und einem zweiten Folienteil (72) ausgebildet ist, wobei in Schritt a. der erste Folienteil (70) am elektrischen Kontakt (34, 62) der ersten Solarzelle (14, 54) angelegt wird, wobei der zweite Folienteil (72) am elektrischen Kontakt (44, 64) der zweiten Solarzelle (16, 56) angelegt wird, und wobei die beiden Folienteile (70, 72) jeweils einen Verbindungsabschnitt (74, 76) aufweisen, wobei die Verbindungsabschnitte (74, 76) in Schritt a. übereinander gelegt werden, und wobei in Schritt b. und Schritt c. auch ein elektrischer Druckkontakt zwischen den Verbindungsabschnitten (74, 76) hergestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Folie über die elektrischen Kontakte (34, 62, 44, 64) hinaus über isolierte Bereiche der Solarzellen (14, 54, 16, 56) ragt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Solarzellen als rückseitenkontaktierte Solarzellen (54, 56) ausgebildet sind, sodass sich der Verbinder (46) von einem rückseitigen elektrischen Kontakt (62) der ersten Solarzelle (14, 54) zu einem rückseitigen elektrischen Kontakt (64) der zweiten Solarzelle (16, 56) erstreckt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Solarzellen (14, 16) einen Vorderseitenkontakt (34) und einen Rückseitenkontakt (44) aufweisen, und wobei sich der Verbinder vom Vorderseitenkontakt (34) der ersten Solarzelle (14) zum Rückseitenkontakt (44) der zweiten Solarzelle (16) erstreckt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen die elektrischen Kontakte (34, 62, 44, 64) und den Verbinder (46) Flussmittel eingebracht wird, wobei das Flussmittel vor und/oder während Schritt b. isolierende Schichten, insbesondere Oxide, an den Kontaktflächen der elektrischen Kontakte (34, 62, 44, 64) und/oder des Verbinders (46) entfernt, insbesondere ätzt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen die elektrischen Kontakte (34, 62, 44, 64) und den Verbinder (46) Kontaktmittel, insbesondere Kontaktpartikel, eingebracht werden, vorzugsweise zur Verbesserung der elektrischen Kontaktierung.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (46) aus Material besteht oder Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Aluminium, Kupfer, Stahl, Nickel, Zink, Silber, Messing oder Legierungen auf Basis eines der vorgenannten Materialien.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a. am Verbinder (46) ein elektrisches Leitmittel, insbesondere ein Draht, zur Verschaltung des Verbinders (46) mit einer Junktionbox des Solarmoduls (10) angelegt wird, und wobei in Schritt b. und Schritt c. ein elektrischer Druckkontakt zwischen dem Verbinder (46) und dem Leitmittel hergestellt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei der Verbinder (46) elektrische Kontakte gleicher Kontaktpolarität verbindet, wobei der Verbinder mehr als zwei Solarzellen miteinander elektrisch verbindet.
  16. Solarzellenstring (12) umfassend wenigstens zwei Solarzellen (14, 16, 54, 56), die mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche miteinander elektrisch verschaltet sind, und/oder Solarmodul (10), umfassend wenigstens zwei Solarzellen (14, 16, 54, 56), die mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche miteinander elektrisch verschaltet sind.
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