DE102019110348A1 - Solarzellenanordnung - Google Patents

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Florian Stenzel
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Abstract

Ein Solarzellenanordnung umfasst eine erste Solarzelle (101) und eine zweite Solarzelle (102), die in einem Überlappungsbereich (112) einander überlappen und jeweils Kontaktfinger (420) zum elektrischen Kontaktieren der einzelnen Solarzellen (101, 102) und Stromsammelschienen (121, 122, ...) zum Abführen eines elektrischen Stromes (I) von den Kontaktfingern (420) aufweisen. Der elektrische Strom (I) verläuft entlang der Stromsammelschienen (121, 122, ...) von einer Hauptoberfläche (101a) der ersten Solarzelle (101) zu einer gegenüberliegenden Hauptfläche (102b) einer zweiten Solarzelle (102).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Solarzellenanordnung und ein Verfahren deren Herstellung und insbesondere auf überlappende Solarzellen.
  • HINTERGRUND
  • Bei der Herstellung von Photovoltaikmodulen werden in der Regel eine Vielzahl von Solarzellen zu sogenannten Strings nebeneinander angeordnet und entsprechend verschaltet. Die einzelnen Solarzellen werden dabei mittels Stromsammelschienen oder sogenannte Bändchen elektrisch miteinander verbunden. Zusätzlich gibt es für die einzelnen Solarzellen noch Kontaktfinger um den erzeugten Strom in der Fläche zu erfassen und entsprechend abzuleiten. Entlang den Strings sind die Solarzellen häufig in Reihe geschaltet, sodass die Zellenverbindungen von einer Vorderseite der Solarzellen zu einer Rückseite geführt werden.
  • 4A und 4B zeigen beispielhaft ein konventionelles Design einer Solarzelle, wobei die 4A eine Draufsicht und 4b eine Querschnittsansicht entlang der Querschnittslinie B-B zeigt. In der Draufsicht ist zu erkennen, dass eine Vielzahl von Kontaktfingern 420 in horizontaler Richtung parallel zueinander ausgebildet sind, die durch sogenannte Busbars 450 elektrisch kontaktiert werden. Der Busbar 450 wiederum werden über Kontaktpads 430 mit Stromsammelschiene 440 (siehe 6B) elektrisch kontaktiert. Die Kontaktpads 430 sind dazu in einer Ausnehmung des Busbars 450 ausgebildet. Die elektrische Verbindung wird in der Regel über eine Lötverbindung hergestellt. Der mittig unterbrochenen Busbar 450 zeigen eine Schnittlinie an, entlang der die einzelne Solarzelle geschnitten wird.
  • Die 4B zeigt die Querschnittsansicht entlang der Schnittebene B-B, die durch einen Busbar 450 verläuft. Wie aus der 4B ersichtlich, sind auf einem Halbleitermaterial 410 (Zellenkörper) eine Vielzahl von Kontaktpads 430 ausgebildet, die durch die Stromsammelschienen 440 kontaktiert werden. Zwischen zwei benachbarten Kontaktpads 430 ist jeweils ein Abschnitt des Busbars 450 zu sehen, der wiederum die Kontaktfinger 410 (siehe 4A) kontaktiert. Die Kontaktpads 430 sind in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene mit dem Busbar 450 in einem überlappenden Kontakt, so dass der Strom von den einzelnen Kontaktfingern 420 aufgenommen, an die Kontaktpads 430 weitergeleitet und über die Stromsammelschiene 440 abgeleitet wird. Die (konventionelle) Stromsammelschienen 440 verbinden beispielsweise mehrere seriell angeordnete Solarzellen.
  • Bei der Verschaltungen dieser Solarzellen ist jedoch die Fläche zwischen den einzelnen Solarzellen inaktiv und können lediglich passiv (z.B. durch eine Reflexion an eine Rückseitenbeschichtung) zur Stromgewinnung durch die umgebenden Zellen genutzt werden. Für die Verschaltung werden beispielsweise 6 Zellverbinder vorgesehen, die jedoch infolge des beträchtlichen Stromes sehr dick sind, so dass Druckpunkte an den Zellkanten entstehen. Diese Druckpunkte verhindern einerseits einen geringen Zellabstand bzw. verursachen mechanischen Spannungen an den Rändern der Solarzellen. Das kann zu Brüchen an der Kante der Solarzellen führen bzw. kleine Risse können die elektrische Leistungsfähigkeit deutlich herabsenken.
  • Für Solarzellen ohne Zellverbinder gibt es bereits die Möglichkeit, die Solarzellen teilweise übereinander anzuordnen (sogenanntes Schindeln), die das Auftreten von möglichen Mikrorissen an den Rändern der Solarzellen bzw. in den Zellverbindern umgehen. Hierbei werden die einzelnen Kontaktfinger der Solarzellen über eine Metallisierung im Randbereich miteinander elektrisch verbunden bzw. ein elektrisch leitfähiger Kleber wird zur elektrischen Verbindung genutzt. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass der Strom der Solarzelle über die Kontaktfinger zur Zellkante geführt wird, was entweder schmale Zellstreifen erfordert oder zu erhöhten (seriellen und/oder optischen) Verlusten führt. Außerdem sind weitere Materialien notwendig, um den leitfähigen Kleber in dem Randbereich elektrisch gut leitfähig für alle Kontaktfinger aufzubringen. Außerdem verlängern sich die Wege für die Stromabführung im Vergleich zu Zellverbindern deutlich, was zu Serien-Widerstandsverlusten führt, da die Kontaktfinger nur sehr dünn sind und daher für höhere Ströme nicht geeignet sind. Schließlich ist die Verwendung der Silberpaste auf der Vorderseite dadurch stark eingegrenzt.
  • Daher besteht ein Bedarf nach neuen Moduldesigns und Verschaltungen, die diese Nachteile überwindet und die insbesondere den Abstand zwischen den einzelnen benachbarten Solarzellen eliminiert.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Zumindest ein Teil der obengenannten Probleme wird durch eine Solarzellenanordnung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung nach Anspruch 8 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche.
  • Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Solarzellenanordnung mit einer ersten Solarzelle und einer zweiten Solarzelle, die in einem Überlappungsbereich einander überlappen und jeweils Kontaktfinger zum elektrischen Kontaktieren der einzelnen Solarzellen und Stromsammelschienen zum Abführen eines elektrischen Stromes von den Kontaktfingern aufweisen. Der elektrische Strom wird entlang der Stromsammelschienen von einer ersten Hauptoberfläche der ersten Solarzelle zu einer gegenüberliegenden, zweiten Hauptfläche der zweiten Solarzelle geleitet. Die hierfür genutzten Solarzellen können mit den konventionellen Solarzellen aus der 4A und 4B übereinstimmen, wobei die Stromsammelschienen entsprechend den Ausführungsbeispielen anzupassen wären (z.B. hinsichtlich der Position und/oder Länge). Die Stromsammelschienen können auch sogenannte Zellverbinder, Bändchen etc. sein. Gemäß Ausführungsbeispielen sollen die Stromsammelschienen von aufgedruckten Metallisierungen unterschieden werden. Diese aufgedruckten Metallisierungen sind z.B. die Kontaktfinger, sogenannte Busbars (siehe 4A und 4B) oder andere Strukturen, die als Paste auf die Solarzellen gedruckt werden können, um den elektrischen Strom innerhalb einer gegebenen Solarzelle zu sammeln. Die Stromsammelschienen werden mit diesen aufgedruckten Strukturen an einer oder mehreren Stellen elektrisch verbunden (z.B. angelötet, verklebt, verpresst etc.) und dienen dem Abtransport des gesammelten elektrischen Stromes zu einer nächsten Solarzelle oder zu einem externen Stromanschluss.
  • Optional sind die jeweiligen Stromsammelschienen auf der ersten Hauptoberfläche im Vergleich zu den jeweiligen Stromsammelschienen auf der zweiten Hauptoberfläche versetzt zueinander angeordnet sind, sodass in dem Überlappungsbereich die Stromsammelschienen der ersten Solarzelle und die Stromsammelschienen der zweiten Solarzelle nebeneinander angeordnet oder voneinander beabstandet sind.
  • Optional verläuft zumindest ein Teil der Stromsammelschiene durchgängig von der ersten Solarzelle zu der zweiten Solarzelle. Insbesondere können die durchlaufenden Stromsammelschienen nahezu geradlinig verlaufen und die gegenüberliegenden Hauptoberflächen elektrisch miteinander verbinden.
  • Optional umfasst die erste Solarzelle und/oder die zweite Solarzelle in dem Überlappungsbereich eine Metallisierung, um die Stromsammelschienen in dem Überlappungsbereich elektrisch miteinander zu verbinden. Als Folge wird der elektrische Strom von der ersten Solarzelle zu der zweiten Solarzelle über die Stromsammelschienen der ersten Solarzelle, die Metallisierung und die Stromsammelschienen der zweiten Solarzelle geleitet.
  • Optional sind zwischen zumindest zwei benachbarten Stromsammelschienen in dem Überlappungsbereich Abstandshalter (Stützstrukturen) ausgebildet, um eine senkrecht zu den Hauptoberflächen wirkende Kraft abzustützen bzw. die Solarzellen aufeinander abzustützen. Dies Abstandshalten sind immer dann von besonderem Vorteil, wenn nur relativ wenige (z.B. weniger als 15) Stromschienen in dem Überlappungsbereich vorhanden sind, da ansonsten zu hohe Kräfte auf den einzelnen Stromschienen wirken könnten, die zu einer Beschädigung der Solarzelle führen können.
  • Die Abstandshalter können sich auch (zumindest teilweise) aus dem Überlappungsbereich heraus erstrecken, um einen Schutz und/oder eine Abstützung in dem Randbereich des Überlappungsgebietes bereitzustellen. Beispielsweise können die Abstandshalter einen zusätzlichen Schutz unterhalb der Solarzellenanordnung bieten, wo im Überlappungsbereich eine Stufe vorhanden ist.
  • Das Material der Abstandshalter kann nahezu beliebig gewählt werden, solange die gewünschte Abstützfunktion erreicht wird. Möglich Materialien für die Abstandshalter umfassen ein Polymermaterial und insbesondere ein elektrisch leitfähiges Polymermaterial. Die Abstandshalte können auch zumindest einige der Stromsammelschienen kontaktieren und, wenn sie selbst leitfähig sind, den Stromfluss verbessern (geringeren elektrischen Widerstand).
  • Optional sind die erste Solarzelle und die zweite Solarzelle beidseitig zur Stromerzeugung nutzbar. Insbesondere können auch beidseitig Kontaktfinger ausgebildet sein.
  • Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenanordnung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • - Bereitstellen einer ersten Solarzelle mit Kontaktfingern und Stromsammelschienen;
    • - Bereitstellen einer zweiten Solarzelle mit Kontaktfingern und Stromsammelschienen; und
    • - Anordnen der ersten Solarzelle und der zweiten Solarzelle, so dass sie sich in einem Überlappungsbereich einander überlappen und die Stromsammelschienen von der ersten Solarzelle den Strom zu der zweiten Solarzelle führen.
  • Optional umfasst das Verfahren außerdem ein Ausbilden von Abstandshalter zwischen zumindest zwei benachbarten Stromsammelschienen in dem Überlappungsbereich, um eine senkrecht zu den Hauptoberflächen wirkende Kraft abzustützen.
  • Optional erfolgen das Bereitstellen einer ersten Solarzelle und/oder das Bereitstellen einer zweiten Solarzelle derart, dass zumindest ein Teil der Stromsammelschiene durchgängig von der ersten Solarzelle zu der zweiten Solarzelle verlaufen. Daher können sich die Stromschienen nur über eine Solarzelle erstrecken oder von Solarzelle (z.B. von einer Unterseite) auf eine benachbarte Solarzelle (z.B. auf einer Oberseite) verlaufen. Zwischen den derart durchlaufenden Stromschienen können Abstandshalter (Stützstrukturen) vorhanden sein, um den Druck aufzunehmen.
  • Alle bereits genannte Merkmale der Solarzellenanordnung können als weitere optionale Verfahrensschritte umgesetzt werden. Insbesondere können für die Solarzellenanordnung übliche Solarzellen genutzt werden, die bisher nebeneinander liegend zu Strings und dann zu Modulen verschaltet wurden. Die einzigen Modifikationen, die erforderlich sein könnten, ist das Versetzen der Stromsammelschienen auf der Rückseite im Vergleich zu Vorderseite (= Hauptlichteinfallsseite).
  • Ausführungsbeispiele überwinden die obengenannten Probleme effektiv dadurch, dass benachbarte Solarzellen in einer Stringrichtung (in der seriellen Verschaltung) einander überlappen. Mit anderen Worten wurde der bisher vorhandene Abstand zwischen den Solarzellen auf einen negativen Wert verschoben. Die aktive Fläche im Modul wird dadurch erhöht und der Modulwirkungsgrad steigt deutlich. Außerdem wird die Bruchgefahr der Zellen im Modul reduziert, da in dem Überlappungsbereich deutlich geringere oder keine mechanischen Spannungen auftreten, da sich die Zellen aufeinander abstützen.
  • Ausführungsbeispielen erreichen dies durch zumindest zwei Ausgestaltungen. Die Stromsammelschienen können einerseits zunächst mit den einzelnen Solarzellen verlötet werden. Als Resultat ist der elektrische Kontakt zwischen den Stromsammelschienen und den Kontaktfingern oder weiteren Kontaktstrukturen (z.B. Kontaktpads, Busbars) hergestellt. Anschließend werden die Solarzellen übereinander geschoben beispielsweise in einem sogenannten Pick-and-Place-Prozess. Bei einer weiteren Möglichkeit laufen die Stromsammelschienen von einer Solarzelle zur benachbarten Solarzelle durch. Abschließend erfolgt das endgültige Verlöten. Um den Druck bei diesen durchlaufenden Stromsammelschienen aber auch bei den ersten Variante (vorab verlötete Stromsammelschienen) aufzunehmen, sind gemäß Ausführungsbeispielen Stützstrukturen (Abstandshalter) vorgesehen, die einen vorbestimmten Mindestabstand gewährleisten, um so Schäden zu verhindern.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsformen einschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.
    • 1 zeigt eine Solarzellenanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit kurzen Stromsammelschienen.
    • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit langen Stromsammelschienen.
    • 4A, 4B zeigen beispielhaft ein konventionelles Design einer Solarzelle.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Solarzellenanordnung mit einer ersten Solarzelle 101 und einer zweiten Solarzelle 102, die in einem Überlappungsbereich 112 überlappend aufeinander angeordnet werden. Die erste Solarzelle 101 weist Kontaktfinger 420 (in der 1 nicht zu sehen; siehe 4A) und Stromsammelschienen 121 auf, die den elektrischen Strom, der von der Solarzelle erzeugt wird und an die Kontaktfinger 420 abgegeben wird, zu sammeln und entsprechend abzuführen. Ebenso weist die zweite Solarzelle 102 Kontaktfinger 420 und Stromsammelschienen 122 auf, die ebenfalls den elektrischen Strom von der zweiten Solarzelle 102 sammeln und ableiten. Die Kontaktfinger 420 sind dabei vertikal zwischen der jeweiligen Solarzelle 101,102 und den Stromsammelschienen 121,122 angeordnet.
  • Außerdem umfasst die erste Solarzelle 101 eine erste Hauptoberfläche 101a und eine zweite Hauptoberfläche 101b. Gleiches gilt für die zweite Solarzelle 102, die ebenso eine erste Hauptoberfläche 102a und eine gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 102b aufweist. Die überlappende Anordnung der ersten Solarzelle 101 und der zweiten Solarzelle 102 erfolgt dabei derart, dass die zweite Hauptoberfläche 101b der ersten Solarzelle 101 teilweise auf die erste Hauptoberfläche 102a der zweiten Solarzelle 102 aufgebracht wird. Hierdurch entsteht eine serielle Verschaltung der ersten Solarzelle 101 und der zweiten Solarzelle 102, da ein beispielhafter Rückseitenkontakt (z.B. auf der zweiten Hauptoberfläche 101b) zu einer Vorderseite (z.B. der ersten Hauptoberfläche 102a der zweiten Solarzelle 102) geführt wird.
  • Für diese Anordnung bestehen verschiedene Möglichkeiten, die Stromsammelschienen 121, 122, ... zu führen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Stromsammelschienen121, 122, ... sich jeweils nur entlang einer gegebenen Solarzelle 101, 102 erstrecken.
  • 2 zeigt ein solches Ausführungsbeispiel, bei dem die Stromsammelschienen 121 (oder kurz „1“) der ersten Solarzelle 101 in den Überlappungsbereich 112 in einer Querschnittsansicht zu sehen sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stromsammelschienen 1 entlang der ersten Hauptoberfläche 101a im Vergleich zu den Stromsammelschienen 1 entlang der zweiten Hauptoberfläche 101b der ersten Solarzelle 101 versetzt zueinander angeordnet. In der gleichen Weise sind die Stromsammelschienen 122 (oder kurz „2“) der zweiten Solarzelle 102 auf dessen ersten Hauptoberfläche 102a im Vergleich zu den Stromsammelschienen 2 auf der zweiten Hauptoberfläche 102b der zweiten Solarzelle 102 versetzt angeordnet.
  • Somit können die Solarzellen in identischer Weise hergestellt werden und aufeinander aufgesetzt werden, da die versetzten Stromsammelschienen 121, 122, ... auf der jeweiligen zweiten Hauptoberfläche 101b, 102b an anderen Positionen angeordnet sind, sodass sich die zwischen der ersten Solarzelle 101 und der zweiten Solarzelle 102 angeordneten Stromsammelschienen 1, 2 einander nicht behindern.
  • Optional ist es möglich, dass sich die Stromsammelschienen 1, 2, die in den Überlappungsbereich zwischen der ersten Solarzelle 101 und der zweiten Solarzelle 102 angeordnet sind, einander kontaktieren. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass in dem Überlappungsbereich 112 eine Metallisierung oder ein elektrischer Leiter vorgesehen ist, sodass ein Stromfluss zwischen den dazwischen angeordneten Stromsammelschienen 1, 2 möglich ist, auch wenn sich die Stromsammelschienen 1 der ersten Solarzelle 101 nicht mit den Stromsammelschienen 2 der zweiten Solarzelle 102 direkt in Kontakt stehen.
  • 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Stromsammelschienen 121, 122 länger ausgebildet sind als die jeweilige Dimension der Solarzellen 101, 102. So ist beispielsweise in der 3 oben eine erste Solarzelle 101 und eine zweite Solarzelle 102 und eine dritte Solarzelle 103 zu sehen, wobei die zweite Hauptoberfläche 101b der ersten Solarzelle und die erste Hauptoberfläche 102a der zweiten Solarzelle 102 durch eine gemeinsame Stromsammelschiene 121 kontaktiert werden. Die gemeinsame Stromsammelschiene 121 erstreckt sich somit sowohl über die erste Solarzelle 101 als auch die zweite Solarzelle 102 (verläuft durchgängig). In der gleichen Weise wird die zweite Solarzelle 102 und die dritte Solarzelle 103 seriell miteinander verschaltet, indem eine durchgängig verlaufende Stromsammelschiene 122 von der zweiten Hauptoberfläche 102b der zweiten Solarzelle 102 zu der ersten Hauptoberfläche 103a der dritten Solarzelle 103 verläuft.
  • Da in diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktpunkte zwischen den überlappenden Solarzellen 101, 102 nur halb so groß ist, wie in dem Ausführungsbeispiel der 2, können optional Abstützstrukturen (Abstandshalter) 140 vorgesehen werden, die einen Druck oder eine Kraft, die senkrecht auf die Hauptoberflächen 101a bzw. 101b wirkt, abnehmen oder abstützen können. Dadurch werden die Solarzellen 101, 102 vor zusätzlichen Spannungen oder Mikrorisse geschützt.
  • Ein Vorteil des zweiten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in dem Überlappungsbereich 112 keine Metallisierung erforderlich ist, da die durchlaufenden Stromschienen 121, 122 den Strom sehr gut weiterleiten. Dies führt zu weiteren Kosteneinsparungen.
  • Die Solarzellen 101, 102, ... können mit ihren Kontaktfingern 420 und den optionalen Kontaktpads 430 und/oder Busbars 450 ausgebildet sein wie die konventionellen Solarzellen aus der 4A. Die Stromschienen 121,122, ... können jedoch vom konventionellen Design abweichen und können länger ausgebildet werden (siehe 3) oder lateral an der Oberseite oder Unterseite sein (siehe 2).
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist es ebenfalls möglich, dass die Abstützstrukturen 140 auch zwischen benachbarten Stromsammelschienen 1, 2 aus dem Ausführungsbeispiel aus der 2 genutzt werden, um dort ebenfalls die mechanischen Spannungen zwischen den Solarzellen 101,102 zu verringern. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Anzahl der Stromsammelschienen 121, 122 für die einzelne Solarzellen relativ gering ist (z.B. weniger als 10). Bei sehr viel Stromsammelschienen 121,122, können die Stromsammelschienen 121, 122 selbst eine genügende Abstützung liefern, um die wirkenden Kräfte ausreichend zu verteilen. Dann kann auf die Ausbildung von Stützstrukturen 140 verzichtet werden kann, da es zu einer homogenen Verteilung der Spannungen infolge der hohen Anzahl von Stromsammelschienen 121, 122 kommt.
  • Die Abstützstrukturen 140 können insbesondere elastisch sein und beispielsweise ein Polymer oder ein EVA-Material aufweisen. Jedoch soll die Erfindung nicht auf spezifische Materialien der Abstützstrukturen 140 eingeschränkt werden - solange diese Strukturen 140 ausreichende Wirkung zeigen und die Solarzellen 101, 102 zuverlässig vor Rissbildungen und ähnlichen spannungsverursachten Schäden geschützt werden. Es ist außerdem von Vorteil, wenn das Material der Abstützstrukturen 140 elektrisch leitfähig ist. Die Abstützstrukturen 140 können beispielsweise durch einen Siebdruck, Dispensen, Dippen oder Ähnliches aufgebracht werden.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können sich die Abstützstrukturen 140 ebenfalls auf die Unterseite (zweiten Hauptoberfläche 101b, 102b) erstrecken, um dort ebenfalls den stufenförmigen Hohlraum (infolge der Überlappung) teilweise aufzufüllen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Solarzellen 101, 102 lediglich einseitig zur Stromerzeugung genutzt werden und die zweite Hauptoberfläche 102b, 101b eine Rückseite darstellt. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine spezielle Nutzung der Solarzellen eingeschränkt sein soll. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen können beide Seiten zur Stromerzeugung genutzt werden.
  • Wie bei konventionellen Solarzellen können die Stromsammelschienen 121,122 mit den einzelnen Solarzellen verlötet werden, wobei die Anordnung der benachbarten Solarzellen 101, 102 jedoch gemäß Ausführungsbeispielen geändert wird. Beispielsweise kann zunächst ein Verlöten der einzelnen Solarzellen 101, 102 erfolgen. Als Resultat ist der elektrische Kontakt zwischen den Stromsammelschienen 121,122 und den Kontaktfingern 420 oder weiteren Kontaktstrukturen 430 (z.B. Kontaktpads; siehe 4A, 4B) hergestellt. Anschließend werden die Solarzellen übereinander geschoben. Gemäß Ausführungsbeispielen kann dies in einem sogenannten Pick-and-Place-Prozess erfolgen. Ein Vorteil diese Vorgehensweise besteht darin, dass dadurch die Limitierungen durch die Siebdruck-Metallisierung auf der Zelle überwunden werden können. Das versetzte Anordnen der Stromsammelschienen 1, 2 auf der Vorder- und auf der Rückseite bietet den Vorteil, dass dadurch weitere Auflagenflächen gebildet werden, sodass sich der Auflagedruck verringert.
  • Die in der Beschreibung, den Ansprüchen und den Figuren offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 101, 102,...
    Solarzellen
    101a, 102a...
    Hauptoberfläche(n)
    101b,102b...
    gegenüberliegende Hauptfläche(n)
    112
    Überlappungsbereich von Solarzellen
    121,122,...
    Stromsammelschienen
    140
    Abstandshalter/Stützstrukturen
    410
    Zellkörper
    420
    Kontaktfinger
    430
    Kontaktpads
    440
    (konventionelle) Stromsammelschiene
    450
    Busbars I elektrischer Stromfluss

Claims (11)

  1. Solarzellenanordnung mit einer ersten Solarzelle (101) und einer zweiten Solarzelle (102), die in einem Überlappungsbereich (112) einander überlappen und jeweils Kontaktfinger (420) zum elektrischen Kontaktieren der einzelnen Solarzellen (101, 102) und Stromsammelschienen (121, 122, ...) zum Abführen eines elektrischen Stromes (I) von den Kontaktfingern (420) aufweisen, wobei der elektrische Strom (I) entlang der Stromsammelschienen (121, 122, ...) von einer Hauptoberfläche (101a) der ersten Solarzelle (101) zu einer gegenüberliegenden Hauptfläche (102b) einer zweiten Solarzelle (102) verläuft.
  2. Solarzellenanordnung nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen Stromsammelschienen (121, 122) auf der ersten Hauptoberfläche (101a, 102a) im Vergleich zu den jeweiligen Stromsammelschienen (121, 122) auf der zweiten Hauptoberfläche (101b, 102b) versetzt zueinander angeordnet sind, sodass in dem Überlappungsbereich (112) die Stromsammelschienen (121) der ersten Solarzelle (101) und die Stromsammelschienen (122) der zweiten Solarzelle (102) nebeneinander angeordnet oder voneinander beabstandet sind.
  3. Solarzellenanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei zumindest ein Teil der Stromsammelschiene (121, 122, ...) durchgängig von der ersten Solarzelle (101) zu der zweiten Solarzelle (102) verlaufen.
  4. Solarzellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Solarzelle (101) und/oder die zweite Solarzelle (102) in dem Überlappungsbereich (112) eine Metallisierung aufweist, um die Stromsammelschienen (121,122) in dem Überlappungsbereich (112) elektrisch miteinander zu verbinden, um den elektrischen Strom (I) von der ersten Solarzelle (101) zu der zweiten Solarzelle (102) über die Stromsammelschienen (121) der ersten Solarzelle (101), die Metallisierung und die Stromsammelschienen (122) der zweiten Solarzelle (102) zu leiten.
  5. Solarzellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen zumindest zwei benachbarten Stromsammelschienen (121, 122, ...) in dem Überlappungsbereich (112) Abstandshalter (140) ausgebildet sind, um eine senkrecht zu den Hauptoberflächen (101a, 101b) wirkende Kraft abzustützen.
  6. Solarzellenanordnung nach Anspruch 5, wobei die Abstandshalter (140) sich zumindest teilweise aus dem Überlappungsbereich (112) heraus erstrecken, um einen Schutz und/oder eine Abstützung in dem Randbereich des Überlappungsgebietes (112) bereitzustellen.
  7. Solarzellenanordnung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Abstandshalter (140) ein Polymermaterial und insbesondere ein elektrisch leitfähiges Polymermaterial aufweisen und/oder zumindest teilweise einige der Stromsammelschienen (121, 122, ...) kontaktieren.
  8. Solarzellenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Solarzelle (101) und die zweite Solarzelle (102) beidseitig zur Stromerzeugung nutzbar sind, insbesondere sind beidseitig Kontaktfinger (420) ausgebildet.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Solarzellenanordnung mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer ersten Solarzelle (101) mit Kontaktfingern (420) und Stromsammelschienen (121); Bereitstellen einer zweiten Solarzelle (102) mit Kontaktfingern (420) und Stromsammelschienen (122); und Anordnen der ersten Solarzelle (101) und der zweiten Solarzelle (102), so dass sie sich in einem Überlappungsbereich (112) einander überlappen und die Stromsammelschienen (121, 122) den Strom (I) von der ersten Solarzelle (101) zu der zweiten Solarzelle (102) führen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das außerdem Folgendes umfasst: Ausbilden von Abstandshalter (140) zwischen zumindest zwei benachbarten Stromsammelschienen (121, 122, ...) in dem Überlappungsbereich (112), um eine senkrecht zu den Hauptoberflächen (101a, 101b) wirkende Kraft abzustützen.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei das Bereitstellen einer ersten Solarzelle (101) und das Bereitstellen einer zweiten Solarzelle (102) derart ausgeführt wird, dass zumindest ein Teil der Stromsammelschiene (121, 122, ...) durchgängig von der ersten Solarzelle (101) zu der zweiten Solarzelle (102) verlaufen.
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