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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul.
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In der
WO 2015/001413 A1 wird ein Solarzellenmodul offenbart, welches mehrere Solarzellenserienschaltungen (englisch: solar cell strings) umfasst, wobei jede Solarzellenserienschaltung mehrere in Reihe geschaltete Solarzellen aufweist. Die Solarzellen sind dabei zwischen einer Vorderseitenkapselungsschicht und einer Rückseitenkapselungsschicht angeordnet.
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Wenn eine Solarzelle mit Licht beleuchtet wird, generiert sie einen Strom, der im Wesentlichen proportional zur Lichtintensität ist. Aufgrund der Serienschaltung begrenzt die Solarzelle, die am wenigsten beleuchtet wird und somit den geringsten Strom erzeugt, den Gesamtstrom des Solarzellenmoduls. Wenn folglich eine einzige Solarzelle abgeschattet ist, liefert das Solarzellenmodul folglich kaum noch Leistung. In der
WO 2015/001413 A1 wird daher vorgeschlagen, Überbrückungsdioden (englisch: by-pass diodes) vorzusehen, die zu den Solarzellenserienschaltungen parallel geschaltet werden, so dass das Solarzellenmodul auch bei teilweiser Abschattung der Solarzellen noch Leistung liefert.
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Insbesondere wird vorgeschlagen für jeweils ein Paar parallel geschaltete Solarzellenserienschaltungen eine gemeinsame Überbrückungsdiode vorzusehen, die jeweils in einer separaten Anschlussbox angeordnet ist.
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Die vorgeschlagene Anordnung der Überbrückungsdioden bedingt eine hohe Anzahl an Durchführungen durch die Rückseitenkapselungsschicht, so dass das Risiko eines Eintretens von Feuchtigkeit zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht und der Rückseitenkapselungsschicht erhöht ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellenmodul anzugeben, bei welchem die Solarzellen besser vor harschen Umgebungsbedingungen geschützt sind.
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Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Vorgeschlagen wird ein Solarzellenmodul mit einer ersten Solarzellenserienschaltung, wobei die erste Solarzellenserienschaltung wenigstens zwei in Serie geschaltete und in zwei Reihen angeordnete Solarzellen aufweist, mit einem ersten Überbrückungselement, das parallel zur ersten Solarzellenserienschaltung geschaltet ist, mit einer zweiten Solarzellenserienschaltung, wobei die zweite Solarzellenserienschaltung wenigstens zwei in Serie geschaltete und in zwei Reihen angeordnete Solarzellen aufweist, mit einem zweiten Überbrückungselement, das parallel zur zweiten Solarzellenserienschaltung geschaltet ist, mit einer Vorderseitenkapselungsschicht und einer Rückseitenkapselungsschicht, wobei die Solarzellen der ersten Solarzellenserienschaltung und der zweiten Solarzellenserienschaltung zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht und der Rückseitenkapselungsschicht angeordnet sind, mit einem elektrischen Innenverbinder, der zwischen der Vorderseitenkapselungsschlicht und der Rückseitenkapselungsschicht angeordnet ist, und mit dem die erste Solarzellenserienschaltung und die zweite Solarzellenserienschaltung in Serie geschaltet sind, wobei das erste Überbrückungselement und das zweite Überbrückungselement auf der der Vorderseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht angeordnet sind, und wobei das erste Überbrückungselement und das zweite Überbrückungselement mit einem auf der der Vorderseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht angeordneten elektrischen Außenverbinder elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
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Die Bereitstellung und Anordnung des elektrischen Innenverbinders sowie des elektrischen Außenverbinders erlaubt es, die Anzahl der Durchführungen durch die Rückseitenkapselungsschicht zu verringern. Zudem können die Überbrückungselemente auf der der Vorderseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht bereitgestellt werden, wodurch eine einfachere Kühlung der Überbrückungselemente ermöglicht werden kann. Bei dem elektrischen Außenverbinder kann es sich beispielsweise um ein Kabel handeln. Die Flexibilität, die ein Kabel gegenüber einer starren Leiterbahn aufweist, kann die Robustheit des Solarzellenmoduls weiter erhöhen.
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Bei dem Überbrückungselement kann es sich um eine Überbrückungsdiode handeln. Grundsätzlich ist es ebenfalls denkbar als Überbrückungselement zwei parallel geschaltete Überbrückungsdioden vorzusehen, wodurch die Ausfallsicherheit erhöht werden kann und/oder wodurch eine größere Kühlfläche bereitgestellt werden kann. Ebenfalls ist es denkbar, dass das Überbrückungselement ein aktiver Schalter ist, der bei aufgrund zunehmender Abschattung der entsprechenden Solarzellenserienschaltung abnehmendem Strom diese Solarzellenserienschaltung überbrückt. Dieser aktive Schalter kann z.B. durch einen Feldeffekttransistor (z.B. MOSFET) mit integrierter Ansteuerung realisiert sein. Im Vergleich zu Überbrückungsdioden können sich aktive Schalter durch geringere Verluste und einen geringeren Spannungsabfall über das Überbrückungselement auszeichnen. Ebenso kann bei aktiven Schaltern weniger erzeugte Wärme abzuführen sein. Dies kann es erlauben, auf voluminöse Kühlkörper zu verzichten. Aktive Schalter können zudem mit geringeren Abmessungen realisiert werden.
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In einer Ausgestaltung weist das Solarzellenmodul eine auf der der Vorderseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht angeordnete Anschlussdose auf, wobei das erste Überbrückungselement und das zweite Überbrückungselement in der Anschlussdose angeordnet sind. Die Bereitstellung des ersten und zweiten Überbrückungselements in einer Anschlussdose kann die Kosten für die Herstellung des Solarzellenmoduls reduzieren. Insbesondere kann ein gemeinsamer Kühlkörper für das erste Überbrückungselement und das zweite Überbrückungselement vorgesehen sein. Wenn es sich bei dem ersten Überbrückungselement und dem zweiten Überbrückungselement um einen aktiven Schalter handelt, können die Überbrückungselemente gemeinsame elektrische Elemente, zum Beispiel eine Spannungsversorgung, aufweisen. Ebenso ist es denkbar, mehrere Überbrückungselemente in einem gemeinsamen Chip anzuordnen.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist das Solarzellenmodul eine dritte Solarzellenserienschaltung auf, wobei die dritte Solarzellenserienschaltung wenigstens zwei in Serie geschaltete und in zwei Reihen angeordnete Solarzellen aufweist. Die dritte Solarzellenserienschaltung kann dabei spiegelsymmetrisch zur ersten Solarzellenserienschaltung angeordnet sein. Die Bereitstellung der dritten Solarzellenserienschaltung kann es erlauben bei gegebenen Außenabmessungen des Solarzellenmoduls eine größere Anzahl Solarzellen optimiert unterzubringen, so dass die Gesamtleistung des Solarzellenmoduls erhöht werden kann.
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In einer Ausgestaltung kann die dritte Solarzellenserienschaltung mit der ersten Solarzellenserienschaltung parallel geschaltet sein. Die Parallelschaltung von Solarzellenserienschaltungen kann den Strom, den das Solarzellenmodul bereitstellt bei gleichbleibender Ausgangsspannung erhöhen helfen.
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In einer anderen Ausgestaltung ist die dritte Solarzellenserienschaltung von der ersten Solarzellenserienschaltung zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht und der Rückseitenkapselungsschicht isoliert. Die elektrische Verbindung zur ersten Solarzellenserienschaltung kann beispielsweise über einen elektrischen Außenverbinder bereitgestellt werden. Der elektrische Außenverbinder ist dabei nicht zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht und der Rückseitenkapselungsschicht angeordnet, sondern außerhalb. Innerhalb des durch die Vorderseitenkapselungsschicht und die Rückseitenkapselungsschicht gebildeten Laminats besteht keine elektrische Verbindung zwischen der ersten Solarzellenserienschaltung und der dritten Solarzellenserienschaltung.
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Ferner sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass das Solarzellenmodul ein drittes Überbrückungselement umfasst, welches parallel zur dritten Solarzellenserienschaltung geschaltet ist. Dies kann die Ausfallsicherheit des Solarzellenmoduls weiter erhöhen. Je nach Anzahl der Solarzellenserienschaltungen können auch weitere Überbrückungselemente vorgesehen sein. Insbesondere kann die Anzahl der Überbrückungselemente der Anzahl der Solarzellenserienschaltungen entsprechen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Solarzellen des Solarzellenmoduls Halbzellen oder mehrfach geteilte Zellen sind. Halbzellen zeichnen sich durch eine besonders effiziente Stromerzeugung auf, da ohmsche Verluste minimiert werden können. Die Nutzung von mehrfach geteilten Zellen kann es erlauben, größere Solarzellenwafer effizient zu nutzen.
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In Ausgestaltungen des Solarzellenmoduls kann auf der der Rückseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Vorderseitenkapselungsschicht ein Vorderseitenglas angeordnet sein. Das Vorderseitenglas kann dabei einerseits das Solarzellenmodul vor Umgebungseinflüssen schützen und andererseits die Einkopplung von Licht in die Solarzellen optimieren.
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Auf der der Vorderseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht kann ein Rückseitenglas oder eine Rückseitenverstärkung (englisch: Backsheet) angeordnet sein, wobei das erste Überbrückungselement und/oder das zweite Überbrückungselement und/oder das dritte Überbrückungselement auf der der Rückseitenkapselungsschicht abgewandten Seite des Rückseitenglas bzw. der Rückseitenverstärkung angeordnet sind. Das Rückseitenglas oder die Rückseitenverstärkung können die mechanische Widerstandsfähigkeit des Solarzellenmoduls weiter erhöhen.
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In Ausgestaltungen ist das Solarzellenmodul zur Stromerzeugung sowohl bei durch die Vorderseitenkapselungsschicht tretenden Licht als auch bei durch die Rückseitenkapselungsschicht tretenden Licht eingerichtet. Dies kann die Verwendung des Solarzellenmoduls in einer Vielzahl von Ausrichtungen ermöglichen. Entsprechende Solarzellenmodule können auch als bifaciale Solarzellenmodule bezeichnet werden.
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In anderen Ausgestaltung umfasst das erste Überbrückungselement und/oder das zweite Überbrückungselement und/oder das dritte Überbrückungselement jeweils eine Diode.
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Ausführungsbeispiele des Solarzellenmoduls sehen vor, dass die Anzahl von Durchführungen durch die Rückseitenkapselungsschicht geringer ist als die Anzahl der Überbrückungselemente des Solarzellenmoduls. Dabei ist es denkbar, dass die Anzahl von Durchführung durch das Rückseitenglas oder die Rückseitenverstärkung nochmals geringer ist als die Anzahl der Durchführungen durch die Rückseitenkapselungsschicht.
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Nachfolgend werden die oben genannten und weitere Beispiele unter Zuhilfenahme der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
- 1 schematisch ein Solarzellenmodul in der Aufsicht;
- 2 das in 1 gezeigte Solarzellenmodul in einer schematischen Schnittansicht;
- 3 schematisch ein Solarzellenmodul in der Aufsicht;
- 4 das in 3 gezeigte Solarzellenmodul in einer schematischen Schnittansicht;
- 5 schematisch ein Solarzellenmodul in der Aufsicht;
- 6 das in 5 gezeigte Solarzellenmodul schematisch in einer Schnittansicht;
- 7 ein schematisches Schaltbild des in 5 gezeigten Solarzellenmoduls;
- 8 schematisch ein Solarzellenmodul in der Aufsicht;
- 9 das in der 8 gezeigte Solarzellenmodul schematisch in einer Schnittansicht; und
- 10 ein schematisches Schaltbild des in der 8 gezeigten Solarzellenmoduls.
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1 zeigt ein erstes Solarzellenmodul 2000 mit mehreren Solarzellen Serienschaltungen 2121, 2122, 2123, 2124; 2221, 2222, 2223, 2224; 2321, 2322, 2323, 2324; 2111, 2112, 2113, 2114; 2211, 2212, 2213, 2214 und 2311, 2312, 2313, 2314. die Solarzellenserienschaltung 2121, 2122, 2123, 2124 kann auch als erste Solarzellen Serienschaltung angesehen werden. Die erste Solarzellenserienschaltung umfasst mehrere, insbesondere wenigstens zwei in Serie geschalteten Solarzellen 2121, 2122, 2123 und 2124. In der 1 sind vier Solarzellen pro Solarzellenserienschaltung gezeigt. Es ist aber ebenfalls denkbar, pro Solarzellenserienschaltung acht, zehn, zwölf oder insbesondere zwanzig Solarzellen vorzusehen. Die Solarzellen der ersten Solarzellen Serienschaltung sind in zwei Reihen angeordnet. Die eine Reihe umfasst die Solarzellen 2121 und 2122 und die andere Reihe umfasst die Solarzellen 2123 und 2124. Die weiteren Solarzellenserienschaltungen des Solarzellenmoduls 2000 sind gleich aufgebaut, wobei die Solarzellen Serienschaltungen 2111, 2112, 2113, 2114; 2211, 2212, 2213, 2214 und 2311, 2312, 2313, 2314 jeweils spiegelsymmetrisch zu den Solarzellenserienschaltungen 2121, 2122, 2123, 2124; 2221, 2222, 2223, 2224 und 2321, 2322, 2323, 2324 angeordnet sind. Dementsprechend weist das Solarzellenmodul 2000 sechsmal zwanzig Solarzellen auf, die in zwanzig Zeilen und sechs Reihen angeordnet sind. Es ist denkbar, die Anzahl der Zeilen und somit die Anzahl der Solarzellen pro Solarzellenserienschaltung zu variieren. Ebenfalls können mehr oder weniger Solarzellenserienschaltungen verwendet werden, so dass auch die Anzahl der Reihen abweichen kann. Ausführungsbeispiele können ebenfalls vorsehen, dass die Solarzellenserienschaltungen der unteren Hälfte des Solarzellenmoduls 2000, wie es in der 1 dargestellt ist, entfallen.
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Ein erstes Überbrückungselement 2151 ist parallel zur ersten Solarzellenserienschaltung 2121, 2122, 2123, 2124 geschaltet. In vergleichbarer Weise ist ein zweites Überbrückungselement 2251 parallel zur zweiten Solarzellenserienschaltung 2221, 2222, 2223, 2224 geschaltet. Die Überbrückungselemente 2151 und 2251 sind in dem in der 1 gezeigten Beispiel eines Solarzellenmoduls 2000 als Dioden ausgestaltet. Es ist allerdings ebenfalls denkbar, anstelle der Dioden andere Überbrückungselemente, z. B. aktive Schalter, einzusetzen.
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In der 2 ist dargestellt, dass die Solarzellen 2111, ..., 2114; 2211, ..., 2214; 2311, ... 2314 der in Summe sechs Solarzellenserienschaltungen des Solarzellenmoduls 2000 zwischen einer Vorderseitenkapselungsschicht 2002 und einer Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordnet sind. Die Vorderseitenkapselungsschicht 2002 und die Rückseitenkapselungsschicht 2003 schützen die Solarzellen 2111, ..., 2114; 2211, ... 2214; 2311, ..., 2314 vor schädlichen Umgebungseinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit. Die Kombination aus Vorderseitenkapselungsschicht 2002, Solarzellen 2111, ... 2114; 2211, ..., 2214; 2311, ..., 2314 und Rückseitenkapselungsschicht kann auch als Laminat bezeichnet werden.
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Ein elektrischer Innenverbinder 2062 ist zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 und der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordnet. Mit dem elektrischen Innenverbinder 2062 sind die erste Solarzellenserienschaltung 2121, 2122, 2123, 2124 und die zweite Solarzellenserienschaltung 2221, 2222, 2223, 2224 in Serie geschaltet. Insbesondere verbindet der elektrische Innenverbinder 2062 die Solarzellen 2124 und 2221 miteinander.
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Das erste Überbrückungselement 2151 und das zweite Überbrückungselement 2251 sind auf der der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordnet und sind mit einem auf der der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordneten elektrischen Außenverbinder 2072 elektrisch leitend miteinander verbunden. Durch die Bereitstellung des elektrischen Außenverbinders 2072 und des elektrischen Innenverbinders 2062 kann die Anzahl der benötigten Durchführungen 2081, 2082, 2085, 2086 durch die Rückseitenkapselungsschicht 2003 verringert werden. In der 2 sind vier solcher Durchführungen 2081, 2082, 2085, 2086 gezeigt. Es ist allerdings ebenfalls denkbar, zwei elektrische Verbindungen durch jeweils nur eine einzelne Durchführung zu führen. Beispielsweise könnten die Durchführung 2081, 2082 einer einzelnen Durchführung zusammengefasst werden.
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Das Solarzellenmodul 20000 weist eine auf der der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordneten Anschlussdose 2091 auf, wobei das erste Überbrückungselement 2151 und das zweite Überbrückungselement 2251 in der Anschlussdose 2091 angeordnet sind.
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Weiter weist das Solarzellenmodul 2000 ein Überbrückungselement 2351 auf, welches parallel zu der Solarzellenserienschaltung 2321, 2322, 2323, 2324 geschaltet ist. Das Überbrückungselement 2351 ist mit einem weiteren elektrischen Außenverbinder 2073 mit dem zweiten Überbrückungselement 2251 verbunden. Weiter ist die Solarzellenserienschaltung 2321, 2322, 2323, 2324 mittels eines elektrischen Innenverbinders 2063 mit der zweiten Solarzellenserienschaltung 2221, 2222, 2223, 2224 elektrisch verbunden. Der elektrische Innenverbinder 2063 ist dabei wiederum zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 und der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordnet.
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Schließlich weist das Solarzellenmodul 2002 Anschlüsse 2071 und 2074 auf, mit welchen es an ein Leistungsnetz angeschlossen werden kann. Die Anschlüsse 2071 und 2074 werden dabei ebenfalls mittels der Anschlussdose 2091 bereitgestellt. Zum Schutz des Laminats ist auf der der Rückseitenkapselungsschicht abgewandten Seite der Vorderseitenkapselungsschicht ein Vorderseitenglas 2001 angeordnet. Ebenso kann auf der der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht 2003 ein Rückseitenglas oder eine Rückseitenverstärkung 2004 angeordnet sein. In dem Fall kann insbesondere das erste Überbrückungselement 2151 und/oder das zweite Überbrückungselement 2251 und/oder das dritte Überbrückungselement 2351 auf der der Rückseitenkapselungsschicht 2003 abgewandten Seite des Rückseitenglases bzw. der Rückseitenverstärkung 2004 angeordnet sein.
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Das Solarzellenmodul 2000 weist weiter die Solarzellenserienschaltung 2111, 2112, 2113, 2114 auf, die auch als dritte Solarzellenserienschaltung bezeichnet werden kann. Die dritte Solarzellenserienschaltung 2111, ..., 2114 ist mit der ersten Solarzellenserienschaltung 2121, ... 2124 parallel geschaltet. In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Parallelschaltung durch elektrische Innenverbinder, welche zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht 2002 und der Rückseitenkapselungsschicht 2003 angeordnet sind, realisiert.
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In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Solarzellen Halbzellen. Grundsätzlich ist allerdings ebenfalls denkbar, Vollzellen oder Viertelzellen als Solarzellen für das gezeigte Solarzellenmodul 2000 zu verwenden. Grundsätzlich können auch mehrfach geteilte Zellen genutzt werden.
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3 zeigt ein weiteres Solarzellenmodul 3000. Das Solarzellenmodul 3000 weist wiederum mehrere Solarzellenserienschaltungen 3121, 3122, 3123, 3124; 3221, 3222, 3223, 3224; 3321, 3322, 3323, 3324; 3111, 3112, 3113, 3114; 3211, 3212, 3213, 3214; 3311, 3312, 3313, 3314 auf. Bezüglich der Anzahl der Solarzellen pro Solarzellenserienschaltung und der räumlichen Anordnung der Solarzellen wird auf die Ausführungen zu 1 verwiesen, die analog Anwendung finden.
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Auch das Solarzellenmodul 3000 umfasst ein erstes Überbrückungselement 3151, ein zweites Überbrückungselement 3251 und ein drittes Überbrückungselement 3351, die jeweils parallel zur Solarzellenserienschaltung 3121, ... 3124, zur Solarzellenserienschaltung 3221 ..., 3224 bzw. zur Solarzellenserienschaltung 3321, ... 3324 geschaltet sind.
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Eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Solarzellen 3124 und 3221 sowie 3224 und 3321 wird über elektrische Innenverbinder 3062 und 3063 hergestellt, die jeweils zwischen der Vorderseitenkapselungsschicht 3002 und der Rückseitenkapselungsschicht 3003 angeordnet sind. Durchführungen 3081 und 3085 erlauben es, elektrische Verbinder durch die Rückseitenkapselungsschicht 3003 zu führen. Im Unterschied zu dem in der 2 gezeigten Beispiel ist jeweils eine Durchführung für zwei Leitungen vorgesehen. Grundsätzlich wäre allerdings ebenfalls eine Gestaltung denkbar, wie sie in 1/2 gezeigt ist.
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Das in den 3 und 4 gezeigte Beispiel eines Solarzellenmoduls 3000 weist zwei Anschlussdosen 3091, 3092 auf. Die Überbrückungselemente 3151, 3251, 3351 sind dabei in einer von den beiden Anschlussdosen 3091, 3092 angeordnet. Die Anschlüsse 3071 und 3079 des Solarzellenmoduls 3000 werden von unterschiedlichen Anschlussdosen 3091, 3092 bereitgestellt. Für die Verbindung der Überbrückungselemente 3151, 3251, 3351 untereinander und mit den Solarzellenserienschaltungen werden elektrische Außenverbinder 3071, 3072, 3073, 3074 bereitgestellt. Die elektrischen Außenverbinder 3071, 3072, 3073, 3074 sind auf einer der Vorderseitenkapselungsschicht 3002 abgewandten Seite der Rückseitenkapselungsschicht 3003 angeordnet.
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Die Bereitstellung zweier Anschlussdosen 3091, 3092 kann dazu führen, dass auf der Rückseite des Solarzellenmoduls 3000 eine geringere Fläche von lichtundurchlässigen Materialien bedeckt wird. Das Solarzellenmodul 3000 kann sich folglich insbesondere für die Beleuchtung von beiden Seiten eignen.
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In den 5 und 6 ist ein weiteres Solarzellenmodul 4000 dargestellt. Bezüglich der Solarzellenserienschaltungen 4121, 4122, 4123, 4124; 4221, 4222, 4223, 4224; 4321, 4322, 4323, 4324; 4111, 4112, 4113, 4114; 4211, 4212, 4213, 4214 und 4311, 4312, 4313, 4314 und der räumlichen Anordnung der entsprechenden Solarzellen wird auf die Ausführungen zum Solarzellenmodul 1000 verwiesen.
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Die Solarzellen 4124 und 4221 sowie 4224 und 4321 sind mittels elektrischer Innenverbinder 4062,4063 in Serie geschaltet.
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Ein erstes Überbrückungselement 4152 ist parallel zur ersten Solarzellenserienschaltung 4121, ... 4124 geschaltet und in vergleichbarer Weise ist ein zweites Überbrückungselement 4252 parallel zur zweiten Solarzellenserienschaltung 4221, ..., 4224 geschaltet. Weiter ist ein drittes Überbrückungselement 4151 parallel zur dritten Solarzellenserienschaltung 4111, ..., 4114 geschaltet. Weitere Überbrückungselemente 4251,4351 und 4352 sind in entsprechender Weise zu den weiteren Solarzellenserienschaltungen parallel geschaltet.
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Die Überbrückungselemente 4151, 4251 und 4152 sind in einer ersten Anschlussdose 4091 angeordnet und die Überbrückungselemente 4351, 4252, 4352 werden in einer zweiten Anschlussdose 4092 bereitgestellt. Ferner wird ein erster Anschluss 4071 das Solarzellenmodul 4000 von der ersten Anschlussdose 4091 und ein zweiter Anschluss 4079 des Solarzellenmoduls 4000 von der zweiten Anschlussbuchse 4092 bereitgestellt.
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Die Anschlussdosen 4091, 4092 weisen jeweils drei Überbrückungselemente 4151, 4251, 4152 bzw. 4351, 4252, 4352 auf. Dies kann dazu beitragen, die von den Überbrückungselementen 4151, 4251, 4152, 4351, 4252, 4352 erzeugte Abwärme auf beide Anschlussdosen 4091, 4092 zu verteilen. Die thermische Belastung der jeweiligen Anschlussdose 4091,4092 kann folglich verringert werden.
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Für die Verbindung zwischen den Überbrückungselementen 4151, 4251, 4152, 4351, 4252, 4352 und zu den Solarzellenserienschaltungen sind Außenverbinder 4072, 4073, 4074 und 4075 vorgesehen. Insbesondere können die Außenverbinder 4073, 4074, welche die beiden Anschlussdosen 4091, 4092 verbinden, als flexible Kabel ausgestattet werden.
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In der 6 sind jeweils zwei Durchführungen 4081, 4082 bzw. 4085, 4086 in der Rückseitenkapselungsschicht 4003 gezeigt, die es erlauben, elektrische Verbinder nach außen zu führen. In der Rückseitenfolie oder -glas 4004 ist jeweils nur eine entsprechende Durchführung vorgesehen. Dies kann eine bessere elektrische Isolation der Solarzellen bzw. elektrischen Innenverbinder erlauben und den Aufwand bei der Bearbeitung der Rückseitenfolie bzw. des Rückseitenglases verringern. Eine entsprechende Verringerung der Durchführungen in der Rückseitenfolie bzw. dem Rückseitenglas in Bezug auf die Anzahl der Durchführungen in der Rückseitenkapselungsschicht kann auch für anders gestaltete Solarzellenmodule, insbesondere Solarzellenmodule, die ähnlich wie die Solarzellenmodule 2000, 3000, 5000 aufgebaut sind, vorgesehen sein.
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7 zeigt ein schematisches Schaltbild des Solarzellenmoduls 4000.
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In den 8 bis 10 ist ferner ein Solarzellenmodul 5000 gezeigt, wobei in der 10 ein schematisches Schaltbild das Solarzellenmodul 5000 abgebildet ist.
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Es sind jeweils drei Solarzellenserienschaltungen 5121, ..., 5124; 5221, ..., 5224; 5321, ... 5324 und 5111, ...,5114; 5211, ..., 5214; 5311, ... 5314 in Serie geschaltet und die in Serie geschalteten Solarzellenserienschaltungen sind dann parallel geschaltet. Jeder der Solarzellenserienschaltungen 5121, ..., 5124; 5221, ..., 5224; 5321, ..., 5324; 5111, ..., 5114; 5211, ... 5214; 5311, ... 5314 ist dabei jeweils ein Überbrückungselement 5152, 5252, 5352, 5151, 5251, 5351 zugeordnet.
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Hinsichtlich der in der 8 dargestellten Anordnung der einzelnen Solarzellen Serienschaltungen wird auf die Ausführungen zu dem in 1 gezeigten Solarzellenmodul 2000 verwiesen das Solarzellenmodul 5000 weist elektrische Innenverbinder 5062, 5063, 5066, 5067 auf welche die Solarzellen 5114 und 5211, 5214 und 5311, 5124 und 5221, 5224 und 5321 jeweils miteinander zwischen der Vorderseiten Kapselungschicht 5002 und der Rückseitenkapselungschicht 5003 miteinander verbinden. Weiter sind elektrischer Außenverbinder 5072, 5073, 5074 und 5075 vorgesehen, die die Überbrückungselemente 5151, 5152, 5251, 5351, 5252, 5352 außerhalb des Laminats des Solarzellenmoduls 5000 miteinander verbinden.
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Die Überbrückungselemente 5151, 5152, 5251, 5351, 5252, 5352 sind dabei auf zwei Anschlussdosen 5091, 5092 verteilt. Die Verwendung zweier Anschlussdosen 5901, 5092 kann dazu führen, dass das Solarzellenmodul 5000 flexibler auf mechanische Belastungen reagieren kann. Folglich kann das Solarzellenmodul 5000 gegenüber bekannten Solarzellenmodulen einem geringeren Beschädigungsrisiko ausgesetzt sein kann. Die Anschlüsse 5071, 5079 des Solarzellenmoduls 5000 sind wiederum auf beide Anschlussdosen 5091 und 5092 verteilt.
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Ferner weist das Solarzellenmodul 5000 ein Rückseitenglas 5004 und ein Vorderseiten 85008 in den Rückseitenglas 5004 und der Rückseitenkapselungsschicht 5003 sind vier Durchführungen 5081, 5082, 5085 und 5086 vorgesehen, die es erlauben Elemente außerhalb des Laminats elektrisch mit Elementen innerhalb des Laminats zu verbinden.
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Zusammenfassend werden mehrere Varianten eines Solarzellenmoduls vorgeschlagen. Varianten des Solarzellenmoduls zeichnen sich durch eine geringe Anzahl von Durchführungen durch eine Rückseitenkapselungsschicht auf, wodurch eine höhere Beständigkeit der Solarzellenmodule bei rauen Umwelteinflüssen erzielt werden kann. Zudem kann der Fertigungsaufwand der beschriebenen Solarzellenmodule gegenüber bekannten Solarzellenmodulen reduziert sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/001413 A1 [0002, 0003]
