DE112007002316T5

DE112007002316T5 - Verbesserte Schaltung für Dünnfilm-Photovoltaische Module

Info

Publication number: DE112007002316T5
Application number: DE112007002316T
Authority: DE
Inventors: Peter G. San Mateo Borden
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-11-26
Also published as: WO2008042682A3; WO2008042682B1; JP2010505282A; TW200828608A; WO2008042682A2; US20080083448A1

Abstract

Dünnschicht-photovoltaisches Modul, umfassend:
ein Substrat;
ein erster Bereich auf dem Substrat, der zwei oder mehr erste, photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem ersten und zweiten Knoten in Reihe geschaltet sind; und
ein zweiter Bereich auf dem Substrat, der zwei oder mehr zweite, photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem dritten und vierten Knoten in Reihe geschaltet sind, die verschieden von dem ersten und dem zweiten Knoten sind.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US Anmeldung Nummer 11/537,285, die im 29. September 2006 mit dem Titel ”Verbesserte Schaltung für Dünnfilm-photovoltaische Module” eingereicht wurde, und hiermit wird diese durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingeschlossen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren, um Schaltverbindungen, die in Dünnfilm-photovoltaischen (TF PV) Modulen verwendet werden, herzustellen, und insbesondere auf eine verbesserte Schaltungstechnik, die es TF PV Modulen ermöglicht, in Untermodule geteilt zu werden, die weiter zusammen geschaltet und/oder an unterschiedliche Ausgänge angeschlossen werden können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
TF PV Module bieten einen potentiellen Kostenvorteil gegenüber anderen Typen von photovoltaischen Modulen, wie zum Beispiel auf Siliziumwafer basierende Module. Allerdings leiden solche Module unter einer Anzahl von Nachteilen, einschließlich niedrigere Effizienz, geringere Zuverlässigkeit und Inkompatibilität mit dem Gleichgewicht der Systemkonstruktion. Deshalb, trotz ihres potentiellen Kostenvorteils, genießen TF PV Module nur ungefähr 10% Markanteil, im Vergleich zu ungefähr 90% Anteil für Siliziummodule.
Um die konventionellen Nachteile noch weiter zu erläutern, wird ein konventionelles Verfahren zum Bilden und Konfigurieren eines TF PV Moduls im Folgenden beschrieben. Dünne Filmmaterialschichten werden auf der Oberfläche eines großen Substrates, typischerweise Glas, abgelagert. Während dieses Prozesses wird ein Satz Ritzen mit rechteckiger Teilung ausgeführt, meist durch Verwendung von Laser, aber gelegentlich durch Verwendung von mechanischem Ritzen (scribing). Die Kombination der Ritzen und der sukzessiven Ablagerungen bildet lange, in Reihe geschaltete, photovoltaische Bereiche.
Wie in 1A gezeigt, wird das große Glassubstrat, das einige Quadratmeter Fläche aufweisen kann, dann in Abschnitte geschnitten, die in der Größenordnung von 1000 × 1300 mm sein können, um Module 100 zu bilden. Durch die Verwendung von Laserritzen wird der Film auch von der Oberfläche des Substrates um die Peripherie herum entfernt, um die Zellen 102 von dem Rand zu isolieren. Jede Zelle kann 10 mm breit sein und die volle Länge des Moduls durchlaufen. Zum Schluss werden Anschlüsse 104 an die Endzellen 102-L und 102-R angeschlossen.
Der elektrisch äquivalente Schaltkreis ist in 1B gezeigt. Jede Zelle 102 ist eine Diode 110 mit einem Stromgenerator 112. Der Einfachheit halber vernachlässigt dieses Model Widerstandselemente. Wie gezeigt wird, sind die Zellen während des Bildungsprozesses in Reihe geschalten. Der Fotostrom in der nten Zellen ist I_Ln. Wenn alle Zellen exakt denselben Fotostrom erzeugen, liefert das Modul diesen Strom an die Ausgangsanschlüsse. Wenn allerdings eine Zelle in der Reihenkette weniger Strom erzeugt, wird sie den Strom in dieser Zelle begrenzen. Aufgrund der Reihenschaltung wird der Ausgangsstrom des ganzen Moduls durch einen ähnlichen Betrag begrenzt sein. Daher, wenn zum Beispiel 10% einer Zelle abgeschattet werden, entsprechend 0.1% der Modulfläche, wenn es 100 Zellstreifen gibt, ist es möglich, den Modulstrom – und deshalb die Leistung, denn Leistung = Strom × Spannung – um 10% zu reduzieren. Dies kann aus einer Vielfalt von Faktoren resultieren, wie zum Beispiel Abschattung. Zum Beispiel werfen am Anfang und am Ende des Tages Objekte lange Schatten, die ungleichmäßig auf ein Modul fallen können, oder ein Rauchabzug auf einem Dach kann während der Mitte des Tages einen Schatten werfen. Andere Faktoren umfassen Prozessvariationen (zum Beispiel Ungleichmäßigkeit in einem Ablagerungssystem) und Verschlechterung über die Zeit. Was die Prozessvariationen betrifft, ist es gut bekannt, dass kleine Module typischerweise eine höhere Effizienz haben als große Module, da es viel einfacher ist, gute Gleichmäßigkeit auf einer kleinen Fläche zu erreichen als auf einer großen Fläche, so dass kleine Module weniger strombegrenzende Variationen aufweisen, als große Module.
Diese Strombegrenzung kann auch das Modul beschädigen, wie auch immer diese verursacht wird. Normalerweise arbeiten PV Zellen mit Durchlassvorspannung. Wenn eine Zelle wegen Schattenwurf strombegrenzt ist, kann diese Zelle dann zum Beispiel unter Kurzschlussbedingungen unter Sperrvorspannung stehen. Übermäßige Sperrvorspannung kann die Zelle beschädigen. Aus diesem Grund haben Module, die Siliziumwafer verwenden, eingebaute Schutzdioden. Allerdings ist es schwierig, diese Dioden innerhalb von Dünnfilmmodulen zu installieren, da es nicht einfach ist. Anschlüsse für solche Dioden unter Verwendung von Laserritzen zu bilden. Es sollte angemerkt werden, dass TF PV Module oftmals schlecht isoliert sind, was den potentiellen Schaden der Sperrvorspannung an einer Zelle etwas abschwächt.
Ein anderes Problem, das die Annahme von konventionellen TF PV Modulen aufhält, ist die Tatsache, dass es in der Praxis Begrenzungen der Größe, der Form und der Beschaffenheit der Verbindungsbereiche zwischen den Zellen gibt. Da Laserritzen Randschäden verursacht, wird es bevorzugt, die Breite jeder Zelle relativ groß zu machen – in der Größenordnung eines Zentimeters – so dass der Schaden einen relativ kleinen Bruchteil der Zellstreifenfläche beansprucht. Schmalere Streifen herzustellen würde auch mehr Ritzzeit benötigen und würde die Kosten steigern. Ebenso ist Ritzen ein ablativer Prozess, deshalb ist es am einfachsten, lange, gerade Schnitte zu machen und am schwierigsten, Kontaktpads, Bereiche, die darunter liegende Schichten freilegen oder Bereiche mit komplexen, 2-dimensionalen Formen herzustellen.
Es wird daher verstanden werden, dass ein Prozess zum Konfigurieren und zur Verschaltung eines Dünnfilm-photovoltaischen Moduls, der diese und andere konventionelle Begrenzungen überwindet, die Attraktivität solcher Typen von Modulen verbessern würde.
ZUSAMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Konfigurieren und das Zusammenschalten von Zellen in TF PV Modulen. Nach einem Aspekt werden Zellen innerhalb des Moduls in der Größe eingestellt, um bekannte Prozessungleichmäßigkeiten zu kompensieren. Nach einem anderen Aspekt wird das Modul in eine Anzahl von kleineren, in Reihe geschalteten Untermodulen geteilt, die dann parallel verschaltet werden. Nach einem anderen Aspekt kann das Modul und/oder das Untermodul eine nicht-rechteckige Form haben. Nach einem anderen Aspekt werden vorzugsweise Lithographie und Ätzprozesse verwendet, um Schaltungen zu bilden. In einer anderen Ausführungsform werden Kontaktpads durch Verwendung von photolithografischen Prozessen gebildet, die verwendet werden können, um Schutzdioden zu montieren, um das Schadensrisiko aufgrund Abschattung oder Ungleichmäßigkeit zu minimieren. In einer anderen Ausführungsform werden Schutzdioden als Teil der Strukturierung eingefügt.
Diese und andere Verbesserungen, die von der Erfindung bereit gestellt werden, können Prozessungleichmäßigkeit kompensieren, die den TF PV Modulen zusetzen, und reduzieren die Anfälligkeit für Abschattung und ungleichmäßigen Zerfall, wodurch unter vielen anderen Vorteilen ihre Kurz- und Langzeiteffizienz erhöht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann nach der Durchsicht der folgenden Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Figuren offensichtlich werden, wobei
1A und 1B Diagramme sind, die eine konventionelle Konfiguration von TF PV Modulen zeigen;
2 ein Diagramm ist, das ein TF PV Modul zeigt, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konfiguriert ist;
3A und 3B ein TF PV Modul zeigen, das gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung konfiguriert ist;
4 ein Diagramm ist, das Techniken zum Bearbeiten eines TF PV Moduls zeigt, um die neuen Konfigurationen nach bestimmten Aspekten der Erfindung zu erreichen;
5 Beispieltechniken zum Konfigurieren eines TF PV Moduls mit Schutzdioden gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung zeigt;
6 Beispieltechniken zum Verschalten eines TF PV Moduls gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung zeigt;
7A und 7B Beispieltechniken zum Konfigurieren eines TF PV Moduls mit integrierten Schutzdioden gemäß bestimmten Aspekten der Erfindung zeigt; und
8A und 8B nicht-rechteckige Modulbeispiele zeigt, die gemäß den Prinzipien der Erfindung möglich gemacht wurde.
BESCHREIBUNG VON REFERENZNUMMER IN DEN ZEICHNUNGEN
Die folgende Auflistung von in den Zeichnungen verwendeten Referenznummern ist eher als erläuternd und nicht limitierend beabsichtigt, und die entsprechenden Beschreibungen beabsichtigen auf keine Art, ausdrückliche Definitionen irgendwelcher Ausdrücke, die in der Spezifikation benutzt werden, bereit zu stellen, es sei denn, es ist explizit in den vorangehenden Beschreibungen anders dargelegt. Der Fachmann wird verschiedenartige Substitutionen und Modifikationen an Elementen in den Zeichnungen verstehen, nachdem er von der vorliegenden Erfindung unterrichtet wurde.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben werden, die als erläuternde Beispiele der Erfindung bereit gestellt werden, um den Fachmann zu befähigen, die Erfindung auszuführen. Besonders sind die unten aufgeführten Figuren und Beispiele nicht als begrenzend für den Schutzumfang der Erfindung auf eine einzige Ausführungsform zu sehen, sondern andere Ausführungsformen sind durch Austausch einiger oder aller beschriebenen oder gezeigten Elemente möglich. Außerdem, wo bestimmte Elemente der vorliegenden Erfindung teilweise oder vollständig durch die Verwendung von bekannten Komponenten umgesetzt werden können, werden nur jene Teile solcher bekannten Komponenten beschrieben werden, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sind, und detaillierte Beschreibungen anderer Teile solcher bekannten Komponenten werden weggelassen werden, um die Erfindung nicht undeutlich zu machen. In der vorliegenden Spezifikation soll eine Ausführungsform, die eine einzige Komponente zeigt, nicht als begrenzend angesehen werden; eher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung andere Ausführungsformen umfasst, einschließlich einer Vielzahl derselben Komponente, und umgekehrt, wenn es nicht explizit hierin anders festgelegt ist. Außerdem beabsichtigen die Anmelder für keinen Ausdruck in der Spezifikation oder den Ansprüchen, dass ihm eine ungewöhnliche oder spezielle Bedeutung zugeschrieben wird, wenn es nicht explizit anders als solches dargelegt ist. Weiterhin umfasst die Erfindung aktuelle und zukünftige bekannte Äquivalente der bekannten Komponenten, zu denen durch Erläuterung Bezug genommen wird.
Nach einem allgemeinen Aspekt erkennt die vorliegende Erfindung, dass viele Vorteile in der TF PV Moduleffizienz, der Flexibilität, den Kosten und der Zuverlässigkeit durch das Konfigurieren und/oder das Verschalten solcher Module in neuer und nützlicher Weise erreicht werden können. Zum Beispiel erkennt die vorliegende Erfindung, dass kleinere Module typischerweise aufgrund ihrer höheren Prozessgleichmäßigkeit effizienter sind. Als ein anderes Beispiel erkennt die vorliegende Erfindung, dass es typischerweise weniger Voc als Isc Variationen aufgrund von Ungleichmäßigkeiten gibt.
Nach einem anderen, allgemeinen Aspekt erkennt die vorliegende Erfindung, dass die Verwendung von Photolithographieprozessen, um ein TF PV Modul zu bearbeiten, eine einzigartige Befähigung bereit stellt, um Zellen in einem solchen Modul zu konfigurieren und zu verbinden. Da Lithographie einen ganzen Bereich durch eine Maske freilegt, ist es möglich, jede Dichte von Verbindungen und jede Form von Verbindungen ohne zusätzliche Kosten herzustellen. Es tritt sehr wenig Randschaden auf und die Schnittbereiche können sehr klein hergestellt sein (einige Microns im Gegensatz zu zehn oder hunderten von Microns), so dass die Zellen relativ eng sein können. Zudem ermöglicht das Ätzen von Lithographie definierten Flächen das Freilegen von Unterschichten, zum Beispiel, um Kontakte oder Verbindungen herzustellen. Ebenfalls anhängige und gemeinsam besessene Anmeldungen 11/395,080, 11/394,721 und 11/394,723 stellen Beispielimplementationen für die Verwendung solcher photolithographischen Prozesse bereit, um Zellen in einem TF PV Modul zu bilden und zu verbinden, wobei der Inhalt jeder Anmeldung durch Bezug darauf hierin eingeschlossen ist. Die vorliegende Erfindung kann diese Prozesstypen auf neue und nützliche Arten ausnutzen.
In einer ersten, in 2 gezeigten Beispielausführungsform der Erfindung ist ein Modul 200 in photovoltaische Bereiche oder Zellen 202 geteilt, die in Reihe geschaltet sind, wie es im Stand der Technik gemacht wird. Jedoch anders als im Stand der Technik, wo alle Zellen die gleiche Fläche haben, sind die Flächen dieser Zellen eingestellt, um bekannte Prozessvariationen zu kompensieren.
Zum Beispiel ist es in manchen Fällen schwierig, eine ideale Gleichmäßigkeit über eine große Substratfläche von einigen Quadratmetern zu erreichen. Eine solche Ungleichmäßigkeit kann in bestimmten Fällen wünschenswert sein, wenn es dem Nutzer ermöglicht, eine schnellere Dünnfilm-Wachstumsrate oder eine effizientere Verwendung von Verbrauchsmaterial einzusetzen. Der Effekt auf den Zellenstrom am maximalen Leistungspunkt, I_max, kann durch die Herstellung und das Testen eines Moduls bestimmt werden. Alternativ könnten kleine Zellen gebildet werden zum Beispiel durch das Platzieren von kleinen Substraten auf einem großen Träger. Diese kleinen Zellen können getestet werden, um die Arbeitsleistung in Bezug zu einer Stelle in dem Ablagerungssystem abzubilden. Sobald I_max für einen bestimmten Herstellungsprozess abgebildet ist, ist es möglich, die Fläche der Zellen innerhalb des Moduls einzustellen, um diese Ungleichmäßigkeit zu kompensieren.
Zum Beispiel angenommen, dass bestimmt wird, dass sich I_max um 10% innerhalb von 2 cm des Modulrandes verschlechtert, um 5% innerhalb von 4 cm des Randes und im Rahmen von 1% gleichmäßig ist innerhalb dieses 6 cm gesamten Randbereichs. Weiterhin wird angenommen, dass die Breite einer nominellen Zelle 202-c in dem zentralen „gleichmäßigen” Bereich 1 cm ist (nur drei sind in 2 der Erläuterung halber gezeigt, aber es können viel mehr vorhanden sein). Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden die beiden äußeren Zellen 202-a an jedem Rand (nur eine ist an jedem Rand in 2 der Erläuterung halber gezeigt) mit einer Breite von 1.1 cm hergestellt, so dass ihr I_max gleich ist dem einer Zelle in dem gleichmäßigen Bereich. Die nächsten zwei inneren Zellen 202-b an jedem Rand werden mit einer Breite von 1.05 cm hergestellt (nur eine ist an jedem Rand in 2 der Erläuterung halber gezeigt), um ihre 5% Verschlechterung zu kompensieren. Daher werden die Ströme an dem maximalen Leistungspunkt aller Zellen abgestimmt, und die Module erleiden eine minimale Verschlechterung aufgrund der Randungleichmäßigkeit.
Jede Anzahl von konventionellen Verfahren des Teilens und Verbindens von Zellen in einem TF PV Modul kann in dieser Ausführungsform verwendet werden, einschließlich Laserritzen oder Ätz- und Ablagerungsprozesse. Der Fachmann wird verstehen, wie solche konventionellen Verfahren modifiziert werden können, um verschiedene Zellgrößen anstatt gleicher Zellgrößen zu erhalten, nachdem er von der vorliegenden Erfindung unterrichtet wurde, wie die verschiedenen Größen zu bestimmen sind.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nun in Verbindung mit 3A und 3B beschrieben werden. In dieser Ausführungsform ist das Modul in eine Anzahl von Untermodulen geteilt, die zusammen auf neue und nützliche Arten verbunden sind. In einem Beispiel sind die Zellen innerhalb jedes Untermoduls in Reihe geschalten und die Untermodule sind parallel geschalten. Dies resultiert in einer verbesserten Arbeitsleistung, da Bereiche leichter durch Spannung als durch Strom angepasst werden können.
Eine Beispielimplementation dieser Ausführungsform ist in 3A gezeigt. Wie in diesem Beispiel gezeigt wird, ist das Modul 300 in 16 Untermodule 302 geteilt. Wie weiterhin in 3A gezeigt wird, sind die 16 Untermodule 302 in vier Sets 306 von jeweils vier Untermodulen angeordnet. Der Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Teilungen in eine verschiedene Anzahl von Untermodulen möglich ist, dass es nicht notwendig ist, dass jedes Set die gleiche Anzahl an Untermodulen aufweist, und dass die Anzahl der Sets und die Anzahl der Untermodule pro Set unterschiedlich sein kann. Außerdem, obwohl es nicht im Detail gezeigt ist, sind in einigen Ausführungsformen die Flächen und Zellen jedes Untermoduls, die durch den obigen Prozess gebildet sind, gleich. In anderen Ausführungsformen sind die Flächen der Untermodule und/oder der Zellen darin variiert, um Prozessvariationen oder anderen Faktoren Rechnung zu tragen.
Ein entsprechender Schaltkreis eines der Sets 306 ist in 3b gezeigt. Wie in 3B gezeigt, sind die Zellen in jedem Untermodul 302 in Reihe geschalten, und die in Reihe geschaltenen Untermodule 302 innerhalb jedes Sets sind parallel geschalten. Wie weiterhin in 3B gezeigt, ist in dieser Konfiguration also jedes Untermodul 302 zwischen einem ersten gemeinsamen (zum Beispiel Ausgangs-)Knoten 310 und einem zweiten gemeinsamen (zum Beispiel Masse-)Knoten 312 verbunden. Es sollte offensichtlich sein, dass die Untermodule 302 in den anderen Sets 306 ähnlich konfiguriert und verbunden sein können, wie in 3B gezeigt.
Wieder in Bezug zu 3A, sind die vier Sets 306 zusammen parallel geschalten. In diesem Beispiel wird dies durch Verbinden des ersten gemeinsamen Knotens 310 jedes Sets zu einem gemeinsamen Bus 320 erreicht.
Es sollte angemerkt werden, dass die Anzahl der Untermodule jede Anzahl von zwei oder mehr sein kann. Dennoch ist eine große Anzahl (> 10) bevorzugt, da es die Empfindlichkeit gegenüber Ungleichmäßigkeit oder Abschattung eines Teils des Moduls reduziert, wie bei der Erstellung von integrierten photovoltaischen Anwendungen (Building integrated photovoltaic applications BIPV), oder in dichten Feldern von Modulen, vor allem am Anfang und am Ende des Tages, wenn die Schatten länger werden, gesehen werden kann.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird der gesamte Strom des Moduls 300 wahrscheinlich höher sein, als ein ungeteiltes Modul mit derselben, gesamten Zellfläche. Da die Untermodule kleiner in der Fläche (zum Beispiel 1/16) als die gesamte Fläche des ganzen Moduls sind, wird jedes Untermodul 302 voraussichtlich gleichmäßiger sein, als was typischerweise über die volle Modulfläche möglich ist. Demnach wird es weniger wahrscheinlich sein, dass sich der Strom der einzelnen Zellen in jedem Untermodul 302 wesentlich von anderen Zellen unterscheidet, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Strombegrenzung innerhalb eines Untermoduls reduziert wird. Außerdem werden Untermodule 302, die Prozessdefekte haben oder die wesentliche Prozessungleichmäßigkeit aufweisen, mit höherer Wahrscheinlichkeit lokalisiert, so dass der Strom in anderen Untermodulen nicht beeinflusst wird. Das Nettoergebnis ist, dass der gesamte Strom des Moduls 300 voraussichtlich näher an dem optimalen Strom sein wird, der mit einer gegebenen, optimalen Prozessgleichmäßigkeit verbunden ist. Zusätzliche Techniken, um einen optimalen Strom in Übereinstimmung mit der Erfindung zu erhalten, wie zum Beispiel die Aufnahme von Schutzdioden, wie detaillierter unten diskutiert wird, können ebenfalls verwendet werden.
Wie oben beschrieben, werden die vier Säulen 306 parallel verschaltet, und diese vier Ausgänge sind über den gemeinsamen Bus 320 parallel geschaltet. Dies erzielt den Vorteil der parallelen Verschaltung von Zellen, was eine bevorzugte Konfiguration ist, um Verluste aufgrund von Abschattung, Ungleichmäßigkeit oder lokaler Verschlechterung zu minimieren.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Modulausgangsspannung als dieselbe erhalten bleiben, wie bei einem ungeteilten Modul, dadurch dass die Breite der Zellen innerhalb jedes Untermoduls viermal kleiner hergestellt wird (d. h. dadurch, dass die Anzahl der Zellen in jedem Untermodul mit dem Faktor 4 erhöht wird). Zum Beispiel, während ein ungeteiltes Modul mit einer Ausgangsspannung von 60 Volt eine Zellenbreite von 1 cm hat, wird das geteilte Modul 300 mit einer Breite jeder Zelle von 0.33 cm hergestellt. Vorzugsweise wird dies durch die Verwendung der Photolithographietechniken der eingeschlossenen, ebenfalls anhängigen Anmeldungen erreicht, die eine enge Linienbreite für die Verbindungsbereiche in der Größenordnung von 20–30 μm möglich macht. Allerdings verwenden andere, mögliche Ausführungsformen Laserritzen für einige oder alle der Verbindungen.
Die Konzepte der Erfindung können die Bildung von Zellbereichen mit nicht-rechteckigen Formen einschließen. Dies kann in bestimmten Anwendungen wünschenswert sein, wie zum Beispiel bei der Erstellung von integrierten photovoltaischen Anwendungen (BIPV), wo zum Beispiel ein dreieckiges Modul als ein architektonisches Element wünschenswert sein kann. Ein dreieckiges Modul Ist mit konventioneller Strukturierung schwierig herzustellen, da die Zellstreifen nicht von konstanter Länge und daher nicht stromangepasst sind. Diese Konzepte ermöglichen jedoch die Herstellung von Streifen mit sowohl variierender Länge als auch variierender Breite. Zusätzlich erlaubt die hohe räumliche Auflösung der Lithographie, dass der längste Streifen sehr schmal ist, so dass der kürzere Streifen von begrenzter Breite sein kann, wodurch Leistungsverlust, der zugezogen wird, wenn der Strom durch den transparenten Leiter mit relativ hohem Widerstand auf der Zelloberfläche fließt, reduziert werden kann.
Wie in den Beispielen der rechtwinkligen Dreiecke in 8A und 8B gezeigt, können die Breiten der Streifen 802 linear ansteigen, so dass jeder Streifen von konstanter Fläche ist. Dies stellt Stromanpassung zur Verfügung. In einigen Ausführungsformen, wovon ein Beispiel in 8B gezeigt ist, werden viele nicht-rechteckige Streifen 804 bereit gestellt, um eine größere, nicht-rechteckige Figur zu bilden. Die Verwendung kleinerer Untermodule 804 ermöglicht die Konstruktion von einer großen nicht-rechteckigen Form, während die Breite der Streifen auf einen praktischen Wert begrenzt ist (in der Größenordnung von 1 cm, abhängig von der Zellentechnologie). Die Unterflächen 804 können durch die Verwendung von Verfahren zusammen verschaltet werden, die denen ähnlich sind, die für die Module verwendet werden, wie in Verbindung mit 3A gezeigt und beschrieben wurde.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Konfigurieren eines Moduls durch Verwendung von photolithographischen Techniken wie die, die in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 11/394,723 beschrieben sind, ist detaillierter in 4 gezeigt. Wie in 4 gezeigt wird, wird ein Stapel 402 von photovoltaischen Material auf einem Substrat 404 abgelagert, das zum Beispiel eine 3 mm dickes Glasplatte ist. Wie in den ebenfalls anhängigen Anmeldungen beschrieben, kann der Stapel eine 0.1 μm Bodenschicht einschließen, die der opaken Metallelektrode – typischerweise Molybdän – in Kontakt mit dem Glassubstrat 404 entspricht, und eine 2 μm Schicht aus CIGS Material, die mit einer 0.07 μm Pufferschicht aus CdS (die CIGS Schicht oder CIGS + CdS Schichten können als halbleitende Schichten bezeichnet werden) bedeckt ist, auf der Mo Schicht. Der Anfangsstapel kann weiterhin eine obere, transparente Leiterschicht einschließen, wie zum Beispiel Aluminium-dotiertes ZnO, oder sie kann später hinzugefügt werden.
Nach der Ablagerung des photovoltaischen Stapels 402 wird der Stapel mit einer Photoresistschicht (nicht gezeigt) beschichtet, zum Beispiel unter Verwendung eines Sprays, eines Tauch- oder Rollerprozesses. Die Dicke kann 1–10 μm betragen und das Material kann Shipley 3612 sein. Wie weiterhin in 4 gezeigt wird, wird die Maske 412 ungefähr 10 μm über, oder in Kontakt mit dem Stapel 402 gehalten. Die Maske 412 beinhaltet vertikale (in Bezug auf die Orientierung der Zeichnung) Linien 420 (zum Beispiel 30 μm breit und ungefähr 0.33 bis 1 cm auseinander, abhängig von der Konstruktion), durch die das Photoresist freigelegt werden kann. Wie weiter unten und in den ebenfalls anhängigen Anmeldungen detaillierter erklärt wird, isolieren diese Linien 410 die einzelnen Zellen des Moduls. Im Unterschied zu den ebenfalls anhängigen Anmeldungen enthält die Maske 412 jedoch weiterhin vier horizontale Linien 422 (in Bezug auf die Orientierung der Zeichnung) und vier breite vertikale Linien 424, die verwendet werden, um die Untermodule zu definieren. In einem Beispiel können die Linien 422 ungefähr 100 μm breit sein und die Linien 424 können ungefähr 100 μm breit sein. Das Resist wird durch die Maske 412 freigelegt, die Maske wird entfernt und das freigelegte Resist wird entwickelt, um die Strukturierung zu vervollständigen. Linien 422 und 424 werden in manchen Fällen breiter gemacht als die Zellenisolationslinien, um Raum für metallische Verbindungen zu lassen.
Es sollte angemerkt werden, dass die Anzahl der Linien 420, die einzelne Zellen definieren, sehr viel größer sein kann, als in 4 gezeigt, und dass die Anzahl der Linien 422 und 424 von der Anzahl der Untermodule, die erzeugt werden sollen, abhängt. Viele Variationen der in den Zeichnungen bereit gestellten Anzahl sind möglich.
Als nächstes wird ein schrittweiser Ätzprozess verwendet, um durch den Stapel 402 hinunter zu dem Substrat 404 durch die freigelegten Linien zu schneiden, wodurch die Zellen isoliert werden und das Modul in Untermodule geteilt wird. In einem möglichen Beispiel, das detaillierter in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 11/395,080 beschrieben wird, kann eine HCl oder CH₃COOH Lösung verwendet werden, um durch die obere ZnO Schicht des Stapels 402 zu ätzen. Dann wird eine Ätzmischung, wie zum Beispiel eine H₂SO₄ + H₂O₂ Mischung oder eine mit Wasser verdünnte H₂SO₄ + HNO₃ Mischung verwendet, um das CIGS Material in dem Stapel 402 durch das strukturierte Photoresist hinunter zu der darunterliegenden Metallschicht zu ätzen. Für die darunterliegende Mo-Schicht, kann ein Ätzmittel, wie zum Beispiel PAN (Phosphorsäure, Essigsäure und Salpetersäure H₃PO₄ + CH₃COOH + HNO₃) verwendet werden. In manchen Fällen kann es notwendig sein, diesem Ätzschritt einen kurzen Ätzschritt voranzustellen, um eine dünne MoSe₂ Schicht an der CIGS-Mo Schnittstelle zu entfernen, unter Verwendung eines Ätzmittels, wie zum Beispiel NH₄OH – H₂O₂. Diese sukzessiven Ätzschritte bilden Isolationsrillen durch den Stapel 402, die teilweise oder ganz die vertikale Länge des Moduls (zum Beispiel 1 m) durchlaufen können, entsprechend der Linien 420 der Maske 412. Diese Ätzschritte bilden auch Isolationsrillen durch den Stapel 402, die den horizontalen Linien 422 entsprechen und breite, vertikale Linien 424, die die Module in Untermodule teilen.
Techniken wie die, die in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 11/394,723 beschrieben werden, können weiterhin verwendet werden, um Verbindungen zwischen den Zellen in jedem Untermodul zu bilden, wodurch die Reihenschaltungen gebildet werden, die in Verbindung mit 3B beschrieben wurden.
Es gibt viele Vorteile der Verwendung von Photolitographietechniken, die in den ebenfalls anhängigen Anmeldungen beschrieben werden, wie oben beschrieben wurde, zusätzlich dazu, dass es möglich ist, sehr viel kleinere Verbindungsbereiche (und dadurch viel engere Zellen) zu definieren, als es mit anderen Techniken, wie Laserritzen möglich ist. Zum Beispiel werden in manchen Ausführungsformen während des Ätzens, um die Isolationsrillen entsprechend den Linien 420, 422 und 424 zu bilden, auch ausgerichtete Padbereiche definiert (zum Beispiel mit einer Fläche von ungefähr 0.1 bis 1 cm²). Diese Padbereiche können für viele nützliche Zwecke verwendet werden, wie zum Beispiel sowohl Schaltungen zwischen Zellen zu verbinden oder Punkte für die Modulüberwachung zu testen, als auch, um Komponenten an oder zwischen Zellen zu verbinden. Zum Beispiel werden, wie weiterhin in 5 gezeigt wird, während des Ätzens, um Isolationsrillen 502 zwischen den Zellen im Untermodul 500 zu bilden, auch Padbereiche 504 durch das Ätzen einer kleinen Fläche hinunter zu der Metallschicht in entsprechenden Zellen gebildet.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung, wird es bevorzugt, externe Schutzdioden für einzelne Streifen anzuschließen, so dass Leistungsverluste aufgrund von Effekten, wie zum Beispiel Abschattung, minimiert werden. Dies wurde in Siliziummodulen gemacht, in denen zahlreiche Solarzellen auf einer Rückwand montiert und zusammen verschaltet werden, aber es war bisher mit Dünnfilmmodulen noch nicht möglich. Demgemäß, wie weiterhin in 5 gezeigt, machen es freigelegte Padbereiche 504 möglich, Schutzdioden 506 zwischen den Padbereichen anzuschließen und in der Polarität zu verschalten, so dass sie sich anschalten, wenn der Bereich zwischen den Pads unter Sperrvorspannung steht. Wenn ein Bereich, der einer Zelle/Zellen zwischen einer der Dioden 506 entspricht, abgeschattet wird, geht/gehen zum Beispiel die Zelle/n in Sperrvorspannung und die Schutzdiode schaltet sich an, um Strom abzuleiten, der andernfalls durch die photovoltaischen Zellen fließen und diese beschädigen könnte. Obwohl 5 Schutzdioden 506 zeigt, die zwischen einigen Zellen angeschlossen sind, ist dies nicht notwendig. Eine oder jede Anzahl von benachbarten Zellen können mit Schutzdioden konfiguriert sein. Außerdem ist es nicht für jedes Untermodul oder jede Zelle notwendig, Schutzdioden einzuschließen, ganz zu schwelgen davon, dass dieselbe Anzahl an benachbarten Zellen so konfiguriert ist.
Die Erfindung betrachtet viele Verfahren zum Verschalten der Schutzdioden in den Modulen. In der beispielhaften Ausführungsform oben in 5 können sie als diskrete Komponenten platziert sein, genau so wie es mit oberflächenmontierten, gedruckten Platinen gemacht wird.
In bestimmten anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Schutzdioden als Teil des lithographischen Prozesses hergestellt sein, der verwendet wird, um die Verbindungen zwischen benachbarten Zellen zu bilden. Zum Beispiel kann, wie in 7A gezeigt, während eines Ätzschrittes, der verwendet wird, um benachbarte Zellen im Untermodul 700 zu isolieren, auch ein Schnitt 704 gemacht werden, um Bereiche, die benachbart zu den Zellen 702 liegen, zu isolieren, um Schutzdioden 706 zu bilden. In nachfolgenden Schritten werden Kontaktplatten für die Schutzdioden zur selben Zeit und auf eine ähnliche Weise gebildet, wie die Kontaktplatten für die isolierten Zellen gebildet werden, wie in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr. 11/394,721 gelehrt wird. Wenn Leiter gebildet werden, um benachbarte Zellen miteinander zu verschalten, werden die Schutzdioden ebenfalls mit benachbarten Zellen verschaltet. Auf diese Art werden die Dioden als integrierte Elemente ohne zusätzliche Prozessschritte gebildet, wodurch eine zuverlässige Verbindung zu vernachlässigbaren zusätzlichen Kosten gebildet wird.
7B ist eine Seitenschnittansicht, die entlang der Linie 7B in 7A läuft, um zu zeigen, wie die Verschaltung durchgeführt werden kann, um die entgegengesetzte Polarität der Dioden 706 gegen die Zellen 702 zu erreichen. Die Bodenschicht 716, die benachbart zu dem Substrat 718 ist, ist metallisch – typischerweise Molybdän für Zellen 702, in denen die halbleitende Schicht 714 CIGS ist. Die oberste Schicht 712 ist ein transparenter Leiter. Durch die Verwendung von Kontaktplatten (nicht gezeigt) zwischen den Zellen 702 und den Schutzdioden 706 in dem Isolationsschnitt 704, wird die oberste Schicht 712 einer Schutzdiode 702 über die Verbindung 708 mit der Bodenschicht 716 der Zelle 702 verschaltet, und die Bodenschicht 716 der Diode 702 wird über die Verbindung 710 mit der obersten Schicht 712 der Zelle 702 verschaltet Auf diese Art kann die Schutzdiode 706 in entgegengesetzter Polarität ohne die Verwendung von zusätzlichen Prozessschritten verschaltet werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die Schutzdioden 706 nicht notwendigerweise zusammen in Reihe geschaltet sind, wie die Zellen 702. Es sollte weiterhin angemerkt werden, dass obwohl 7A die eine Schutzdiode 706 pro Zelle 702 zeigt, diese Anordnung nicht notwendig ist und zahlreiche Konfigurationen möglich sind.
Nachfolgend zu, oder in Verbindung mit dem Bilden der Verbindungen innerhalb jedes Untermoduls, kann das Bearbeiten durchgeführt werden, um die parallelen Verbindungen zwischen den Untermodulen 302 zu erzeugen. Zum Beispiel laufen in einigen Ausführungsformen Busse vertikal in Bezug auf die Orientierung in 3A, um die Parallelverbindung zwischen den Untermodulen 302 in einem gegebenen Set 306 bereit zu stellen.
Insbesondere werden in einer Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, Busse 602 auf der Vorderseite des Moduls hergestellt, auf derselben Seite des Substrates 610, wie die aktiven Zellen 612, und auf Flächen, die den Linien 424 in 4 entsprechen, die die Untermodule vertikal in Sets teilen. In einem Beispiel umfassen Busse 602 plattiertes Nickel – um einen dicken Leiter mit einem minimalen Widerstand bereit zu stellen – und sind mit Zellen durch Ablagerung und Strukturierung so verbunden, dass sie an der richtigen Stelle, die ein Kontaktpad sein kann, enden. Weiterhin wird auch ein Bus 604 auf der Vorderseite des Moduls erzeugt und kann mit den Busse 602 verbunden sein, wodurch eine gemeinsame Ausgangsbus, wie zum Beispiel der in 3A gezeigte Bus 320, bereit gestellt werden kann. Der Bus 604 kann auf Flächen gebildet werden, die einer der horizontalen Linien 422 in 4 entsprechen. Techniken, wie die, die vollständiger in der ebenfalls anhängigen Anmeldung Nr._(AMAT-10921) beschrieben werden, können verwendet werden, um alternative Ausführungsformen des Bildens von Bussen und des Verbindens von Zellen und/oder Flächen durchzuführen.
Obwohl es nicht in 4 gezeigt ist, wird es verstanden werden, dass die Untermodule weiter unabhängig mit Masse verschaltet werden können, oder eine gemeinsame Masse teilen können.
Es sollte angemerkt werden, dass die Untermodulverbindungen sich nicht innerhalb des Moduls selbst befinden müssen. Während ein Modul des Stands der Technik einen einzigen Ausgang hat, ist es möglich, Module mit zahlreichen Ausgängen herzustellen, zum Beispiel mit zwei unterschiedlichen Anschlüssen von jedem Untermodul aus zugänglich zu externen Schaltkreisen. Dies stellt eine Anzahl von Vorteilen bereit. Zum Beispiel gibt es eine größere Flexibilität, wie ein Array verschaltet wird. In einem Beispiel werden drei Ausgänge bereit gestellt: ein gemeinsamer Ausgang, ein positiver in Bezug auf die gemeinsame Leitung und ein negativer in Bezug auf die gemeinsame Leitung. Dies ermöglicht die Verwendung von einem einfacheren Gleichstrom-zu-Wechelstrom Wandlers, da der Wechsel nur über die Hälfte des Wechselstromkreislaufs gemacht wird. Bereiche, die eine höhere Wahrscheinlichkeit haben, abgeschattet zu werden, können elektrisch von Bereichen getrennt werden, die eine weniger hohe Wahrscheinlichkeit haben, wie zum Beispiel der untere Teil im Gegensatz zum oberen Teil eines Arrays. Außerdem können Arrays sehr viel größer gemacht werden, wodurch Verpackungskosten auf dem Modullevel eingespart werden können; zum Beispiel könnte, anstatt ein Gen 8 Substrat in 5 Module, jedes mit 1 m² Fläche, zu schneiden, das einzelne Substrat als ein Modul mit fünf Ausgängen verpackt werden, wobei jeder eine Untermodulfläche von 1 m² darstellt.
In anderen Ausführungsformen wird ein Wechselsystem in oder außerhalb des Moduls gebaut, das die Wechsel kontrolliert, die selektiv Untermodule miteinander verbinden, anstatt feste Verbindungen zu haben. Dieses System kann dynamisch einen Teil oder alle der Strom-Spannungs-Charakteristiken jedes Untermoduls messen und kann elektronische Schalter verwenden, um dynamisch die Untermodule wieder neu miteinander zu verbinden, um die Ausgangleistung zu optimieren. Auf diese Art wird die Verminderung aufgrund von Defekten, Abschattung, oder anderen ungleichmäßigen Effekten dynamisch minimiert.
Obwohl die vorliegende Erfindung besonders mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsformen davon beschrieben wurde, sollte es dem Fachmann leicht offensichtlich sein, dass Änderungen und Modifikationen in der Form und in Details gemacht werden können, ohne die Wesensart und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Es ist beabsichtigt, dass die Ansprüche solche Änderungen und Modifikationen umfassen.
KURZZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung beizieht sich auf das Konfigurieren und das Zusammenschalten von Zellen in TF PV Modulen. Nach einem Aspekt werden Zellen innerhalb des Moduls in der Größe eingestellt, um bekannte Prozessungleichmäßigkeiten zu kompensieren. Nach einem anderen Aspekt wird das Modul in eine Anzahl von kleineren, in Reihe geschalteten Untermodulen geteilt, die dann parallel verschaltet werden. Nach einem anderen Aspekt kann das Modul und/oder das Untermodul eine nicht-rechteckige Form haben. Nach einem anderen Aspekt werden vorzugsweise Lithographie und Ätzprozesse verwendet, um Schaltungen zu bilden. In einer anderen Ausführungsform werden Kontaktpads durch Verwendung von photolithografischen Prozessen gebildet, die verwendet werden können, um Schutzdioden zu montieren, um das Schadensrisiko aufgrund Abschattung oder Ungleichmäßigkeit zu minimieren.

100: Modul
102: Zelle
104: Anschluss
110: Diode
112: Stromgenerator
200: Modul
202: Zelle
300: Modul
302: Untermodul
306: Set
310: erster, gemeinsamer Knoten
312: zweiter, gemeinsamer Knoten
320: Ausgangsbus
402: photovoltaischer Stapel
404: Substrat
412: Maske
420: Zellisolationsmaskenlinie
422: horizontale Untermodulmaskenlinie
424: vertikale Untermodulmaskenlinie
500: Untermodul
502: Zellverbindungen
504: Padbereich
506: Schutzdiode
602: Vertikalbus
604: Horizontalbus
610: Substrat
612: aktive Zellfläche
702: Zelle
704: Isolationsschnitt
706: Schutzdiode
708: Verbindung
710: Verbindung
712: transparente Leiterschicht
714: halbleitende Schicht
716: Metallschicht
718: Substrat
802: Streifen
804: Untermodule

Claims

Dünnschicht-photovoltaisches Modul, umfassend: ein Substrat; ein erster Bereich auf dem Substrat, der zwei oder mehr erste, photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem ersten und zweiten Knoten in Reihe geschaltet sind; und ein zweiter Bereich auf dem Substrat, der zwei oder mehr zweite, photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem dritten und vierten Knoten in Reihe geschaltet sind, die verschieden von dem ersten und dem zweiten Knoten sind.
Modul nach Anspruch 1, weiterhin eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich umfassend.
Modul nach Anspruch 2, wobei die Verbindung den ersten Knoten mit dem dritten Knoten und den zweiten Knoten mit dem vierten Knoten verbindet.
Modul nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich eine erste Fläche aufweist, die verschieden von einer zweiten Fläche des zweiten Bereiches ist.
Modul nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Fläche so verschieden sind dass eine Ungleichmäßigkeit von einem Herstellungsprozess kompensiert wird.
Modul nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Bereich einen Stapel von photovoltaischem Material umfassen, und wobei der Stapel zumindest eine metallische Leiterschicht umfasst, wobei das Modul weiterhin ein Kontaktpad umfasst, das einen Teil der metallischen Leiterschicht in dem ersten oder zweiten Bereich freilegt.
Modul nach Anspruch 1, weiterhin zumindest einen zusätzlichen Bereich mit photovoltaischen Zellen umfassend, die zwischen jeweiligen unterschiedlichen Knoten in Reihe geschaltet sind.
Modul nach Anspruch 2, wobei die Verbindung und die Bereiche über derselben Oberfläche des Substrates erzeugt werden.
Modul nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Knoten mit ersten Ausgangsanschlüssen verbunden sind und der dritte und der vierte Knoten mit unterschiedlichen, zweiten Ausganganschlüssen verbunden sind.
Modul nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich eine nicht-rechteckige Form hat.
Verfahren zum Konfigurieren eines Dünnschicht-photovoltaischen Moduls, umfassend: Bilden eines ersten Bereiches auf dem Substrat, der zwei oder mehr erste photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem ersten und zweiten Knoten in Reihe geschaltet sind; und Bilden eines zweiten Bereiches auf dem Substrat, der zwei oder mehr zweite, photovoltaische Zellen umfasst, die zwischen einem dritten und vierten Knoten in Reihe geschaltet sind, die verschieden von dem ersten und dem zweiten Knoten sind.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin Bilden einer Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich innerhalb des Moduls umfassend.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Verbindung den ersten Knoten mit dem dritten Knoten und den zweiten Knoten mit dem vierten Knoten verbindet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste Bereich eine erste Fläche aufweist, die verschieden ist von einer zweiten Fläche des zweiten Bereiches.
Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin Einstellen der ersten und der zweiten Fläche umfassend, so dass eine Ungleichmäßigkeit von einem Herstellungsprozess kompensiert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der erste und der zweite Bereich einen Stapel von photovoltaischem Material umfasst, und wobei der Stapel zumindest eine metallische Leiterschicht umfasst, wobei das Verfahren weiterhin Bilden eines Kontaktpads durch Freilegen eines Teils der metallischen Leiterschicht in dem ersten oder zweiten Bereich umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des Bildens der Verbindung Erzeugen der Verbindung über einer Oberfläche des Substrates umfasst, die entgegengesetzt der Oberfläche ist, auf der die Bereiche gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend: Erfassen von Ausgangsleistungen des ersten und des zweiten Bereiches; und dynamisches Einstellen von Verbindungen zwischen den Bereichen, um Verluste aufgrund Ungleichmäßigkeit zu reduzieren.
Dünnschicht-photovoltaisches Modul umfassend: ein Substrat; einen Bereich auf dem Substrat, der eine Vielzahl von photovoltaischen Zellen umfasst, die zusammen zwischen ersten und zweiten der Zellen in Reihe geschaltet sind, wobei die ersten und zweiten Zellen weiterhin mit ersten und zweiten Knoten verbunden sind; und wobei die Zellen von einem Stapel aus photovoltaischem Material auf dem Substrat gebildet sind, und wobei der Stapel zumindest eine metallische Leiterschicht umfasst, wobei das Modul weiterhin ein Kontaktpad umfasst, das einen Teil der metallischen Leiterschicht in einer dritten der Zellen freilegt, die verschieden von der ersten und der zweiten Zelle ist.
Modul nach Anspruch 19, weiterhin umfassend: ein zweites Kontaktpad, das einen Teil der metallischen Leiterschicht in einer vierten der Zellen freilegt, die verschieden von der ersten und der zweiten Zelle ist; und eine Diode, die zwischen dem Kontaktpad und dem zweiten Kontaktpad verbunden ist, die aus Materialen in dem Stapel gebildet ist.