DE112012002511T5 - Photovoltaic system and connector for a photovoltaic cell with interlocking contacts - Google Patents
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Abstract
Ein Photovoltaik-System umfasst ein Halbleitersubstrat mit einer Oberfläche mit ineinander greifenden ersten und zweiten Kontaktbereichen, die einen Kontakt mit Emitter- und Basis-Kontaktbereichen in bzw. auf dem Halbleiter bereitstellen. Ein Verbindungsstrang umfasst eine Leiterbahn und elektrisch isolierendes Material in Ringen um die Leiterbahn. Teile der Leiterbahn zwischen den Ringen sind mit mehreren der ersten Kontaktbereiche verbunden, in elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktbereichen, mit elektrisch isolierendem Material von den Ringen zwischen der Leiterbahn und den zweiten Kontaktbereichen.A photovoltaic system comprises a semiconductor substrate with a surface with interlocking first and second contact areas, which provide contact with emitter and base contact areas in or on the semiconductor. A connecting strand comprises a conductor track and electrically insulating material in rings around the conductor track. Parts of the interconnect between the rings are connected to several of the first contact areas, in electrical contact with the first contact areas, with electrically insulating material from the rings between the interconnect and the second contact areas.
Description
Die Erfindung betrifft ein Photovoltaik-System mit IBC (interdigitated back contact)-Technologie, einen Konnektor, geeignet zur Verwendung als ein elektrisch leitender Konnektor für elektrische Kontaktbereiche in einem Photovoltaik-System, eine Konnektor-Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung eines Konnektors.The invention relates to a photovoltaic system having interdigitated back contact (IBC) technology, a connector suitable for use as an electrically conductive connector for electrical contact areas in a photovoltaic system, a connector assembly, and a method of making a connector.
Photovoltaik-Zellen sind halbleitende Vorrichtungen, konzipiert zum Konvertieren von Photonen in elektrische Energie. Gut bekannt ist ihre Verwendung als Solarkollektoren, wie beispielsweise gemäß
IBC haben ineinander greifende Kontakte von entgegengesetzter Polarität (Emitter- und Basiskontakt) auf der rückseitigen Oberfläche der Zelle (die Oberfläche, die bei Verwendung von der Lichtquelle abgewandt ist) und sind allgemein bekannt. Solche Zellen sind beispielsweise in
Ein allgemein verwendetes Verfahren zum Verbinden von Kontaktbereichen einer Photovoltaik-Zelle ist die Bereitstellung von Busschienen (breiteren Leiterregionen) an den Enden der Kontaktbereiche. Eine Zusammenschaltung von mehreren Photovoltaik-Zellen wird durch Bereitstellung von Busschienen entlang mehrerer Zellen erreicht. Eine erste Busschiene der Zelle verbindet erste mehrere Kontaktbereiche (Digits), die eine kammähnliche Struktur bilden, wobei die Digits die Zähne des Kamms bilden und die Struktur bei Verwendung als Basiskontakt dient. Ein spiegelbildlich geformter Emitter-Basiskontakt wird durch zweite mehrere Kontaktbereiche gebildet, die durch eine zweite Busschiene verbunden sind, die auf derselben Oberfläche der Zelle bereitgestellt ist wie der Basiskontakt. Die Digits des Basis- bzw. des Emitter-Kontakts sind abwechselnd auf der Oberfläche bereitgestellt, wobei die einzelnen Basis-Digits einer Zelle normalerweise neben zwei Emitter-Digits angeordnet sind und umgekehrt. Dieses Design wird daher als IBC (interdigitated back contact)-Design bezeichnet.A commonly used method for connecting contact areas of a photovoltaic cell is to provide bus bars (wider conductor regions) at the ends of the contact areas. Interconnection of multiple photovoltaic cells is accomplished by providing busbars along multiple cells. A first bus bar of the cell connects first multiple contact areas (digits) forming a comb-like structure, the digits forming the teeth of the comb and the structure serving as the base contact in use. A mirror-image emitter base contact is formed by a second plurality of contact areas connected by a second bus bar provided on the same surface of the cell as the base contact. The digits of the base and emitter contacts are alternately provided on the surface, with the individual base digits of a cell normally being arranged adjacent to two emitter digits, and vice versa. This design is therefore referred to as IBD (interdigitated back contact) design.
Ein Nachteil dieses Designs ist ein erheblicher Effizienzverlust bei zunehmender Zellengröße, insbesondere wenn Zellen mit einem Durchmesser von ungefähr 15 cm oder mehr bereitgestellt werden.A disadvantage of this design is a significant loss of efficiency with increasing cell size, especially when providing cells with a diameter of about 15 cm or more.
Ferner wird allgemein eine dielektrische Schicht auf dem fotoaktiven Material bereitgestellt. Lokalisierte Öffnungen sind in dieser dielektrischen Schicht bereitgestellt (dienend als Isolator). Metall wird aufgebracht, und Metall in den Öffnungen stellt den elektrischen Kontakt zwischen den Kontakten und dem fotoaktiven Material her. Infolgedessen ist ein Großteil der Rückseite mit Metall bedeckt. Dies ist nachteilig, weil es die Kosten steigen lässt und zusätzliche Anforderungen an die Isoliereigenschaften der dielektrischen Schicht stellt, weil im Wesentlichen die ganze Zelle einem elektrischen Potenzial über die dielektrische Schicht ausgesetzt ist.Furthermore, a dielectric layer is generally provided on the photoactive material. Localized openings are provided in this dielectric layer (serving as insulator). Metal is deposited and metal in the openings establishes electrical contact between the contacts and the photoactive material. As a result, much of the backside is covered with metal. This is disadvantageous because it increases costs and places additional demands on the insulating properties of the dielectric layer because substantially the entire cell is exposed to an electrical potential across the dielectric layer.
Zusammenfassung Summary
Unter anderem besteht eine Aufgabe darin, eine Photovoltaik-Zelle und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle bereitzustellen, wobei externe Leiterbahnen verwendet werden, bei denen die Kurzschlussgefahr vermindert ist.Among other things, an object is to provide a photovoltaic cell and a method of manufacturing such a cell, wherein external traces are used, in which the risk of short circuit is reduced.
Ein Herstellungsverfahren für ein Photovoltaik-Zellsystem nach Anspruch 1 wird bereitgestellt.A manufacturing method of a photovoltaic cell system according to claim 1 is provided.
Durch die Verwendung von Ringen von elektrisch isolierendem Material auf den Leiterbahn wird die Herstellung vereinfacht und Kurzschlüsse können verhindert werden, auch wenn die Ausrichtung der Leiterbahn aufgrund von Verdrehung (Drehung um die Länge der Leiterbahn) variiert, beispielsweise wenn die Leiterbahn einen kreisförmigen oder im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist.By using rings of electrically insulating material on the trace, manufacturing is facilitated and short circuits can be prevented even if the orientation of the trace varies due to twisting (rotation about the length of the trace), for example, if the trace is circular or substantially circular having circular cross-section.
In einer Ausführungsform wird der Verbindungsstrang direkt oder indirekt von der Spindel dem Halbleitersubstrat zugeführt. Obwohl dies für eine einfache Zuführweise des Strangs sorgt, kann es zu Verdrehung führen. Die Verwendung von Ringen ermöglicht es, die nachteiligen Effekte von Verdrehung zu vermeiden. Ein anderes Beispiel, wo Verdrehung auftreten kann, ist in einem Verfahren, in dem ein oder mehr Stränge vor der Befestigung an dem Substrat gedehnt werden, egal ob sie von einer Spindel zugeführt werden oder nicht.In one embodiment, the connection string is fed directly or indirectly from the spindle to the semiconductor substrate. Although this provides an easy way to feed the strand, it can lead to twisting. The use of rings makes it possible to avoid the adverse effects of twisting. Another example where twisting may occur is in a process where one or more strands are stretched prior to attachment to the substrate, whether or not they are fed from a spindle.
In einer Ausführungsform können mehrere Verbindungsstränge verwendet werden. Mit einer großen Anzahl an Strängen könnte das Risiko von Kurzschlüssen durch Verdrehung zunehmen, aber mit Hilfe der Ringe wird dies vermieden.In one embodiment, multiple connection strands may be used. With a large number of strands, the risk of shorting could increase due to torsion, but with the help of the rings this is avoided.
In einer Ausführungsform wird Lötmaterial auf der Leiterbahn bereitgestellt. Dies erleichtert die Verbindung. In einer Ausführungsform wird das Lötmaterial aufgebracht, nachdem die Ringe aus Isoliermaterial angebracht wurden. Dies spart Lötmaterial und verhindert, dass sich Lötmaterial auf der Leiterbahn befindet, wo es einen Kurzschluss verursachen könnte. In einer Ausführungsform wird das Lötmaterial auf der Leiterbahn des Verbindungsstrangs oder jedem Verbindungsstrang in weiteren Ringen um die Leiterbahn herum bereitgestellt. So kann Verdrehung nicht dazu führen, dass Abschnitte der Leiterbahn ohne Lötmaterial gegenüber Kontaktbereichen liegen, mit denen sie verbunden werden sollen.In one embodiment, solder material is provided on the trace. This facilitates the connection. In one embodiment, the solder material is applied after the rings of insulating material have been applied. This saves solder and prevents solder from being on the trace where it could cause a short circuit. In one embodiment, the solder material is provided on the interconnect of the interconnect or each interconnect in further rings around the interconnect. Thus, twisting can not lead to sections of the conductor track without soldering material lying opposite contact areas with which they are to be connected.
In anderen Ausführungsformen kann eine schmelzbare Metalllegierung als Lötmaterial verwendet werden. Alternativ können andere Materialien, beispielsweise ein pastenähnliches Medium, das leitende Körnchen umfasst, verwendet werden. In einer Ausführungsform können die Körnchen während des Lötens gesintert werden. In einer anderen Ausführungsform kann das Lötmaterial oder Medium auf dem Substrat statt zusätzlich auf dem Verbindungsstrang bereitgestellt werden.In other embodiments, a fusible metal alloy may be used as the solder material. Alternatively, other materials, for example a paste-like medium comprising conductive granules, may be used. In one embodiment, the granules may be sintered during soldering. In another embodiment, the solder material or medium may be provided on the substrate instead of additionally on the connecting strand.
In einer Ausführungsform wird die Photovoltaik-Zelle vorübergehend in einem gebogenen Zustand gehalten, wenn die Leiterbahn mit den ersten Kontakten der Photovoltaik-Zelle verbunden wird, wobei die Oberfläche der Photovoltaik-Zelle, auf welcher die Leiterbahn verbunden wird, in dem gebogenen Zustand eine konvexe Krümmung aufweist. Dies reduziert Spannungen bei späterer Verwendung.In one embodiment, the photovoltaic cell is temporarily held in a bent state when the trace is connected to the first contacts of the photovoltaic cell, wherein the surface of the photovoltaic cell on which the trace is connected, in the bent state, a convex Curvature has. This reduces stresses for later use.
Ein Photovoltaik-Zellsystem ist versehen mit
- – einem Halbleitersubstrat mit einer Oberfläche mit ineinander greifenden (interdigitated) ersten und zweiten Kontaktbereichen, die jeweils für Kontakt zu Emitter- und Basis-Kontaktbereichen in oder auf dem Halbleiter bzw. zu Basis- und Emitter-Kontaktbereichen in oder auf dem Halbleiter sorgen,
- – einem Verbindungsstrang, umfassend eine Leiterbahn und elektrisch isolierendes Material in Ringen um die Leiterbahn herum, mit verbindenden Teilen der Leiterbahn zwischen den Ringen verbunden mit mehreren der ersten Kontaktbereiche, in elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktbereichen, mit elektrisch isolierendem Material von den Ringen zwischen der Leiterbahn und den zweiten Kontaktbereichen, wobei der Verbindungsstrang über das Halbleitersubstrat hinaus verläuft.
- A semiconductor substrate having a surface with interdigitated first and second contact regions each providing contact to emitter and base contact regions in or on the semiconductor, and to base and emitter contact regions in or on the semiconductor,
- A connecting strand comprising a conductor track and electrically insulating material in rings around the track, with connecting parts of the track between the rings connected to a plurality of the first contact areas, in electrical contact with the first contact areas, with electrically insulating material from the rings between the track Conductor and the second contact regions, wherein the connecting strand extends beyond the semiconductor substrate.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Diese und andere Ziele und vorteilhafte Aspekte werden anhand beispielhafter Ausführungsformen offensichtlich, die in den folgenden Figuren veranschaulicht werden.These and other objects and advantageous aspects will become apparent from exemplary embodiments illustrated in the following figures.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen Detailed description of exemplary embodiments
Obwohl Unterbrechungen in Form von spiralförmigen (schrägen) Wicklungen eine einfache Möglichkeit bieten, Kontakt herzustellen, ist festzuhalten, dass dies das Fertigungsverfahren im Fall von Verdrehung der Verbindungsstränge anfällig für Fehler macht. Verdrehung könnte in Isolierung von dem beabsichtigten Kontakt oder elektrischen Kontakt mit einem Kontakt, der vom Verbindungsstrang isoliert gehalten werden soll, resultieren.Although disruptions in the form of helical (helical) windings provide an easy way of making contact, it should be noted that this makes the manufacturing process susceptible to failure in the case of twisting of the connecting strands. Twist could result in isolation from the intended contact or electrical contact with a contact to be kept isolated from the connection string.
Ein erster und zweiter Verbindungsstrang
Ebenfalls an sich bekannt kann die Photovoltaik-Zelle ein Halbleitersubstrat von einem ersten Leitfähigkeitstyp (n-Typ zum Beispiel) umfassen, mit Bereichen eines zweiten Leitfähigkeitstyps (p-Typ zum Beispiel) auf seiner Oberfläche (wie hier verwendet verweist „auf” sowohl auf eine Schicht der zweiten Leitfähigkeit, aufgebracht auf dem Halbleitersubstrat, und auf eine Schicht, erstellt durch Hinzufügen von Dotierung in dem Halbleitersubstrat neben seiner Oberfläche. Jeder Bereich des zweiten Leitfähigkeitstyps bildet einen Emitter-Bereich, der mit dem Halbleiterkörper über eine Halbleiterverbindung gekoppelt ist. In einer ineinander greifenden rückseitigen Kontaktzelle sind die Bereiche des zweiten Leitfähigkeitstyps musterförmig auf dem Halbleiter bereitgestellt, abwechselnd mit Bereichen des ersten Leitfähigkeitstyps (bevorzugt mit verbesserter Dotierung zu dem Halbleitersubstrat). Jeder Bereich des ersten Leitfähigkeitstyps bildet einen Basisbereich, gekoppelt mit dem Halbleitersubstrat ohne eingreifende Halbleiterverbindung. Basis- und Emitter-Kontaktbereiche
Der Deutlichkeit halber werden nur die Kontaktbereiche
Bei der Herstellung werden ein Verbindungsstrang und das Halbleitersubstrat separat verarbeitet, wonach der Verbindungsstrang mit dem Hableitersubstrat verbunden wird. Das heißt, einerseits wird der Verbindungsstrang mit seinem länglichen Metallkern
Obwohl eine Ausführungsform gezeigt wird, bei der das Lötmaterial Teil des Verbindungsstrangs, bereitgestellt auf Metallkern
Kontaktbereiche
Ein erster Verbindungsstrang
Ein zweiter Verbindungsstrang
In dem Beispiel von
Bevorzugt haben Verbindungsstränge
Obwohl Beispiele mit zwei Verbindungssträngen, verbunden mit jeder Photovoltaik-Zelle gezeigt sind, muss erkannt werden, dass nur ein Verbindungsstrang zum Kontaktieren eines der Basis- und/oder Emitter-Kontaktbereiche
Obwohl die vorhergehenden Beispiele für die Ausführungsform mit Ringen beschrieben sind, sollte man sich bewusst sein, dass ähnliche Verbindungen mit Wicklungen, die Teile eines spiralförmig um den Metallkern verlaufenden Strangs bilden, realisierbar sind.Although the foregoing examples of the embodiment are described with rings, it should be appreciated that similar connections with windings forming parts of a strand spirally extending around the metal core are feasible.
Die UV-Lichtquelle
Von der UV-Quelle
Obwohl eine Herstellungsweise des Verbindungsstrangs als Beispiel beschrieben wurde, muss anerkannt werden, dass viele Alternativen möglich sind. Beispielsweise kann statt axialer periodischer Polymerisation ein Metalldraht mit einer ununterbrochenen Isolierschicht, die selektiv in aufeinander folgenden Ringen entlang des Metalldrahts beispielsweise durch lokales Erwärmen oder Bearbeiten entfernt wird, verwendet werden. Als anderes Beispiel kann ein Bad von flüssigem Lötmaterial verwendet werden, um das Lötmaterial auf dem Metalldraht in Ringen, wo kein Isolatormaterial vorhanden ist, aufzubringen. Als ein weiteres Beispiel kann Lötmaterial zuerst auf den Metalldraht aufgebracht werden, und das Isoliermaterial kann später hinzugefügt werden, wobei das Isoliermaterial in aufeinander folgenden Ringen entfernt oder selektiv nur in aufeinander folgenden Ringen aufgebracht wird.Although a method of connecting the strand has been described as an example, it must be recognized that many alternatives are possible. For example, instead of axial periodic polymerization, a metal wire having a continuous insulating layer selectively removed in successive rings along the metal wire by, for example, local heating or machining may be used. As another example, a bath of liquid solder may be used to apply the solder on the metal wire in rings where no insulator material is present. As another example, solder material may be first applied to the metal wire, and the insulating material may be added later, with the insulating material removed in successive rings or selectively applied only in successive rings.
Die Ausführungsform mit Wicklungen, die Teil eines spiralförmig um den Metallkern laufenden Strangs bilden, kann hergestellt werden, indem ein separater Strang und Metallkern (mit darauf einer Lötschicht) bereitgestellt werden und der Strang und der Metallkern gegeneinander gewickelt werden. Alternativ kann diese Ausführungsform auf einfache Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Drehen der UV-Lichtquelle
Mehrere Verbindungsstränge
Rolle
Die Verwendung konvex gekrümmter Saugkissen
Obwohl eine Anwendungsweise des Verbindungsstrangs als Beispiel beschrieben wurde, muss anerkannt werden, dass viele Alternativen möglich sind. Beispielsweise werden in einer Ausführungsform parallele Verbindungsstränge erst an einer flexiblen Folie (z. B. mithilfe von Kleber oder Erwärmen) befestigt, und anschließend wird die Folie mit den parallelen Verbindungssträngen an den Photovoltaik-Zellen befestigt. Dies erleichtert die Ausrichtung.Although one way of using the link string has been described as an example, it must be recognized that many alternatives are possible. For example, in one embodiment, parallel tie strands are first attached to a flexible foil (eg, by adhesive or heating), and then the foil is attached to the photovoltaic cells with the parallel tie strands. This facilitates alignment.
In einer Photovoltaik-Zelle kann der Konnektor auf der rückseitigen Oberfläche befestigt werden, mit Isolator-Strängen
Wie anzuerkennen ist, ermöglichten sowohl die gewebte Matte als auch die Stränge mit Isolator-Ringen oder Patches das Anbringen von einem oder mehreren vorgefertigten Strängen gegen die rückseitige Oberfläche einer Photovoltaik-Zelle, um Verbindungen zu mindestens einem Satz von mehreren Kontaktbereichen auf einer Photovoltaik-Zelle bereitzustellen. Dieser Strang sorgt für eine gemeinsame Verbindung zu den mehreren Kontaktbereichen auf dem Halbleitersubstrat, beispielsweise zu mindestens drei individuellen Kontaktbereichen, wenn keine aufgebrachten elektrischen Leiter auf dem Halbleitersubstrat verfügbar sind, die diese Kontaktbereiche verbinden. Isolator-Material wird zwischen dem elektrischen Leiter des Strangs und den Kontaktbereichen des anderen Satzes angebracht. Dieses Isolator-Material kann in Form von Patches oder Ringen auf dem elektrischen Leiter oder in einer gewebten Matte bereitgestellt werden. As can be appreciated, both the woven mat and the strands with insulator rings or patches allowed attachment of one or more prefabricated strands against the back surface of a photovoltaic cell to connect to at least one set of multiple contact areas on a photovoltaic cell provide. This strand provides a common connection to the plurality of contact areas on the semiconductor substrate, for example to at least three individual contact areas, when no applied electrical conductors are available on the semiconductor substrate connecting these contact areas. Insulator material is placed between the electrical conductor of the strand and the contact areas of the other set. This insulator material may be provided in the form of patches or rings on the electrical conductor or in a woven mat.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Photovoltaik-Zellsystems wird verwendet, das System umfassend ein Halbleitersubstrat mit einer Oberfläche mit ineinander greifenden (interdigitated) ersten und zweiten Kontaktbereichen, die für den Kontakt zu Emitter- und Basis-Kontaktbereichen in bzw. auf dem Halbleiter bzw. zu Basis- und Emitter-Kontaktbereichen in bzw. auf dem Halbleiter sorgen, welches Verfahren folgendes umfasst:
- – Bereitstellen einer Leiterbahn;
- – Verbinden der Leiterbahn mit mehreren der ersten Kontaktbereiche, in elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktbereichen;
- – Bereitstellen von elektrisch isolierendem Material zwischen der Leiterbahn und den zweiten Kontaktbereichen.
- - Providing a conductor track;
- - connecting the conductor track to a plurality of the first contact regions, in electrical contact with the first contact regions;
- - Providing electrically insulating material between the conductor track and the second contact areas.
Dies stellt ein neuartiges Photovoltaik-Zellsystem und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Systems bereit, das als eine Alternative zu bekannten Photovoltaik-Zellen dienen kann, insbesondere einer Zelle, welche einen oder mehrere der im Hintergrundabschnitt beschriebenen Nachteile überwindet.This provides a novel photovoltaic cell system and method of making such a system that can serve as an alternative to known photovoltaic cells, particularly a cell which overcomes one or more of the disadvantages described in the Background section.
So wird eine Leiterbahn verwendet, die vorgefertigt wird, bevor sie mit Kontakten auf der Photovoltaik-Zelle verbunden wird. In einer Ausführungsform sind solche Leiterbahnen in elektrischem Kontakt mit Emitter- bzw. Basis-Kontakten bereitgestellt. Aber in einer anderen Ausführungsform können nur eine Leiterbahn oder -bahnen dieses Typs für die Basis-Kontakte verwendet werden, um individuelle Basis-Kontakte auf der Photovoltaik-Zelle zu verbinden, oder nur für die Emitter-Kontakte, um individuelle Emitter-Kontakte auf der Photovoltaik-Zelle zu verbinden, während die restlichen Kontakte durch eine herkömmliche Busschiene oder Busschienen verbunden werden.So a trace is used, which is prefabricated, before it is connected to contacts on the photovoltaic cell. In one embodiment, such traces are provided in electrical contact with emitter contacts. However, in another embodiment, only one trace or traces of this type may be used for the base contacts to connect individual base contacts on the photovoltaic cell, or only for the emitter contacts to provide individual emitter contacts on the photovoltaic cell Photovoltaic cell to connect, while the remaining contacts are connected by a conventional busbar or busbars.
Durch Verwendung einer Leiterbahn oder von Leiterbahnen wird die Notwendigkeit zum Aufdrucken oder anderweitigen Aufbringen von Leitermaterial zur Bildung einer Busschiene mit ihren Nachteilen für mindestens entweder die Basis oder den Emitter vermindert oder sogar vermieden. Das System kann eine oder mehrere Photovoltaik-Zellen aufweisen. Die Photovoltaik-Zelle oder -Zellen des Systems haben eventuell keinen elektrischen Leiter auf der Halbleiterstruktur, der eine elektrische Verbindung zwischen Basis-Kontaktfingern und/oder zwischen Emitter-Kontaktfingern bildet.Using a trace or traces reduces or even eliminates the need to print or otherwise apply conductor material to form a bus bar with its disadvantages for at least either the base or the emitter. The system may include one or more photovoltaic cells. The photovoltaic cell or cells of the system may not have an electrical conductor on the semiconductor structure that forms an electrical connection between base contact fingers and / or between emitter contact fingers.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren
- – das Bereitstellen mehrerer Leiterbahnen;
- – das Verbinden der mehreren Leiterbahnen jeweils mit den mehreren der ersten Kontaktbereiche, wobei die Leiterbahnen in parallelem elektrischen Kontakt mit den ersten Kontaktbereichen verbunden werden;
- – das Bereitstellen von elektrisch isolierendem Material zwischen den Leiterbahnen und den zweiten Kontaktbereichen.
- - Providing multiple tracks;
- - connecting the plurality of interconnects to each of the plurality of first contact regions, the interconnects being connected in parallel electrical contact with the first contact regions;
- - Providing electrically insulating material between the conductor tracks and the second contact areas.
Das Verfahren kann
- – das Bereitstellen einer weiteren Leiterbahn oder Leiterbahnen;
- – das Verbinden der weiteren Leiterbahn mit mehreren der zweiten Kontaktbereiche oder der weiteren Leiterbahnen mit jeweils mehreren der zweiten Kontaktflächen;
- – das Bereitstellen von weiterem elektrisch isolierenden Material zwischen der weiteren Leiterbahn oder den Leiterbahnen und den ersten Kontaktbereichen
- - Providing another trace or tracks;
- - Connecting the further conductor track with a plurality of the second contact regions or the further conductor tracks, each having a plurality of the second contact surfaces;
- - Providing further electrically insulating material between the further conductor track or the conductor tracks and the first contact areas
In diesem Fall können die Kontakte (z. B. Kontaktfinger) kleiner ausgeführt werden, z. B. weniger dick oder weniger breit, was Material spart.In this case, the contacts (eg, contact fingers) may be made smaller, e.g. B. less thick or less wide, which saves material.
Gemäß einem Aspekt ist die Leiterbahn Teil eines Verbindungsstrangs, umfassend das elektrisch isolierende Material in Patches auf der Leiterbahn, wobei Teile der Leiterbahn elektrisch exponiert bleiben und die elektrisch exponierten Teile sich mit den Patches entlang einer Längsrichtung der Leiterbahn abwechseln, das Verfahren umfassend
- – das Bereitstellen eines Verbindungsstrangs;
- – das Verbinden der elektrisch exponierten Teile des Verbindungsstrangs jeweils mit einem entsprechenden der ersten Kontaktbereiche, in elektrischem Kontakt mit den ersten Kontaktbereichen, mit den Patches angeordnet zwischen der Leiterbahn und den zweiten Kontaktbereichen. In einer weiteren Ausführungsform bilden die Patches Ringe aus elektrisch isolierendem Material um die Leiterbahn. Die Verwendung vorgefertigter Patches auf den Leiterbahnen vereinfacht den Zusammenbau.
- The provision of a connection string;
- - Connecting the electrically exposed parts of the connecting strand in each case with a corresponding one of the first contact regions, in electrical contact with the first contact regions, with the patches arranged between the conductor track and the second contact regions. In a further embodiment, the patches form rings of electrically insulating material around the conductor track. The use of pre-made patches on the tracks simplifies assembly.
Gemäß einem Aspekt ist die Leiterbahn mit einer gewebten Matte versehen, umfassend eine Serie erster Stränge, die parallel zueinander sind, und zweite Stränge, die quer zu den ersten Strängen sind, gewebt durch aufeinander folgende erste Stränge in der Serie, wobei einer der ersten Stränge die Leiterbahn umfasst und die zweiten Stränge das isolierende Material umfassen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst jeder der ersten Stränge eine Leiterbahn, wobei ineinander greifende (interdigitated) erste und zweite Teilsätze der ersten Stränge jeweils mit den mehreren der ersten und zweiten Kontaktbereiche verbunden werden. Folglich erübrigt sich ein Aufbringen von isolierendem Material. In einer Ausführungsform können mehrere Leiterbahnen parallel in die Matte gewebt werden. Dies erleichtert die Positionskontrolle, wenn mehrere Leiterbahnen mit einer Photovoltaik-Zelle verbunden werden.In one aspect, the track is provided with a woven mat comprising a series of first strands that are parallel to one another and second strands that are transverse to the first strands woven through successive first strands in the series, one of the first strands comprises the conductor track and the second strands comprise the insulating material. In a further embodiment, each of the first strands comprises a trace, wherein interdigitated first and second subsets of the first strands are respectively connected to the plurality of first and second contact regions. Consequently, an application of insulating material is unnecessary. In one embodiment, multiple tracks may be woven in parallel into the mat. This facilitates positional control when connecting multiple tracks to a photovoltaic cell.
Lötmaterial kann auf der Leiterbahn oder den Leiterbahnen bereitgestellt werden, wobei die Leiterbahn oder Leiterbahnen mit den ersten Kontaktbereichen durch Erwärmen des Lötmaterials verbunden werden. Dies erleichtert das Verbinden der Leiterbahnen mit der Photovoltaik-Zelle.Solder material may be provided on the trace or traces, with the trace or traces connected to the first contact areas by heating the solder material. This facilitates the connection of the conductor tracks to the photovoltaic cell.
In einer Ausführungsform umfasst das System eine weitere Photovoltaik-Zelle, wobei die Leiterbahn mit mehreren der zweiten Kontaktbereich auf der weiteren Photovoltaik-Zelle verbunden ist, elektrisch isolierendes Material zwischen der Leiterbahn und den ersten Kontaktbereichen der weiteren Photovoltaik-Zelle bereitgestellt ist, wobei die Leiterbahn die Emitter- und Basis-Kontakte der Photovoltaik-Zelle und der weiteren Photovoltaik-Zelle elektrisch verbindet. In einer weitern Ausführungsform wird Slack zu der Leiterbahn zwischen der Photovoltaik-Zelle und der weiteren Photovoltaik-Zelle hinzugefügt. In dieser Ausführungsform enthält das System mehrere in Serie verbundene Photovoltaik-Zellen. In diesem Fall kann die Leiterbahn von einer Photovoltaik-Zelle zur anderen laufen und die Basis-Kontakte in der einen und die Emitter-Kontakte in der anderen kontaktieren. Auf diese Weise können die Leiterbahnen zum Verbinden von Kontaktfingern sowohl in Zellen als auch zwischen Zellen dienen.In an embodiment, the system comprises a further photovoltaic cell, wherein the interconnect is connected to a plurality of the second contact region on the further photovoltaic cell, electrically insulating material is provided between the interconnect and the first contact regions of the further photovoltaic cell, wherein the interconnect electrically connects the emitter and base contacts of the photovoltaic cell and the further photovoltaic cell. In another embodiment, slack is added to the trace between the photovoltaic cell and the other photovoltaic cell. In this embodiment, the system includes a plurality of photovoltaic cells connected in series. In this case, the trace may pass from one photovoltaic cell to the other and contact the base contacts in one and the emitter contacts in the other. In this way, the tracks can serve to connect contact fingers both in cells and between cells.
In einer weiteren Ausführungsform wird der System-Slack zu der Leiterbahn zwischen der Photovoltaik-Zelle und der weiteren Photovoltaik-Zelle hinzugefügt. Dies vermindert das Risiko von schädlicher Spannung im Fall einer relativen Bewegung zwischen den Photovoltaik-Zellen.In another embodiment, the system slack is added to the trace between the photovoltaic cell and the other photovoltaic cell. This reduces the risk of harmful voltage in the case of relative movement between the photovoltaic cells.
In einer Ausführungsform wird die Photovoltaik-Zelle vorübergehend in einem gebogenen Zustand gehalten, wenn die Leiterbahn mit den ersten Kontakten der Photovoltaik-Zelle verbunden wird, wobei die Oberfläche der Photovoltaik-Zelle, auf der die Leiterbahn verbunden wird, in dem gebogenen Zustand eine konvexe Krümmung aufweist. Die Oberfläche, auf der die Leiterbahn verbunden wird, weist in dem gebogenen Zustand eine konvexe Krümmung auf, d. h., die Mitte der Krümmung befindet sich auf der anderen Seite der Photovoltaik-Zelle gegenüber dieser Oberfläche. Dies vermindert das Risiko schädlicher Spannung durch die Leiterbahnen.In one embodiment, the photovoltaic cell is temporarily held in a bent state when the trace is connected to the first contacts of the photovoltaic cell, wherein the surface of the photovoltaic cell on which the trace is connected, in the bent state, a convex Curvature has. The surface on which the trace is joined has a convex curvature in the bent state, i. h., the center of the curvature is on the other side of the photovoltaic cell opposite this surface. This reduces the risk of harmful voltage through the tracks.
Ein Photovoltaik-Zellsystem wird bereitgestellt, das durch eines dieser Herstellungsverfahren bekommen werden kann.A photovoltaic cell system is provided which can be obtained by one of these manufacturing methods.
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Cited By (1)
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CN101395722B (en) * | 2006-03-01 | 2010-06-02 | 三洋电机株式会社 | Solar battery cell and solar battery module using such solar battery cell |
WO2008080160A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Advent Solar, Inc. | Interconnect technologies for back contact solar cells and modules |
DE102007035883A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-12 | Institut Für Solarenergieforschung Gmbh | Solar module, has rear contact solar cells arranged at distance along translation direction, where contact surface is not overlapped with another contact surface when former surface is shifted to distance in translation direction |
DE102008005396A1 (en) | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Solar cell and process for producing a solar cell |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3401962A1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-11-14 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Coated solar cell connector rotating in an alternating manner |
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