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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Solarzellenmodul, insbesondere auf ein Solarzellenmodul, in dem Solarzellen so angeordnet sind, dass sie sich teilweise überlappen, um so den Raumbelegungsgrad der Solarzellen zu erhöhen, und das in der Lage ist, Sicherheits- und Strukturprobleme zu lösen, die dadurch entstehen, dass die Solarzellen überlappend angeordnet sind.
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[Stand der Technik]
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Solarzellen wandeln Sonnenenergie durch einen photoelektrischen Umwandlungseffekt in elektrische Energie um, und eine Solarzelle erzeugt eine kleine Leistung von etwa mehreren Watt (W). Um eine gewünschte Ausgangsleistung zu erzielen, werden daher mehrere Solarzellen in einem bestimmten Muster angeordnet und in Reihe oder parallel geschaltet, und dann wird ein wasserdichtes Solarzellenmodul verwendet.
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Im Allgemeinen ist in einem Solarzellenmodul Glas auf der Vorderfläche angeordnet und eine Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Folie und eine Strangleitung sind auf der Rückfläche angeordnet. Darüber hinaus sind EVA- und Rückseitenfolien zum Schutz einer Zelle auf der Rückfläche der Zelle angeordnet, auf der ein Laminierungsprozess durchgeführt wird. Ein Anschlusskasten mit Drähten zur Übertragung von Elektrizität nach außen ist an dem laminierten Modul befestigt, und es wird ein Verfahren zur Befestigung eines Rahmens durchgeführt, um die Installation des Moduls, das das Modul schützt, zu erleichtern.
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In einem herkömmlichen Solarzellenmodul, wie vorstehend beschrieben, wird, um den von der Solarzelle erzeugten Strom nach außen auszugeben, ein Verfahren verwendet, das den Strom über eine Sammelschiene, ein Verbindungsband und einen in der Solarzelle gebildeten Anschlussdraht nach außen ausgibt.
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Um jedoch eine Vielzahl von Solarzellen in Reihe miteinander zu schalten, weist das herkömmliche Solarzellenmodul eine Struktur auf, bei der ein Ende des Verbindungsbandes an einer positiven Elektrode der Solarzelle der einen Seite befestigt ist und das andere Ende des Verbindungsbandes an einer negativen Elektrode der daran angrenzenden Solarzelle der anderen Seite befestigt ist. Hierbei gibt es einen Bereich zur Installation des Verbindungsbandes, das heißt, einen Abstand zwischen den Solarzellen, der einen Blindleistungsbereich bildet, der nicht zur Stromerzeugung beiträgt. Ein Problem besteht darin, dass durch den Blindleistungsbereich ein Auslastungsgrad der Solarzelle gesenkt wird.
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Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem Solarzellen so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig überlappen. Da jedoch bei einem solchen herkömmlichen Aufbau ein relativ großer Spalt gebildet wird zwischen überlappenden Abschnitten aufgrund der Dicke einer Sammelschiene und eines Verbindungsbandes, die auf einer Vorderfläche der Solarzelle, die an einer Unterseite angeordneten ist, ausgebildet sind, und einer Sammelschienenelektrode, die auf einer Rückfläche einer Solarzelle, die auf einer Oberseite angeordnet ist, ausgebildet ist, besteht das Problem, dass die Solarzelle leicht zu beschädigen ist oder Risse entstehen, wenn eine äußere Kraft, zum Beispiel ein Stoß oder Druck, angewandt wird.
US 2014/0124014 A1 und
US 2005/0257823 A1 offenbaren Solarzellenanordnungen mit einer Vielzahl von Solarzellen, die in Reihe verbunden und sich teilweise überlappend angeordnet sind.
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[Technisches Problem]
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Solarzellenmodul bereitzustellen, das in der Lage ist, ein strukturelles Problem zu lösen wie Risse, Beschädigungen oder dergleichen, die verursacht werden durch einen Spalt zwischen den Solarzellen in einem Solarzellenmodul, in dem die Solarzellen so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig überlappen, und dabei einen Abstand zwischen den Solarzellen zu verringern und einen Raumbelegungsgrad der Solarzellen zu erhöhen.
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[Technische Lösung]
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Solarzellenmodul eine Vielzahl von Fingerelektroden und eine vordere Sammelschienenelektrode, die auf einer Vorderfläche desselben ausgebildet sind, wobei die vordere Sammelschienenelektrode die Fingerelektroden verbindet; eine hintere Sammelschienenelektrode, die auf einer Rückfläche desselben ausgebildet ist; eine Vielzahl von Solarzellen, die einander angrenzend in einer Erstreckungsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode angeordnet sind; und ein Verbindungsband, das die vordere Sammelschienenelektrode der Solarzelle der einen Seite und die hintere Sammelschienenelektrode der Solarzelle der anderen Seite verbindet, wobei die Solarzellen so angeordnet sind, dass ein Rand einer Vorderfläche der Solarzelle der einen Seite teilweise einen Rand einer Rückfläche der Solarzelle der anderen Seite überlappt.
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Die hintere Sammelschienenelektrode der Solarzelle ist von einem Rand der Solarzelle bis zu einer bestimmten Länge entfernt, eine Aluminiumschicht, die dicker als die hintere Sammelschienenelektrode ist, ist auf einer Rückfläche der Solarzelle mit Ausnahme der hinteren Sammelschienenelektrode ausgebildet, und ein Teilbereich der Aluminiumschicht in einer Richtung vom Rand der Rückfläche der Solarzelle zu der hinteren Sammelschienenelektrode oder ein Bereich der Aluminiumschicht zwischen dem Rand der Rückfläche der Solarzelle und einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode ist so ausgebildet, dass er eine Dicke kleiner oder gleich einer Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode aufweist, oder entfernt ist.
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Eine Einsatznut oder ein Durchgangsloch kann in einem Einführbereich, der so ausgebildet ist, dass er eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich der Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode ist, oder der entfernt ist, ausgebildet sein, wobei die Einsatznut durch Entfernen eines Teils der Solarzelle unterhalb der Aluminiumschicht bis zu einer bestimmten Tiefe ausgebildet wird, so dass ein Abschnitt des Verbindungsbandes darin eingesetzt wird, und das Durchgangsloch ist so ausgebildet, dass es durch die gesamte Solarzelle unterhalb der Aluminiumschicht hindurchgeht, so dass das Verbindungsband durch dieses hindurchgeht. In diesem Fall kann die Einsatznut oder das Durchgangsloch an einer Position ausgebildet sein, die gegenüber einer Position einer Abzweig-Sammelschienenelektrode, eines Durchgangslochs oder einer Einsatznut und eines Trägerabschnitts, der auf einer Vorderfläche der Solarzelle ausgebildet ist, liegt.
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Ein Trägerabschnitt kann weiterhin am Rand der Vorderfläche der Solarzelle der einen Seite vorgesehen sein, um den Rand der Rückfläche der Solarzelle der anderen Seite zu tragen.
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Mindestens ein Ende der beiden Enden der vorderen Sammelschienenelektrode kann von einem Rand der Solarzelle bis zu einem bestimmten Abstand entfernt werden (nicht anspruchsgemäß), und ein Paar Abzweig-Sammelschienenelektroden kann ferner auf einer Vorderfläche der Solarzelle so angeordnet sein, dass sie verzweigt und um eine bestimmte Länge bis zum Rand der Solarzelle von dem einen Ende der vorderen Sammelschienenelektrode, das auf eine bestimmte Länge entfernt wurde, verlängert sind.
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Eine Fingerelektrode, die an einer äußersten Seite unter den Fingerelektroden, die an der Vorderfläche der Solarzelle angeordnet sind, angeordnet ist, kann an einer Position ausgebildet sein, die in einem bestimmten Abstand nach innen von einem Rand der Solarzelle beabstandet ist. Die Abzweig-Sammelschienenelektrode erstreckt sich in diesem Fall von einem Ende der vorderen Sammelschienenelektrode zu der auf der äußersten Seite angeordneten Fingerelektrode.
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Eine Einsatznut oder ein Durchgangsloch kann in der Solarzelle zwischen den Abzweig-Sammelschienenelektroden ausgebildet sein (nicht anspruchsgemäß), wobei die Einsatznut um eine bestimmte Tiefe nach unten eingelassen ist, so dass ein Teil des Verbindungsbandes darin eingesetzt ist, und das Durchgangsloch geht vertikal durch die Solarzelle hindurch, so dass das Verbindungsband durch dieses hindurchgeht.
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Eine ursprüngliche Solarzelle, die in einer vorgegebenen Größe hergestellt wurde, kann in eine Richtung orthogonal zur Längsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode zerschnitten sein, um die Vielzahl von Solarzellen auszubilden.
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[Vorteilhafte Effekte]
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In einem Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Solarzellen so angeordnet, dass sie sich teilweise überlappen, wodurch ein Blindleistungsbereich reduziert und gleichzeitig ein Raumbelegungsgrad der Solarzellen erhöht wird, um die Effizienz der Stromerzeugung zu steigern. Darüber hinaus wird ein Abstand zwischen den Abschnitten, in denen sich die Solarzellen überlappen, reduziert, um die Häufigkeit von Rissen und Beschädigungen erheblich zu verringern und damit die Stabilität und strukturelle Leistung zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die einen Abschnitt eines Solarzellenmoduls gemäß einer Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) darstellt.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Solarzellenmodul gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform darstellt.
- 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Solarzellenmodul zusätzlich mit einem Trägerabschnitt darstellt.
- 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) darstellt.
- 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Solarzellenmodul zusätzlich mit einem Trägerabschnitt darstellt.
- 6 ist eine Vorderansicht, die eine Struktur darstellt, in der eine Abzweig-Sammelschienenelektrode auf einer Oberfläche einer Solarzelle der 4 und 5 ausgebildet ist.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Solarzellenmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) darstellt.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur darstellt, in der Durchgangslöcher in Solarzellen eines Solarzellenmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet sind.
- 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die Solarzellen gemäß 8 so installiert sind, dass sie sich gegenseitig überlappen.
- 10 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Struktur einer vorderen Sammelschienenelektrode darstellt, die auf einer Vorderfläche einer Solarzelle ausgebildet ist, die bei dem Solarzellenmodul (nicht anspruchsgemäß) eingesetzt werden kann.
- 11 ist eine Draufsicht, die ein erläuterndes Beispiel einer Struktur einer hinteren Sammelschienenelektrode darstellt, die auf einer Rückfläche der in 10 gezeigten Solarzelle ausgebildet ist.
- 12 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Beispiel einer Struktur einer auf der Vorderfläche der Solarzelle ausgebildeten vorderen Sammelschienenelektrode darstellt, die bei dem Solarzellenmodul (nicht anspruchsgemäß) eingesetzt werden kann.
- 13 ist eine Draufsicht, die ein weiteres erläuterndes Beispiel einer Struktur einer hinteren Sammelschienenelektrode darstellt, die auf der Rückfläche der in 12 gezeigten Solarzelle ausgebildet ist.
- 14 ist eine Draufsicht, die noch ein weiteres Beispiel einer Struktur einer auf der Vorderseite der Solarzelle ausgebildeten vorderen Sammelschienenelektrode darstellt, die bei dem Solarzellenmodul (nicht anspruchsgemäß) eingesetzt werden kann.
- 15 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Rückfläche einer bei dem Solarzellenmodul eingesetzten Solarzelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 16 ist eine Draufsicht, die die Rückfläche der in 15 gezeigten Solarzelle darstellt.
- 17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Installationsstruktur der in den 15 und 16 gezeigten Solarzelle darstellt.
- 18 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine Rückfläche einer Solarzelle darstellt, die bei einem Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
- 19 ist eine Draufsicht, die eine Rückfläche einer Solarzelle darstellt, die bei einem Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
- 20 ist eine Draufsicht, die eine Rückfläche einer Solarzelle darstellt, die bei einem Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
- 21 ist eine Draufsicht, die eine Rückfläche einer Solarzelle darstellt, die bei einem Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
- 22 ist eine Draufsicht, die eine Rückfläche einer Solarzelle darstellt, die bei einem Solarzellenmodul gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
- 23 ist eine Draufsicht, die ein Durchgangsloch darstellt, das in einer Solarzelle gemäß einer Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet ist.
- 24 ist eine Draufsicht, die ein Durchgangsloch darstellt, das in einer Solarzelle gemäß einer anderen Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet ist.
- 25 ist eine Draufsicht, die ein Durchgangsloch darstellt, das in einer Solarzelle gemäß noch einer weiteren Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet ist.
- 26 ist eine Draufsicht, die ein Durchgangsloch darstellt, das in einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet ist.
- 27 ist eine Draufsicht, die ein Durchgangsloch darstellt, das in einer Solarzelle gemäß einer weiteren Ausführungsform (nicht anspruchsgemäß) ausgebildet ist.
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[Ausführungsformen der Erfindung]
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Im Folgenden wird ein Solarzellenmodul gemäß beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die 1 bis 3 veranschaulichen ein Solarzellenmodul 1 (nicht anspruchsgemäß).
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beinhaltet das Solarzellenmodul 1 eine Vielzahl von Solarzellen 100, einen Trägerabschnitt 140, ein Verbindungsband 150, ein transparentes Substrat (zum Beispiel Hartglas), das zum Schutz einer Vorderfläche der Solarzelle 100 eingerichtet ist, eine obere Schutzschicht und eine untere Schutzschicht, die die Solarzelle 100 umgeben, sowie eine Rückseitenfolie und einen Rahmen 5, die unterhalb der unteren Schutzschicht angeordnet sind.
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Die Solarzellen 100 sind so angeordnet, dass ein bestimmter Bereich einer Vorderfläche eines Randes der Solarzelle der einen Seite einen bestimmten Bereich einer Rückfläche eines Randes der Solarzelle 100 der anderen Seite in einer Erstreckungsrichtung einer vorderen Sammelschienenelektrode 111 überlappt.
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Eine Fingerelektrode 101 und die vordere Sammelschienenelektrode 111 sind auf einer Vorderfläche der Solarzelle 100 ausgebildet, und eine hintere Sammelschienenelektrode (nicht dargestellt) ist an einer Position entsprechend der vorderen Sammelschienenelektrode 111 auf einer Rückfläche der Solarzelle 100 in einer Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet.
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Eine Vielzahl von Fingerelektroden 101 sind auf einer Vorderfläche einer Solarzelle 100 so angeordnet, dass sie um einen bestimmten Abstand voneinander beabstandet sind. Eine Fingerelektrode 101, die an einem Umfangsabschnitt unter den Fingerelektroden 101 angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass sie in einem bestimmten Abstand von einem Rand der Solarzelle 100 nach innen beabstandet ist.
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Die vordere Sammelschienenelektrode 111 ist so angeordnet, dass sie die Vorderfläche der Solarzelle 100 quer oder längs durchquert. Insbesondere erstrecken sich eine Vielzahl von vorderen Sammelschienenelektroden 111 in einer Richtung überkreuzend oder orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Fingerelektrode 101, sind so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind, und verbinden die auf der Vorderfläche der Solarzelle 100 ausgebildeten Fingerelektroden 101. Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, kann die vordere Sammelschienenelektrode 111 kontinuierlich oder intermittierend in einer bestimmten Breite ausgebildet sein.
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Die hintere Sammelschienenelektrode (nicht dargestellt) ist auf der Rückfläche der Solarzelle 100 in einer Richtung parallel zu der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet. Die hintere Sammelschienenelektrode kann ebenfalls kontinuierlich oder intermittierend ausgebildet sein. Zwei bis dreißig vordere Sammelschienenelektroden 111 und zwei bis dreißig hintere Sammelschienenelektroden der Solarzelle 100 können optional ausgebildet sein.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, sind die Solarzellen 100 des Solarzellenmoduls 1 so angeordnet, dass ein bestimmter Bereich eines Randes eines unteren Endes der Solarzelle 100 der einen Seite einen bestimmten Bereich eines Randes eines oberen Endes der Solarzelle 100 der anderen Seite überlappt. Eine Breite von sich gegenseitig überlappenden Abschnitten kann in einem Bereich von 0,1 mm bis 2 mm liegen.
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Das Verbindungsband 150 ist zwischen der vorderen Sammelschienenelektrode 111 der Solarzelle 100 der einen Seite und der hinteren Sammelschienenelektrode der Solarzelle 100 der anderen Seite angeordnet, um die hintere Sammelschienenelektrode der Solarzelle 100 der einen Seite und die hintere Sammelschienenelektrode der Solarzelle der anderen Seite 100 zu verbinden.
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Das Verbindungsband 150 ist in Kontakt mit einem oberen Abschnitt der vorderen Sammelschienenelektrode 111 der auf einer Unterseite angeordneten Solarzelle 100 angeordnet, und die hintere Sammelschienenelektrode der auf einer Oberseite angeordneten Solarzelle 100 ist in Kontakt mit einem oberen Abschnitt des Verbindungsbandes 150 angeordnet.
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In dem Solarzellenmodul kann die untere Schutzschicht in einen Raum eintreten, das heißt, in einen Spalt, der zwischen der schräg in einem Laminierungsprozess installierten Rückfläche der Solarzelle 100 und der unteren Schutzschicht ausgebildet wird, wodurch verhindert wird, dass Risse oder Schäden durch eine äußere Kraft, wie beispielsweise einen Aufprall oder eine Last, die auf einen zentralen Bereich der Solarzelle 100 wirkt, entstehen.
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Die obere und untere Schutzschicht kann aus einem allgemein bekannten Material bestehen, und kann aus Polyolefin (PO), Ethylen-Vinylacetat (EVA) oder dergleichen bestehen.
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Das Solarzellenmodul kann weiterhin einen Trägerabschnitt 140 beinhalten, wie in 3 gezeigt ist.
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Wie in 3 gezeigt ist, um Risse oder Beschädigungen der Solarzelle 100 zu verhindern, die verursacht werden durch einen Aufprall, Druck oder dergleichen, die auf jede der an der Ober- und Unterseite angeordneten Solarzellen 100 einwirken aufgrund eines abgestuften Abschnitts zwischen einer Vorderfläche der Solarzelle 100 der einen Seite und einer Rückfläche der Solarzelle 100 der anderen Seite, der durch eine Dicke des Verbindungsbandes 150 aufgrund einer Struktur ausgebildet wird, in der das nachfolgend zu beschreibende Verbindungsband 150 zwischen den einander überlappenden Solarzellen 100 angeordnet ist, trägt der Trägerabschnitt 140 die an der Oberseite angeordnete Solarzelle 100 der anderen Seite an einem Rand einer Vorderfläche der Solarzelle 100 der einen Seite, die so angeordnet ist, dass sie die Solarzelle 100 der anderen Seite überlappt.
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Wie in den Zeichnungen beschrieben ist, ist der Trägerabschnitt 140 zwischen der Vorderfläche der Solarzelle 100 der einen Seite und der Rückfläche der Solarzelle 100 anderen Seite angeordnet und trägt die Rückfläche der an der Oberseite angeordneten Solarzelle 100 in Bezug auf die Vorderfläche der an der Unterseite angeordneten Solarzelle 100 der einen Seite.
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Der Trägerabschnitt 140 kann aus einem Material mit Elastizität oder Flexibilität und einer isolierenden Eigenschaft hergestellt sein. So kann der Trägerabschnitt 140 beispielsweise aus einem Epoxidharz, Polyethylen (PE), Polyimid (PI), Polyethylenterephthalat (PET), Silikon oder dergleichen bestehen. Darüber hinaus kann der Trägerabschnitt 140 durch Beschichten, Drucken, Kleben oder dergleichen gebildet werden.
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Wenn des Weiteren eine Dicke des Trägerabschnitts 140 gleich der Dicke des Verbindungsbandes 150 ist entsprechend dem gestuften Abschnitt zwischen der oberen und unteren Solarzelle 100, um die Bildung des gestuften Abschnitts zwischen der oberen Solarzelle 100 und der unteren Solarzelle 100 zu verhindern, ist dies eine ideale Struktur im Hinblick auf Rissbildung. In einigen Fällen kann die Dicke des Trägerabschnitts 140 jedoch in einem Bereich des 0,2- bis 1,5-fachen der Dicke des gestuften Abschnitts zwischen der oberen Solarzelle 100 und der unteren Solarzelle 100 liegen, und eine maximale Breite des Trägerabschnitts kann 2 mm betragen.
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Wie andererseits in den 4 bis 7 (nicht anspruchsgemäß) dargestellt ist, wird ein Ende der beiden Enden einer vorderen Sammelschienenelektrode 111, die auf einer Solarzelle 100 eines Solarzellenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, auf eine bestimmte Länge von einem Rand der Solarzelle 100 entfernt. Dann wird ein Paar Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 auf einer Vorderfläche der Solarzelle 100 so ausgebildet, dass diese verzweigt und um eine bestimmte Länge bis zum Rand der Solarzelle 100 von einem Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111, das auf die bestimmte Länge entfernt wurde, verlängert sind.
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Unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 verbinden die Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 eine Fingerelektrode 101 mit der vorderen Sammelschienenelektrode 111, wobei die Fingerelektrode 101 in einem Bereich angeordnet ist, in dem die vordere Sammelschienenelektrode 111 nicht vorhanden ist. Darüber hinaus erstreckt sich jede der Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 so, dass sie vom Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111 bis zum Rand der Solarzelle 100 verzweigt sind, so dass das Verbindungsband 150 auf der Vorderfläche der Solarzelle 100 befestigt ist. Jede der Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 erstreckt sich vom Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111 bis zu einer an einer äußersten Seite angeordneten Fingerelektrode 101.
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Die Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 erstrecken sich in zwei Teile aufgezweigt vom Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111 bis zu einer Position, an der die äußerste Fingerelektrode 101 vorhanden ist und die von 0,5 mm bis 1 mm vom Rand der Solarzelle 100 entfernt ist. Ein Abstandsintervall zwischen den Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 kann im Bereich der ein- bis dreifachen Breite des Verbindungsbandes 150 liegen.
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So kann beispielsweise das Abstandsintervall zwischen den Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 1,4 mm betragen, eine Breite hiervon kann im Bereich der 0,1- bis 0,7-fachen Breite der vorderen Sammelschienenelektrode 111 liegen und eine Länge hiervon kann im Bereich von 1 mm bis 5 mm liegen.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, kann die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 quadratisch ausgebildet und rechtwinklig vom Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111 abgewinkelt sein. Alternativ kann die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 natürlich auch in einer sanften Kurvenform und in verschiedenen Formen ausgebildet sein.
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Wenn die Solarzelle 100 eine Vorderfläche der auf einer Unterseite angeordneten Solarzelle 100 überlappt, um einen gestuften Abschnitt sowie Belastung oder Spannung zwischen den Solarzelle 100 zu reduzieren, wenn die hintere Sammelschienenelektrode mit dem Verbindungsband 150 gekoppelt ist, kann zudem die hintere Sammelschienenelektrode in einem Bereich ausgebildet sein, der in einem Abstand von 0,5 mm bis 30 mm vom Rand der Solarzelle 100 beabstandet ist.
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Wie in 4 gezeigt ist, kann in dem Solarzellenmodul ein Trägerabschnitt 140 auch weggelassen werden, und wie in 5 gezeigt ist, kann der Trägerabschnitt 140 auch vorgesehen sein.
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In einer Solarzelle 100 eines Solarzellenmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Durchgangsloch 106 so ausgebildet sein, dass es vertikal durch die Solarzelle 100 hindurchgeht, so dass ein Verbindungsband 150 durch Abschnitte verläuft, an denen sich die Solarzelle 100 der einen Seite und die Solarzelle 100 der anderen Seite überlappen.
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Unter Bezugnahme auf die 8 und 9 (nicht anspruchsgemäß) kann das Verbindungsband 150, das in Kontakt mit einem oberen Abschnitt einer vorderen Sammelschienenelektrode 111 der Solarzelle 100 der einen Seite angeordnet ist, so installiert sein, dass es durch das in einem Rand der Solarzelle 100 gebildete Durchgangsloch 106 hindurchgeht und mit einer hinteren Sammelschienenelektrode der Solarzelle 100 der anderen Seite, die an einer Oberseite angeordnet ist, in Kontakt steht, wodurch ein gestufter Abschnitt zwischen der Solarzelle 100 der einen Seite und der Solarzelle 100 der anderen Seite weiter verringert wird.
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Im Gegensatz zu dem in den Zeichnungen gezeigten Durchgangsloch 106 kann der Rand der Solarzelle 100 natürlich auch nicht vollständig von der Solarzelle 100 entfernt werden und kann in Form einer um eine bestimmte Tiefe nach unten eingelassenen Einsatznut ausgebildet sein, so dass nur ein bestimmter Teil des Verbindungsbandes 150 in die Solarzelle 100 eingesetzt ist. In diesem Fall kann eine Tiefe der Einsatznut mindestens das 0,2-fache der Dicke des Verbindungsbandes 150 betragen.
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Das vorstehend beschriebene Durchgangsloch 106 oder die in der Solarzelle 100 ausgebildete Einsatznut kann durch vollständiges oder teilweises Entfernen eines Wafers oder Substrats der Solarzelle 100 entsprechend einem Bereich zwischen den Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 unter Verwendung eines mechanischen oder chemischen Ätzverfahrens gebildet werden. Ein Entfernbereich kann innerhalb eines Bereichs von einem Abstandsintervall und einer Höhe zwischen den Abzweig-Sammelschienenelektroden 115 liegen.
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Das Durchgangsloch 106 oder die Einsatznut kann, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, in einer viereckigen Form ausgebildet sein oder in einer halbkreisförmigen Form, einer bogenförmigen Form, einer trapezförmigen Form oder einer Dreiecksform ausgebildet sein.
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Beispielsweise kann, wenn ein Durchgangsloch oder eine Einsatznut in viereckiger Form ausgebildet ist, wie es in 23 gezeigt ist, in einem Mittelabschnitt des Substrats der Solarzelle 100 ein Loch 106 oder eine Nut mit rechteckiger Form, die in vertikaler Richtung länger ist, ausgebildet sein. Dann kann das Substrat der Solarzelle 100 geteilt werden, um das Loch 106 oder die Nut zu bilden, indem es bzw. sie in vertikaler Richtung zweigeteilt wird. In einem weiteren Beispiel kann, wenn ein Durchgangsloch oder eine Einsatznut in einer halbkreisförmigen Form oder einer bogenförmigen Form, wie es in 24 gezeigt ist, ausgebildet ist, in einem Mittelabschnitt des Substrats der Solarzelle 100 ein Loch 106a oder eine Nut mit einer elliptischen Form, die in vertikaler Richtung länger ist, ausgebildet sein. Dann kann das Substrat der Solarzelle 100 geteilt werden, um das Loch 106a oder die Nut zu bilden, indem es bzw. sie in vertikaler Richtung zweigeteilt wird.
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In noch einem weiteren erläuternden Beispiel kann, wenn ein Durchgangsloch oder eine Einsatznut in trapezförmiger Form, wie es in 25 gezeigt ist, ausgebildet ist, in einem Mittelabschnitt des Substrats der Solarzelle 100 ein Loch 106b oder eine Nut mit hexagonaler Form ausgebildet sein. Dann kann das Substrat der Solarzelle 100 geteilt werden, um das Loch 106b oder die Nut zu bilden, indem es bzw. sie in vertikaler Richtung zweigeteilt wird.
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Darüber hinaus können, wie es in 26 gezeigt ist, in einem oberen Mittelabschnitt und einem unteren Mittelabschnitt in Bezug auf eine Mitte einer vertikalen Länge des Wafers oder der Solarzelle 100 Durchgangslöcher 106c oder Einsatznuten ausgebildet sein, und die Solarzelle 100 kann in Bezug auf die Mitte der vertikalen Länge in zwei Teile geteilt werden. Anschließend kann die geteilte Solarzelle 100 erneut geteilt werden, um das Durchgangsloch 106c oder die Einsatznut, das bzw. die in jeder der geteilten Solarzellen 100 ausgebildet ist, zu bilden, indem es bzw. sie zweigeteilt wird.
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Wenn die Solarzelle 100 in eine gerade Anzahl geteilt ist, können die in den 23 bis 26 gezeigten Verfahren angewandt werden. Wenn die Solarzelle 100 jedoch in eine ungerade Anzahl geteilt ist, wie es in 27 gezeigt ist, kann ein Durchgangsloch oder eine Einsatznut der einen Seite so ausgebildet sein, die es bzw. sie eine Größe aufweist, die der halben Größe des Durchgangslochs oder der Einsatznut der anderen Seite entspricht. Darüber hinaus kann unabhängig von der Anzahl der zu teilenden Solarzellen 100 in jeder der zu teilenden Solarzellen 100 auch ein Durchgangsloch oder eine Einsatznut ausgebildet sein.
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Wie in den 8, 9 und 23 bis 27 gezeigt ist, kann, wenn die Durchgangslöcher 106, 106a, 106b und 106c oder die Einsatznuten in der Solarzelle 100 ausgebildet sind (nicht anspruchsgemäß), das Verbindungsband 150 vollständig durch den Rand der Solarzelle 100 hindurchgehen, oder ein bestimmter Abschnitt des Verbindungsbandes 150 kann in den Rand der Solarzelle 100 eingesetzt sein, wodurch ein gestufter Abschnitt zwischen der Vorderfläche der an der Unterseite angeordneten Solarzelle 100 und der Rückfläche der an der Oberseite angeordneten Solarzelle 100b, die überlappend angeordnet sind, verringert wird. Dementsprechend kann im Vergleich zu einer Struktur einer herkömmlichen Solarzelle, bei der die vordere Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet ist, aber die Durchgangslöcher 106, 106a, 106b und 106c oder die Einsatznuten nicht ausgebildet sind, der gestufte Abschnitt um eine Tiefe der Durchgangslöcher 106, 106a, 106b und 106c oder der Einsatznuten weiter verringert werden.
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Die Durchgangslöcher 106, 106a, 106b und 106c oder die Einsatznuten, die in den 23 bis 27 gezeigt sind, können in dem Wafer und auch in der Solarzelle 100 ausgebildet sein.
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Um eine Struktur zu bilden, in der sich die Solarzellen 100 in der Erstreckungsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode teilweise überlappen, kann das Solarzellenmodul der vorliegenden Erfindung eine Struktur aufweisen, in der einkristalline oder polykristalline Solarzellen (im Folgenden „ursprüngliche Solarzellen“ genannt) so installiert sind, dass eine Solarzelle eine andere Solarzelle überlappt. Alternativ kann das Solarzellenmodul eine Struktur aufweisen, in der eine Vielzahl von Solarzellen 100, die von einer Solarzelle mit einer bestehenden Größe abgetrennt sind, gestapelt sind.
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In einem Beispiel kann die Solarzelle 100 gebildet werden, indem eine polykristalline Solarzelle in zwei Teile in einer Richtung orthogonal zu einer Erstreckungsrichtung einer vorderen Sammelschienenelektrode 111 in Bezug auf ein Zentrum in einer Längsrichtung der polykristallinen Solarzelle mit einer üblichen Größe geteilt wird.
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Zu diesem Zweck werden, wie in 10 gezeigt ist (nicht anspruchsgemäß), zwei unabhängige Vorderelektrodenmuster (Fingerelektrode 101 und vordere Sammelschienenelektrode) auf einer Vorderfläche einer ursprünglichen Solarzelle 100 in vertikaler Richtung ausgebildet. Mindestens ein Ende der beiden Enden der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ist teilweise ausgebildet, und jede Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 ist so ausgebildet, dass sie verzweigt und bis zu einem Rand der Solarzelle 100 von einem Ende der vorderen Sammelschienenelektrode 111 verlängert ist.
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Wie in 11 gezeigt ist (nicht anspruchsgemäß), ist eine hintere Sammelschienenelektrode 121 an einer Position entsprechend der vorderen Sammelschienenelektrode 111 auf einer Rückfläche der ursprünglichen Solarzelle 100 in einer Richtung parallel zur Erstreckungsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet. In diesem Fall ist die hintere Sammelschienenelektrode 121 ebenfalls intermittierend wie ein Muster der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die ursprüngliche Solarzelle 100 in zwei Teile geteilt sein, und dann kann unter den geteilten Solarzellen ein Rand einer Solarzelle 100, in der die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 nicht ausgebildet ist, so angeordnet sein, dass er einen oberen Abschnitt eines Randes einer Solarzelle 100 überlappt, in der die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 ausgebildet ist, wodurch ein Solarzellenmodul verwirklicht wird.
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Andererseits wird in einem veranschaulichten Beispiel eine Struktur bereitgestellt, in der die ursprüngliche Solarzelle 100 in zwei Teile geteilt ist. Wie jedoch in den 12 und 13 (nicht anspruchsgemäß) gezeigt ist, können vier Elektrodenmuster eine unabhängig gebildete Solarzelle 100 in vier Solarzellen 100 mit gleicher Breite teilen, und dann kann ein Rand einer Solarzelle 100, in der die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 nicht ausgebildet ist, so angeordnet sein, dass sie einen Rand einer Solarzelle 100 überlappt, in der die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 ausgebildet ist, wodurch ein Solarzellenmodul verwirklicht wird.
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In diesem Fall ist die vordere Sammelschienenelektrode 111 diskontinuierlich auf einer Vorderfläche der Solarzelle 100 so ausgebildet, dass sie in Längsrichtung in vier Teile unterteilt ist, und die Abzweig-Sammelschienenelektrode 115 ist an mindestens einem Ende der beiden Enden der hinteren Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet. Wie die vordere Sammelschienenelektrode 111 ist auch die hintere Sammelschienenelektrode 121 diskontinuierlich auf einer Rückfläche der Solarzelle 100 so ausgebildet, dass sie in Längsrichtung in vier Teile unterteilt ist.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, kann gemäß einer Struktur, in der eine herkömmliche ursprüngliche Solarzelle, die eine übliche Größe aufweist, in eine Vielzahl von Solarzellen 100 geteilt ist und die geteilten Solarzellen 100 einander überlappen und über das Verbindungsband 150 verbunden sind, eine Ausgangsleistung verbessert werden, indem ein Auslastungsgrad der Solarzellen 100 höher ist als das eines herkömmlichen Solarzellenmoduls, und Risse oder dergleichen können verhindert werden, indem ein gestufter Abschnitt zwischen einer oberen Solarzelle 100 und einer unteren Solarzelle 100 durch einen Trägerabschnitt 140, ein Durchgangsloch 106, eine Einsatznut und dergleichen verringert wird.
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Eine vordere Sammelschienenelektrode 111 ist kontinuierlich auf einer Solarzelle 100, die in dem Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ausgebildet.
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Wie in 14 gezeigt ist (nicht erfindungsgemäß), kann eine Breite der vorderen Sammelschienenelektrode 111 in einem Teilbereich 111a verringert sein. Eine Vielzahl von Teilbereichen 111 a, in denen die Breite verringert ist, kann in festgelegten Abständen in Längsrichtung der vorderen Sammelschienenelektrode 111 ausgebildet sein. Darüber hinaus kann in dem Fall, dass bei der vorderen Sammelschienenelektrode 111 deren Breite in dem Teilbereich 111a verringert ist, die Vielzahl von Teilbereichen 111 a innerhalb der Breite der vorderen Sammelschienenelektrode 111 parallel ausgebildet sein, bevor die Breite verringert wird.
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Wie in den 15 und 18 gezeigt ist, weist das Solarzellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung eine Struktur auf, in der eine hintere Sammelschienenelektrode 121 einer Solarzelle 100 entfernt wird oder auf einer bestimmten Länge von einem Rand der Solarzelle 100 nicht ausgebildet ist und eine Aluminiumschicht 130, die dicker als die hintere Sammelschienenelektrode 121 ist, auf einer Rückfläche der Solarzelle 100 mit Ausnahme der hinteren Sammelschienenelektrode 121 ausgebildet ist.
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In einem bestimmten Bereich zwischen einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121 und einem Rand der Solarzelle 100 ist die Aluminiumschicht 130 so ausgebildet, dass sie eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich einer Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist, oder ein Einführabschnitt 121a kann durch vollständiges Entfernen der Aluminiumschicht 130 ausgebildet sein.
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In einem Beispiel, wie es in den 15 und 16 gezeigt ist, kann die Aluminiumschicht 130 den Einführabschnitt 121a aufweisen, der so ausgebildet ist, dass seine Dicke kleiner oder gleich der Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode 121 in dem bestimmten Bereich zwischen dem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121 und einem Rand einer Rückfläche der Solarzelle 100 ist. Alternativ kann ein Einführabschnitt (nicht dargestellt) in einer Form ausgebildet sein, in der die Aluminiumschicht 130 vollständig entfernt ist, so dass eine Oberfläche der Solarzelle 100 nach außen freiliegt.
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Wie in 17 gezeigt ist, kann bei überlappender Anordnung der Solarzellen 100 ein Verbindungsband 150 bis zu einer bestimmten Tiefe in die Rückfläche eingesetzt sein, wodurch ein gestufter Abschnitt zwischen der auf einer Unterseite angeordneten Solarzelle 100 und der auf einer Oberseite angeordneten Solarzelle 100, der durch eine Dicke der Verbindungsbänder 150 verursacht wird, verringert wird.
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In einem weiteren Beispiel, wie es in 18 gezeigt ist, kann eine Aluminiumschicht 130 einen Einführabschnitt 121a aufweisen, der sich von einem Rand einer Rückfläche einer Solarzelle 100 zu einem bestimmten Bereich in Richtung einer hinteren Sammelschienenelektrode 121 erstreckt, so dass er von einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121 beabstandet ist und so ausgebildet ist, dass er eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich der der hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist. Alternativ kann ein Einführabschnitt (nicht dargestellt) so ausgebildet sein, dass er eine Struktur aufweist, bei der die gesamte Aluminiumschicht 130 in einem entsprechenden Bereich entfernt ist, so dass eine Oberfläche der Solarzelle 100 nach außen freiliegt. Wie vorstehend beschrieben ist, entspricht eine Breite des Einführabschnitts 121 a, der so ausgebildet ist, dass er kleiner oder gleich der Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist oder durch vollständiges Entfernen der Aluminiumschicht 130 ausgebildet ist, einer Breite einer vorderen Sammelschienenelektrode 111 auf einer Vorderfläche der Solarzelle 100.
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Wie in Bezug auf die 15 bis 18 beschrieben ist, kann der Einführabschnitt 121a so ausgebildet sein, dass er eine Dicke aufweist, die kleiner oder gleich der Dicke der hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist, oder er kann so ausgebildet sein, dass er die Struktur aufweist, in der die gesamte in der Solarzelle 100 gebildete Aluminiumschicht 130 entfernt ist, so dass die Oberfläche der Solarzelle 100 nach außen freiliegt. Alternativ kann, wie in 19 gezeigt ist, eine Struktur einer Einsatznut (nicht dargestellt) gebildet werden, indem ein Teil einer Solarzelle 100 unterhalb einer Aluminiumschicht 130 sowie die Aluminiumschicht 130 entsprechend einem bestimmten Bereich von einem Punkt, der in einem bestimmten Abstand von einer hinteren Sammelschienenelektrode 121 beabstandet ist, entfernt werden. Oder eine Struktur eines Durchgangslochs 121b kann so ausgebildet sein, dass es durch die gesamte Solarzelle 100 hindurchgeht, indem die gesamte Solarzelle 100 entfernt wird. Das heißt, der Einführabschnitt 121a kann durch Entfernen eines Teils oder der gesamten Solarzelle 100 entsprechend einem Bereich, in dem der Einführabschnitt 121 a ausgebildet ist, ausgebildet werden.
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Darüber hinaus kann, wie in 20 gezeigt ist, ein Einführabschnitt 121a einer Aluminiumschicht 143, der so ausgebildet ist, dass er kleiner oder gleich einer Dicke einer hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist oder durch Entfernen der Aluminiumschicht 143 ausgebildet ist, auch so ausgebildet sein, dass er von einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121 fortgesetzt wird, wenn eine Solarzelle 100 in zwei Teile geteilt ist. Alternativ kann, wie in 21 gezeigt ist, ein Einführabschnitt 121a ausgebildet sein, um von jedem der Enden der hinteren Sammelschienenelektroden 121 an einem Mittelabschnitt einer Solarzelle 100 beabstandet zu sein.
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Darüber hinaus kann, wie in 22 gezeigt ist, ein Einführabschnitt 121a einer Aluminiumschicht 130, der so ausgebildet ist, dass er kleiner oder gleich einer Dicke einer hinteren Sammelschienenelektrode 121 ist oder durch Entfernen der Aluminiumschicht 130 ausgebildet ist, kontinuierlich von einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121, die diskontinuierlich ausgebildet ist, ausgebildet sein, wenn eine Solarzelle 100 in vier Teile geteilt ist. Alternativ kann, wie in 19 gezeigt ist, der Einführabschnitt 121 a so ausgebildet sein, dass er von einem Ende der hinteren Sammelschienenelektrode 121 um einen bestimmten Abstand beabstandet ist.
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Des Weiteren wird in den 20 bis 22 ein Einführabschnitt 121a verwendet, der so ausgebildet ist, dass er durch Entfernen eines Teils der Aluminiumschicht von der hinteren Sammelschienenelektrode fortgesetzt oder beabstandet ist. Wie jedoch in Bezug auf 19 beschrieben ist, kann natürlich in einem Bereich, der dem Einführabschnitt 121a entspricht, die Einsatznut durch Entfernen eines Teils der Solarzelle 100 ausgebildet sein, oder das Durchgangsloch 121b kann so ausgebildet sein, dass es durch die Solarzelle 100 hindurchgeht.
