-
Die
Neuerung bezieht sich auf ein Solarmodul mit einer Mehrzahl von
miteinander verschalteten, auf der im Betriebsfall lichtzugewandten
Vorderseite des Solarmoduls Einstrahlflächen aufweisende Solarzellen
mit mehreren übereinanderliegenden dotierten Halbleiterschichten
in einem Laminat, mit zwei auf der Rückseite der Solarzellen
angeordneten Kontaktsystemen, zur selektiven Ableitung der in den
dotierten Halbleiterschichten photogenerierten überschüssigen
Majoritäts- und Minoritätsladungsträger und
mit einem elektrisch leitfähigen Element zur Vermeidung
von schädlichen Polarisationseffekten durch Ladungsträgeransammlung,
das mit einem der Kontaktsysteme elektrisch leitend verbunden und
im übrigen von den Solarzellen elektrisch isoliert angeordnet
ist.
-
Derartige
hocheffiziente Solarzellen weisen gegenüber Standardsolarzellen
mit einem rück- und einem vorderseitigem Kontaktsystem
eine signifikant veränderte elektrische Feldverteilung
auf. Wenn solche Solarzellen mit einer hohen positiven Spannung gegenüber
Masse betrieben werden, können sehr kleine Leckströme
aus dem obersten Bereich des Wafers über die isolierende
Deckschicht zur Masse, z. B. dem Rahmen des Solarmoduls, fließen
und eine negative Ladung an der Oberfläche der Solarzelle
zurücklassen. Bei ausreichender Höhe der entstehenden
Potentialdifferenz zur aktiven Schicht werden positive Ladungsträger
aus der durch die Sonneneinstrahlung herrührenden Ladungstrennung
verstärkt veranlasst, zur Oberfläche zu wandern,
mit den dort vorhandenen negativen Ladungen zu rekombinieren und
so dem Stromerzeugungsprozess der Solarzelle entzogen zu werden.
Diese Leistungsminderung der Solarzelle durch Oberflächen-Polarisation
stellt einen nicht destruktiven und umkehrbaren Degradationseffekt,
das heißt einen die abgegebene Leistung der Solarzelle
deutlich mindernden Effekt dar.
-
Maßnahmen
zur Feldsteuerung dienen ganz allgemein der Vergleichmäßigung
elektrischer Felder, also dem Abbau von Feldstärkespitzen
zur Vorbeugung von Teilentladungen und Über- oder Durchschlägen
an dem betroffenen Isoliermedium sowie schädlichen Sekundäreffekten.
Solche Maßnahmen werden in der Hochspannungstechnik angewendet, um
die Baugröße und damit den Platzbedarf und die Kosten
von Einrichtungen zu reduzieren. In der Elektronik werden Feldsteuerungsmaßnahmen
eingesetzt, um nahegelegene Bauteile vor Feldeinflüssen zu
schützen und damit deren bestimmungsgemäße Fähigkeiten
zu verbessern oder überhaupt zu ermöglichen. Derartige
Maßnahmen werden durch Eingriffe in die Verteilung der
Dielektrizitätszahlen im elektrischen Feld vorgenommen.
Sie können durch Einbettung oder Schichtung von isolierenden
Materialen mit unterschiedlichen Dielektrizitätszahlen
oder auch durch gezielt geformte Flächen mit definiertem
Potential realisiert werden. Für Potentialflächen
werden leitende oder halbleitende Materialien mit dem gewünschten
Potential beaufschlagt. In diesem Fall kann man auch von einer Potentialsteuerung
sprechen. Sie kann bis zur Umkehrung der natürlichen Potentialverhältnisse
und damit zur Vermeidung, Reduzierung oder Umkehrung des Ladungsaustauschs zwischen
den Potentialflächen führen.
-
STAND DER TECHNIK
-
Aus
der Veröffentlichung I ("SunPower dicovers
the surface polarization effect in high efficiency solar cells";
http://energierinnovabili.forumcommunity. net/?act=Attach&type=post&id=68601525)
ist ein Oberflächen-Polarisationseffekt an SunPower-Solarzellen
bekannt, der durch statische Aufladung an der der Lichtquelle zugewandten
Oberseite der Solarzellen auftritt, wenn ein Solarmodul bei hoher
positiver Spannung gegen Masse betrieben wird. Der Effekt der Ladungsansammlung
kann beseitigt werden, wenn das Solarmodul zeitweise umgekehrt vorgespannt
wird, d. h. wenn der positive Anschluss mit einer negativen Spannung
gegen Masse beaufschlagt wird. Dies kann in den nicht aktiven Nachtzeiten
gemacht werden. Eine andere Lösung sieht vor, den positiven
Anschluss mit Masse zu verbinden und somit den Effekt zu verhindern.
In beiden Fällen sind eine Erdverbindung und eine leitfähige
Solarmodul-Aufnahme, z. B. ein metallischer Rahmen oder eine Tragkonstruktion
erforderlich. Insbesondere in Umgebungen ohne Erdpotenzial bei isoliertem
Solarmodulaufbau oder in Anordnungen ohne Potentialtrennung beziehungsweise
bei dem Einsatz transformatorloser Wechselrichter ist eine solche
Lösung nicht einsetzbar.
-
Aus
der
EP 1 870 975 A1 ist
eine Methode zur Feldsteuerung an Hochspannungsbauteilen, dort Kabelmuffen
und Endverschlüssen, bekannt. Durch den Einbau von Widerstands-,
Isolator- und halbleitenden Schichten wird an den kritischen Stellen
ein sehr weicher Übergang der Feldlinien vom Hochspannung
führenden Leiter auf die Umgebung auf Erdpotential bewirkt.
Mit dieser Maßnahme werden eine höhere Durchschlagsfestigkeit
des Bauteils und damit eine bessere Auslastung, niedrigere Kosten und
gegebenenfalls geringere Bauteilabmessungen erreicht. Diese Druckschrift
stellt in Bezug auf die vorliegende Neuerung nur technischen Hintergrund
dar, zeigt aber einen Aspekt der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten
zur Feldsteuerung.
-
Aus
der
US 6 100 571 ist
ein Feldeffekttransistor bekannt, der über eine Feldsteuerelektrode verfügt,
die zwischen dem Gate- und dem Drain-Anschluss isoliert angeordnet
ist und einseitig mit den Gate-Anschluss verbunden sein kann. Diese
Feldsteuerelektrode hat die Aufgabe, Feldspitzen abzubauen, die
Feldverteilung zu vergleichmäßigen und damit für
eine höhere Durchschlagfestigkeit zu sorgen. Damit haben
Feldsteuerungsmaßnahmen grundsätzlich den Effekt,
schädliche Ladungsansammlungen zu zerstreuen und den Feldeinfluss
auf das Verhalten des elektronischen Bauteils positiv zu beeinflussen.
Es handelt sich hier um eine Maßnahme auf der Ebene des
Bauteils selbst.
-
Aus
der
DE 36 17 675 C2 ist
eine Einrichtung zur Verhinderung statischer Aufladungen an Solargeneratoren
bekannt. Dazu wird die an sich bekannte leitfähige Beschichtung
auf den Deckgläsern der Solarzellen mit einem dünnen
Drahtgitter überzogen, das nur eine geringe zusätzliche
Abschattung bewirkt. Das Gitter wird an mehreren Stellen mit der
leitfähigen, das Massepotential darstellenden Grundstruktur
der Solarmodule verbunden. Bei einer anderen Variante werden einzelne,
alle Solarzellen eines Strings überquerende Drahtabschnitte,
die in Kontakt mit deren leitfähigen Beschichtungen stehen,
einseitig mit dem Ausgang ihres Strings leitend verbunden, so dass
die Drähte und damit die leitfähige Beschichtung
das Potential des Strings annehmen. Dies ist eine Maßnahme
zu Verhinderung großer Potentialdifferenzen zwischen der
Solarzelle und der die statische Aufladung verhindernden leitfähigen
Beschichtung.
-
Aus
der
US 2006/0196535
A1 ist eine Anzahl von Anordnungen zur Vorbeugung gegen
schädliche Polarisierungen von rückseitenkontaktierten
Solarzellen bekannt. Es wird vorgeschlagen, eine transparente leitende
Schicht auf der Vorderseite der Solarzelle anzubringen, die schädliche
Ladungen zur Masseverbindung ableiten soll. Z. B. wird die Passivierungsschicht
als Siliziumdioxidschicht mit einer Dicke zwischen 10 und 20 Å beschrieben,
um den kleinen Leckstrom durch die Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid
zur Masse zuzulassen und gegebenenfalls bei Erreichen einer leicht
erhöhten Potentialdifferenz die Sperrwirkung der Oxidschicht
zusammenbrechen zu lassen. Eine andere Anordnung sieht vor, die
Passivierungsschicht mit einem Muster kleiner Löcher im Abstand
zwischen 0,1 und 2,0 mm zu versehen, in denen die Antireflexionsschicht
den Siliziumwafer berühren kann. Dadurch wird der Leckstrom
noch weniger behindert und es kommt zu keiner Ladungsansammlung.
Weiterhin kann die Antireflexionsschicht als leitende Schicht ausgeführt
werden, die eine Ladungsansammlung durch Ableitung direkt vermeidet.
Die Durchleitung durch die Passivierungsschicht kann hier durch
natürliche Defekte in der Schicht erfolgen. Schließlich
kann auch eine eigene leitende Deckschicht über die Antireflexionsschicht zur
Erzielung der Transportwirkung von Ladungen gelegt werden. Alle
diese Lösungen dienen dem Zweck, die schädliche
Degradationswirkung der Ladungsansammlungen an der Oberfläche
der Solarzelle zu vermindern. Die Anordnungen zielen damit auf die
Vermeidung der Wirkung und nicht der Ursache. Eine andere Lösung
sieht vor, eine Isolationsschicht von bis zu 10 μm Dicke
auf der Oberseite der Solarzelle anzubringen um auf diese Weise
den Fluss von Leckstrom und damit die Ansammlung negativer Ladungsträger
zu verringern. Die beschriebenen Lösungen stellen Maßnahmen
auf Bauteilebene der Solarzelle dar.
-
Schließlich
wird mit der
7 und der zugehörigen
Beschreibung in der
US
2006/0196535 A1 noch eine Lösung zur Vorbeugung
gegen schädliche Polarisierungen von rückseitenkontaktierten
Solarzellen vorgeschlagen, die vorsieht, zwischen dem Laminat und
einem Superstrat aus Glas auf der im Betriebsfall lichtzugewandten
Vorderseite eines aus einer Mehrzahl von miteinander verschaltete
Solarzellen bestehenden Solarmoduls eine transparente leitende Schicht
(TCL, transparent conductive layer) als elektrisch leitfähiges
Element einzubringen und dieses an einer Stelle mit einem Kontaktsystem
des Solarmoduls leitend zu verbinden und im übrigen von den
Solarzellen isoliert anzuordnen. Bei dieser Lösung handelt
es sich um eine Feldsteuerungsmaßnahme, die die Potentialdifferenz
zwischen der Frontseite der Solarzelle und der Umgebung umkehrt
und damit die schädliche Ansammlung von Ladungen vermeidet
oder verringert. Dies wird mit einer weiteren abschattenden Schicht
erkauft. Da die transparente leitende Schicht auf der Unterseite
des Superstrats aus Glas aufgebracht wird, muss sie bei dessen Beschädigung
mit ausgewechselt und erneut elektrisch leitend mit dem Kontaktsystem
verbunden werden. Diese beschriebene Lösung findet auf
der Systemebene, d. h. erst am fertig gestellten Solarmodul statt.
-
In
der
US 2009/0
078 304 A1 wird eine Vorrichtung zur Reduzierung von Ladung
offenbart, die einen einseitig angeschlossenen Leiter in der engen Umgebung
der Solarzellen umfasst. Dazu werden spezielle Leiteranordnungen
aufgezeigt. Beispielsweise wird ein leitender Ring beschrieben,
der in die Isolation eingebettet ist, die Solarzelle isoliert umschließt
und mit einem Potential entweder des Solarmoduls oder einer externen
Spannungsquelle verbunden ist. Dabei kann der leitende Ring gitterartig oder
kammartig ausgebildet sein. Als Material kommen alle leitenden Materialien
in Betracht, genannt werden Aluminium und verzinntes Kupfer. Auf
die spezielle, eingangs angesprochene Problematik der elektrischen
Feldverteilung bei einseitig rückseitig kontaktierten Solarmodulen
wird nicht eingegangen. Vielmehr bezieht sich die Aufgabe zur Ladungsreduzierung
ausdrücklich auf die Oberflächenladung von beidseitig
kontaktierten Solarzellen in einer Modulanordnung.
-
AUFGABENSTELLUNG
-
Die
AUFGABE für die vorliegende Neuerung ist darin zu sehen,
das gattungsgemäße Solarmodul so weiterzubilden,
dass zur Vorbeugung gegen schädliche Polarisierungen von
rückseitenkontaktierten Solarzellen eine Anordnung bereitgestellt
werden kann, die einfach, kostengünstig und zuverlässig
auf der Ebene des Solarmoduls zu realisierenden ist, eine zusätzliche
Verschattung der Solarzellen weitestgehend vermeidet und eine schelle
Reparatur des Superstrats aus Glas zulässt. Die neuerungsgemäße
LÖSUNG für diesen Aufgabenkomplex ist dem Hauptanspruch
zu entnehmen. Vorteilhafte Modifikationen der Neuerung sind den
Unteransprüchen zu entnehmen, die im Nachfolgenden im Zusammenhang
mit der Neuerung näher erläutert werden.
-
Bei
dem neuerungsgemäßen Solarmodul ist das elektrisch
leitfähige Element als ein körperlich eigenständiges,
von den Solarzellen unabhängiges Guard-Bauelement ausgebildet,
das auf der Oberseite des Solarmoduls angeordnet ist und die Einstrahlflächen
der Solarzellen zu höchsten 5% überdeckt, das
von dem Laminat vollständig einschlossen ist und eine elektrisch
leitende Verbindung mit dem Kontaktsystem zur Ableitung der Majoritätsladungsträger aus
der unterhalb der Einstrahlflächen liegenden dotierten
Halbleiterschicht aufweist. Es muss dadurch nicht mehr technisch
aufwändig als Schicht zum Beispiel auf das fertige Laminat
oder auf ein Superstrat aus Glas aufgebracht werden, sondern kann
bei der Vorbereitung des Laminierprozesses vor der Wärmebehandlung
zwischen die Schichten aus Laminierfolien eingelegt und mit einem
Kontaktsystem des Solarmoduls verbunden werden. Durch die Formgebung
des Guard-Bauelements wird eine Verschattung der Solarzellen weitestgehend
vermieden und dennoch die angestrebte Wirkung zur Feld- bzw. Potentialsteuerung
des Solarmoduls uneingeschränkt erreicht. Die isolierte
Einbettung des Guard-Bauelements in das Laminat an der Vorderseite
und die Verbindung mit dem Kontaktsystem zur Ableitung der Majoritätsladungsträger
aus der unterhalb der Einstrahlflächen liegenden dotierten
Halbleiterschicht des Solarmoduls erlaubt eine Potentialfestlegung
gegenüber den eingesetzten Solarzellen innerhalb des Solarmoduls.
Durch die Anbindung des Guard-Bauelements an das entsprechende Potential
wird das bisher hohe Potential der Solarzellen gegenüber
der Umgebung an der Anschlussposition auf Null und in Richtung auf
den anderen Anschluss des Solarmoduls sogar umgekehrt. Durch diese
Anordnung wird eine Erdverbindung oder eine metallische Tragkonstruktion
unnötig und das Solarmodul kann auf Booten und Fahrzeugen
mit undefiniertem Umgebungspotential eingesetzt werden. Durch die
fehlende Masseverbindung kann der jeweilige Schutzgrad des Solarmoduls
aufrecht erhalten werden und es wird ein Einsatz von Umrichtern
ohne Potentialfestlegung, z. B. transformatorlose Geräte,
ermöglicht. Der Einsatz von speziellen Einrichtungen zur
Spannungsumkehr in nicht aktiven Zeiten des Solarmoduls wird vermieden.
-
Eine
vorteilhafte Weiterbildungen des Solarmoduls nach der Neuerung wird
durch eine längliche Ausbildung des Guard-Bauelements in
Form eines Drahts, eines flaches Bandes oder eines schmalen metallischen
oder metallisierten Folienstreifens erreicht. Für das Guard-Bauelement,
durch das lediglich das PotentialPotenzial verbreitet wird und durch das
kein Strom fließt, ist nur ein geringer metallischer Querschnitt
erforderlich. Es kann daher als sehr leichtes, einfach zu handhabendes
und kaum auftragendes Bauelement in das Laminat eingelegt werden.
Dabei ist es nur von dem jeweiligen Produktionsprozess abhängig,
ob die Verlegung direkt von der Rolle oder in Form eines vorgefertigten
Musters auf einem Träger erfolgt. Weitere vorteilhafte
Weiterbildungen des Solarmoduls nach der Neuerung werden erzielt
durch eine Anordnung des Guard-Bauelements vollständig
außerhalb der Einstrahlflächen der Solarzellen,
im Randbereich des Solarmoduls, zwischen Gruppen von Solarzellen
und zwischen den einzelnen Solarzellen. Je nach Flächenausdehnung der
Solarzellen kann es ausreichend sein, das Guard-Bauelement ohne
teilweise Überdeckung der Solarzellen um diese herum und
zwischen ihnen und zwischen ganzen Gruppen von Solarzellen einschließlich
des Randbereichs zu verlegen. Lediglich bei großen Solarzellen
kann es zur Erzielung eines ausreichenden Potentialsteuereffekts
erforderlich sein, das Guard-Bauelement auch unter Inkaufnahme einer
geringen zusätzlichen Abschattung der Solarzellen direkt über
diese zu verlegen. Durch die Formgebung des Guard-Bauelements kann
der Grad der Abschattung dabei sehr gering gehalten werden.
-
Andere
vorteilhafte Weiterbildungen des Solarmoduls nach der Neuerung werden
erzielt durch eine mäanderförmige oder kammartige,
keine Kreuzungspunkte aufweisende Anordnung des Guard-Bauelements.
Derartige Anordnungen vermeiden Schleifenbildung innerhalb des als
eigenständigen Bauelement ausgelegten Guard-Bauelements und
damit gegebenenfalls andere nicht erwünschte Effekte. Andererseits
ist ein solches Muster kaum von einer Rolle mit dem einfachen längs
ausgedehnten Guard-Bauelement verlegbar sondern erfordert eher ein
auf einem Träger vorgefertigtes, gegebenenfalls aus Folie
ausgestanztes Muster, das vollflächig verlegt und dann
vom Träger befreut werden kann. Bei einer ebenfalls vorteilhaften
gitterförmigen, kontaktierte Kreuzungspunkte aufweisenden
Anordnung des Guard-Bauelements wird eine besonders gleichmäßige
Verteilung des Guard-Bauelements und damit auch dessen Wirkung über
das ganze Solarmodul erzielt. Am einfachsten zu realisieren ist
die direkte Verlegung eines dünnen Drahts in beliebigen Verlegemustern,
wobei bei Mustern mit Kreuzungspunkten auf eine ausreichende Kontaktierung
zu achten ist. Bei großen Stückzahlen und kurzem
Produktionstakt bietet sich auch hier ein aus einer Metallfolie
vorgestanztes, das ganze Solarmodul erfassendes Gitter an, das auf
einem nach der Verlegung abzuziehenden Träger vorgehalten
werden kann.
-
Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des Solarmoduls nach der Neuerung
kann mit einem umlaufenden metallischen Rahmen und eine Überdeckung
des am Rand des Solarmoduls verlaufenden Guard-Bauelements bis maximal
zur Hälfte seiner Breite durch den Rahmen erreicht werden.
Die Verteilung des elektrisch leitenden Elements über das Solarmodul
sollte möglichst gleichmäßig sein und
daher auch den Randbereich erfassen. Sofern das Solarmodul einen
metallischen Rahmen aufweist, soll er das elektrisch leitende Element
nicht oder zumindest zu nicht mehr als seiner halben Breite überdecken, damit
es seine feldsteuernde Wirkung auf die Randbereiche der Solarzellen
nicht durch Abschirmung verliert.
-
Schließlich
stellt ein Substrat aus Glas unterhalb des Laminats oder ein Deckglas
als Superstrat oberhalb des Laminats eine vorteilhafte Weiterbildung
des Solarmoduls nach der Neuerung dar. Glas ist als Träger
oder Abdeckung von Solarmodulen besonders geeignet, da es die Solarzellen
dauerhaft wirksam gegen Wettereinflüsse schützt.
Es kann zur Schmutzabweisung auch mit Nanobeschichtungen versehen
werden. Dünnes Glas ist auch für nicht ganz ebene
Untergründe ausreichend flexibel.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Das
Solarmodul nach der Neuerung wird in verschiedenen Varianten nachfolgend
anhand von Ausführungsbeispielen für einzelne
Details in den schematischen FIGUREN näher erläutert.
Dabei zeigt:
-
1 ein
Solarmodul mit Guard-Bauelement in kammförmiger Anordnung,
-
2 ein
Solarmodul mit Guard-Bauelement in netzförmiger Anordnung,
-
3 ein
Ausschnitt eines Solarmodul mit Guard-Bauelement in netzförmiger
Anordnung und mit Rahmen,
-
4 ein
Solarmodul mit Guard-Bauelement in netzförmiger Anordnung
mit Überdeckung der Solarzellen und
-
5 einen
Querschnitt durch ein Solarmodul mit Guard-Bauelement.
-
Bei
einzelnen FIGUREN und/oder in der Beschreibung nicht erwähnte
oder gezeigte Bezugszeichen sind den vorangehenden FIGUREN bzw.
deren Beschreibung zu entnehmen.
-
1 zeigt
ein Solarmodul 1 mit einer Mehrzahl von miteinander verschalteten
Solarzellen 2, die auf der im Betriebsfall lichtzugewandten
Vorderseite 3 Einstrahlflächen 4 aufweisen
und mit zwei auf der Rückseite angeordneten und hier nur
schematisch dargestellten Kontaktsystemen 23, 24 in
einem Laminat 5 eingebettet sind. Das Solarmodul 1 weist
ein sich über die ganze Vorderseite 3 des Solarmoduls 1 erstreckendes
elektrisch leitfähiges Element 6 als eigenständiges
Guard-Bauelement 25 zur Vermeidung von schädlichen
Polarisationseffekten auf. Das Guard-Bauelement 25 ist
hier mit dem positiven Kontaktsystem 23, 24 am
Pluspol 7 des Solarmoduls 1 leitend verbunden
und im übrigen von den Solarzellen 2 isoliert
angeordnet. Es verhindert auch negative Potentialdifferenzen zwischen
den Reihen von Solarzelle 1 (Doppelpfeile). Das Guard-Bauelement 25 ist vom
Laminat 5 vollständig umschlossen und außerhalb
der Einstrahlflächen 4 der Solarzellen 2 angeordnet.
Das Guard-Bauelement 25 ist langgestreckt ausgeführt
und in kammförmiger, keine Kreuzungspunkte 8 aufweisender
Anordnung 9 zwischen einzelnen Solarzellen 2 und
Gruppen 27 von Solarzellen 2 verlegt.
-
2 zeigt
ein Solarmodul 1 wie 1 jedoch
mit dem Guard-Bauelement 25 in netzförmiger, Kreuzungspunkte 8 aufweisender
Anordnung 10 verlegt, die alle Solarzellen 2 vollständig
umfasst. In diesem Beispiel ist das Guard-Bauelement 25 mit
dem negativen Kontaktsystem 23, 24 am Minuspol 20 des Solarmoduls 1 leitend
verbunden.
-
3 zeigt
einen Ausschnitt eines Solarmoduls 1 mit dem Guard-Bauelement 25 in
gitterförmiger, Kreuzungspunkte 8 aufweisender
Anordnung 10 und mit Rahmen 11 von der Oberseite 12.
Die Solarzellen 2 sind durch die Kontaktsysteme 23, 24 verbunden,
hier schematisch durch die elektrischen Serienverbindungen 13 angedeutet.
Das fertige Solarmodul 1 wird von einem Deckglas 14 als
Superstrat abgedeckt, der Rahmen 11 schließt den
Rand des Deckglases 14 ein. Das Guard-Bauelement 25,
hier als flaches Band 15 ausgebildet, ist gitterförmig
zwischen den Solarzellen 2 und im Randbereich 26 des Solarmoduls 1 verlegt,
wobei es so in das Laminat 5 eingebettet ist, dass es vom
Rand 16 des Rahmens 11 bis höchstens
zur Hälfte abgedeckt wird. Dadurch wird eine unzulässige
Abschirmung der potenzialsteuernden Wirkung des Guard-Bauelements 25 durch
den Rahmen 11 vermieden. Das Guard-Bauelement 25 ist
nur an einer Stelle hier mit dem Pluspol 7 des Solarmoduls 1 leitend
verbunden und sonst durch die Einbettung zwischen den Schichten
des Laminats 5 gegen die volle Spannung des Solarmoduls 1 isoliert.
-
4 zeigt
ein Solarmodul 1 mit Guard-Bauelement 25 gitterförmiger
Anordnung 10 mit Überdeckung 28 der Solarzellen 2.
Bei dem Einsatz großflächiger Solarzellen 17 kann
zur ausreichenden Entfaltung der potentialsteuernden Wirkung des
Guard-Bauelements 25 eine partielle Überdeckung 28 erforderlich
werden. Wegen der geringen Ausdehnung des Guard-Bauelements 25 wird
die dadurch bewirkte Abschattung äußerst gering
gehalten und wird 5% der Einstrahlfläche 4 nicht überschreiten.
In diesem Beispiel ist das Guard-Bauelement 25 mit dem
Pluspol 7 des Solarmoduls 1 einseitig verbunden.
-
5 zeigt
einen Querschnitt durch ein Solarmodul 1 mit Guard-Bauelement 25 an
der Oberseite 12, das unter dem Deckglas 14 in
das Laminat 5 eingelassen und von ihm vollständig
umschlossen wird. Die Lichteinstrahlung wird durch die Pfeile angedeutet.
Das Guard-Bauelement 25 ist einseitig mit demjenigen der
beiden Kontaktsysteme 23, 24 verbunden, das zur
Ableitung der Majoritätsladungsträger aus der
unterhalb der Einstrahlflächen 4 liegenden dotierten
Halbleiterschicht 21 dient, in diesem Beispiel mit dem
Pluspol 7. Das Solarmodul 1 wird an der Unterseite 18 durch
das Substrat 19 abgeschlossen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Solarmodul
- 2
- Solarzelle
- 3
- Vorderseite
- 4
- Einstrahlfläche
- 5
- Laminat
- 6
- elektrisch
leitfähiges Element
- 7
- Pluspol
- 8
- Kreuzungspunkt
- 9
- kammförmige
Anordnung
- 10
- gitterförmige
Anordnung
- 11
- Rahmen
- 12
- Oberseite
- 13
- elektrische
Serienverbindung
- 14
- Deckglas
- 15
- flaches
Band
- 16
- Rand
von 11
- 17
- großflächige
Solarzelle
- 18
- Unterseite
- 19
- Substrat
- 20
- Minuspol
- 21
- Halbleiterschicht
- 22
- Rückseite
- 23
- Kontaktsystem
1
- 24
- Kontaktsystem
2
- 25
- Guard-Bauelement
- 26
- Randbereich
- 27
- Gruppe
- 28
- Überdeckung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1870975
A1 [0005]
- - US 6100571 [0006]
- - DE 3617675 C2 [0007]
- - US 2006/0196535 A1 [0008, 0009]
- - US 2009/0078304 A1 [0010]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - ”SunPower
dicovers the surface polarization effect in high efficiency solar
cells”; http://energierinnovabili.forumcommunity. net/?act=Attach&type=post&id=68601525 [0004]