DE202015106557U1 - Bifaziales Photovoltaikmodul - Google Patents

Bifaziales Photovoltaikmodul Download PDF

Info

Publication number
DE202015106557U1
DE202015106557U1 DE202015106557.4U DE202015106557U DE202015106557U1 DE 202015106557 U1 DE202015106557 U1 DE 202015106557U1 DE 202015106557 U DE202015106557 U DE 202015106557U DE 202015106557 U1 DE202015106557 U1 DE 202015106557U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
photovoltaic module
solder pads
module according
contact fingers
cell connectors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE202015106557.4U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meyer Burger Germany GmbH
Original Assignee
SolarWorld Innovations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SolarWorld Innovations GmbH filed Critical SolarWorld Innovations GmbH
Priority to DE202015106557.4U priority Critical patent/DE202015106557U1/de
Publication of DE202015106557U1 publication Critical patent/DE202015106557U1/de
Priority to US15/098,346 priority patent/US10665744B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/0201—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising specially adapted module bus-bar structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0684—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells double emitter cells, e.g. bifacial solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Abstract

Bifaziales Photovoltaikmodul mit mindestens einer bifazialen Solarzelle, die mindestens eine bifaziale Solarzelle aufweisend:
ein Substrat (202) mit einer Vorderseite und einer Rückseite (214),
wobei die Vorderseite (216) die Lichteinfallsseite ist und die Rückseite (214) eine Rückseitenkontaktstruktur (200, 300, 400) aufweist,
wobei die Rückseitenkontaktstruktur (200, 300, 400) aufweist:
• eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Kontaktfingern (310), die ein erstes Metall aufweisen;
• eine Vielzahl von mit den Kontaktfingern (310) elektrisch leitend gekoppelte Lötpads (210), wobei die Lötpads (210) eine Oberseite (204) aufweisen;
• wobei die Lötpads (210) ein zweites Metall aufweisen, das unterschiedlich zu dem ersten Metall ist; und
• mehrere mit den Lötpads (210) elektrisch leitend gekoppelte Zellverbinder (220);
• wobei die Oberseite (204) der Lötpads (210) in einem Bereich entlang einer Richtung frei ist von den Kontaktfingern (310); und
• wobei die Zellverbinder (220) auf oder über diesem Bereich planar angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein bifaziales Photovoltaikmodul.
  • Bei einem herkömmlichen, bifazialen Photovoltaikmodul ist auf der Rückseite eines Substrates 102 eine Rückseitenkontaktstruktur 100 (1) mit Silber-Lötpads 106 zum elektrischen Kontaktieren des Photovoltaikmoduls vorgesehen. Weiterhin sind Aluminium-Kontaktfinger 104 zum Sammeln des erzeugten Photovoltaikstromes von dem Photovoltaikmodul vorgesehen. Die Silber-Lötpads 106 weisen eine geringere Dicke auf als die Aluminium-Kontaktfinger 104. Die Kontaktfinger 104 werden teilweise auf den Lötpads überlappend ausgebildet, um diese miteinander elektrisch zu koppeln. Durch diese Überlappung wird ein Aluminiumwulst 108 auf den Lötpads 106 ausgebildet.
  • Mit den Lötpads 106 werden Zellverbinder 110 elektrisch gekoppelt, um mehrere Photovoltaikmodule elektrisch miteinander zu verschalten. Die Zellverbinder 110 werden dazu auf den Lötpads 106 aufgelötet. Dafür ist es erforderlich, dass ein beloteter Zellverbinder 110 zur Verlötung auf einem Silber-Lötpad 106 über den Aluminiumwulst 108 gebogen wird, um in Kontakt mit der Silberoberfläche der Lötpads 106 kommen zu können.
  • Bei zu kleinen Lötpads 106 kann der Zellverbinder 110 nicht stark genug gebogen werden, so dass in diesem Fall kein Lötkontakt zustande kommt. Zudem werden die Zellverbinder 110 im Bereich des Wulsts 108 mechanisch verspannt, was zu einem Brechen der Zellverbinder 110 führen kann. Das Problem wird verstärkt, wenn durch einen Überlapp von Silber- und Aluminium-Schichten der Wulst 108 im Grenzbereich beider Strukturen verstärkt wird. Daher können dünne Zellverbinder 110, wie sie beispielweise beim sogenannten Smart-Wire-Verfahren eingesetzt werden, mit einer herkömmlichen Rückseitenkontaktstruktur bisher nicht bzw. nur sehr erschwert verwendet werden.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele stellen ein bifaziales Photovoltaikmodul bereit, das mechanisch stabiler ist. Zudem soll bei bifazialen Photovoltaikmodulen mit sehr kleinen Silber-Lötpads eine haftfeste Lötverbindung ermöglicht werden, beispielsweise für Zellverbinder des Smart-Wire-Verfahrens.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele stellen ein bifaziales Photovoltaikmodul bestehend aus bifazialen Solarzellen bereit. Jede bifaziale Solarzelle weist ein Substrat mit einer Vorderseite und einer Rückseite auf. Die Vorderseite ist die Lichteinfallsseite und die Rückseite weist eine Rückseitenkontaktstruktur auf. Die Rückseitenkontaktstruktur weist eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Kontaktfingern auf, die ein erstes Metall aufweisen. Die Rückseitenkontaktstruktur weist weiterhin eine Vielzahl von mit den Kontaktfingern elektrisch leitend gekoppelten Lötpads auf, wobei die Lötpads eine Oberseite aufweisen. Die Lötpads weisen ein zweites Metall auf, das unterschiedlich zu dem ersten Metall ist. Die Rückseitenkontaktstruktur weist weiterhin mehrere mit den Lötpads elektrisch leitend gekoppelte Zellverbinder auf. Die Oberseite der Lötpads ist in einem Bereich entlang einer Richtung frei von den Kontaktfingern. Die Zellverbinder sind auf oder über diesem Bereich planar angeordnet.
  • Dies ermöglicht eine im Wesentlichen verspannungsfreie Anordnung und Verlötung der Zellverbinder mit den Lötpads, da die Zellverbinder nicht über einen herkömmlich ausgebildeten Wulst der Kontaktfinger gebogen werden. Kontaktfinger können somit auf der Oberseite der Lötpads neben dem Bereich entlang der Richtung angeordnet sein, auf oder über dem ein Zellverbinder angeordnet wird, beispielsweise einseitig zum Zellverbinder oder beidseitig zum Zellverbinder, beispielsweise beidseitig begrenzend oder kanalförmig. Insofern können die Kontaktfinger auf der Oberseite der Lötpads als Anschlag bzw. Positionierungshilfe für den Zellverbinder wirken. Zudem kann das Lot, mit dem der Zellverbinder mit dem Lötpad verbunden wird, das erste Metall und/oder das zweite Metall aufweisen.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen sind die Kontaktfinger im Wesentlichen senkrecht zu den Zellverbindern angeordnet. Dies ermöglicht eine effiziente Stromsammlung aus der Fläche des Photovoltaikmoduls, da die Länge der Stromtransportstrecke durch die senkrechte Anordnung minimiert wird.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen weist die Rückseitenkontaktstruktur ferner mehrere mit den Kontaktfingern elektrisch leitend gekoppelte Busbars auf. Dies ermöglicht eine effiziente Stromsammlung aus der Fläche des Photovoltaikmoduls, da Busbars in der Regel einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen als Kontaktfinger. Zudem ermöglichen Busbars eine Quervernetzung von Kontaktfingern, beispielsweise für den Fall, dass die direkte elektrische Verbindung eines Kontaktfingers mit einem Lötpad unterbrochen werden sollte, beispielsweise mittels eines mechanischen Bruchs.
  • Falls die Rückseitenkantaktstruktur eine höhere Anzahl an Zellverbindern aufweist, können die Busbars oder ein Teil der Busbars optional sein. Dadurch kann die Verschattung bzw. Abschattung reduziert werden.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen weisen die Busbars das erste Metall auf. Dies ermöglicht, dass die Busbars und die Kontaktfinger in einem einzigen Prozess herstellbar sind, beispielsweise einem einzigen Siebdruck. Zudem kann dadurch eine zuverlässige elektrische Kopplung zwischen Busbars und Kontaktfingern sichergestellt werden.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen sind die Busbars im Wesentlichen parallel zu den Zellverbindern angeordnet. Parallel ist in diesem Fall als parallel und in einem Abstand, anders ausgedrückt als parallel versetzt mit einem Abstand zueinander, zu verstehen. Dies ermöglicht eine effiziente Stromsammlung aus der Fläche des Photovoltaikmoduls, da der elektrische Widerstand der Stromtransportstrecke durch die Busbars reduziert wird. Zudem verhindert dies, dass ein Busbar im Bereich zwischen dem Zellverbinder und der Rückseite angeordnet wird.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist wenigstens ein Zellverbinder zwischen zwei Busbars angeordnet. Dies ermöglicht die Anzahl an Lötpads der Rückseitenkontaktstruktur zu reduzieren, da der Zellverbinder den Strom der benachbarten Busbars sammeln kann.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist ein Busbar genau mittig zwischen zwei Zellverbindern angeordnet. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Auslastung der Zellverbinder.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen koppeln die Zellverbinder mehrere Lötpads miteinander elektrisch. Dies ermöglicht eine Verschaltung einzelner Stromsammelbereiche, wodurch die Anzahl an Lötpads reduziert werden kann.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist zwischen zwei Lötpads wenigstens ein Kontaktfinger angeordnet. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Quervernetzung der Stromsammelbereiche des Photovoltaikmoduls. Der Kontaktfinger kann dabei unterhalb eines Zellverbinders zwischen den Lötpads angeordnet sein. Alternativ ist der Kontaktfinger neben den Zellverbindern angeordnet, die auf den Lötpads angeordnet sind, zwischen denen der Kontaktfinger angeordnet ist. In diesem Fall kann der Zellverbinder die Lötpads miteinander elektrisch koppeln. Zudem kann der Kontaktfinger die Lötpads teilweise überlappen.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist der Bereich zwischen den Zellverbindern und der Rückseite frei von Kontaktfingern. Dies verhindert das Ausbilden eines mechanischen Spannungsbereichs unterhalb des Zollverbinders.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist der Bereich zwischen den Zellverbindern und der Rückseite frei von Busbars. Dies verhindert das Ausbilden eines mechanischen Spannungsbereichs unterhalb des Zellverbinders.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen sind die Kontaktfinger mit wenigstens einem Lötpad und/oder mit wenigstens einem Busbar elektrisch leitend gekoppelt. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine Quervernetzung der Stromsammelbereiche des Photovoltaikmoduls.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen ist wenigstens ein Teil der Lötpads lateral mit den Kontaktfingern verbunden oder auf oder unter den Kontaktfingern angeordnet. Dies ermöglicht auf einfache Weise eine elektrische Kopplung der Kontaktfinger mit den Lötpads.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen sind die Zellverbinder als ein Draht und/oder ein Band ausgebildet. Dies ermöglicht auf einfache Weise ein elektrisches Kontaktieren des Photovoltaikmoduls.
  • In verschiedenen Ausgestaltungen sind die Lötpads in Spalten und Zeilen angeordnet, wobei die Anordnung derart ist, dass Lötpads benachbarter Spalten jeweils um eine Zeile versetzt angeordnet sind. Dies ermöglicht eine dichtere Packung der Zellverbinder, so dass beispielsweise Busbars optional werden, und verhindert, dass die Lötpads benachbarter Zeilen einen Busbar ausbilden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines herkömmlichen bifazialen Photovoltaikmoduls;
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines bifazialen Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 3 eine schematische Aufsicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines bifazialen Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen; und
  • 4 eine schematische Aufsicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines bifazialen Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben”, „unten”, „vorne”, „hintern”, „vorderes”, „hinteres”, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe ”verbunden”. ”angeschlossen” sowie ”gekoppelt” verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird unter einem Photovoltaikmodul eine Einrichtung verstanden, die Strahlungsenergie von überwiegend sichtbarem Licht (beispielsweise zumindest ein Teil des Lichts im sichtbaren Wellenlängenbereich von ungefähr 300 nm bis ungefähr 1150 nm; es ist anzumerken, dass zusätzlich auch Ultraviolett(UV)-Strahlung und/oder Infrarot(IR)-Strahlung umgewandelt werden kann), beispielsweise von Sonnenlicht, direkt in elektrische Energie umwandelt mittels des so genannten photovoltaischen Effekts. Die Einrichtung kann elektrisch anschlussfähig sein mit mehreren Solarzellen (die miteinander in Serie und/oder parallel verschaltet sind), und optional mit einem Witterungsschutz (beispielsweise Glas), einer Einbettung und einer Rahmung.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Rückseitenkontaktstruktur 200 eines Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen, beispielsweise eines bifazialen Photovoltaikmoduls.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist ein Photovoltaikmodul, beispielsweise ein bifaziales Photovoltaikmodul, mehrere Solarzellen, beispielsweise bifaziale Solarzellen auf. Jede bifaziale Solarzelle weist ein Substrat 202 mit einer Vorderseite 216 und einer Rückseite 214 auf.
  • Die Vorderseite 216 ist die Lichteinfallsseite. Mit anderen Worden: die Vorderseite 216 ist der Lichtquelle und dem einfallenden Licht (in 2 veranschaulicht mittels des Pfeils 212) zugewandt. Das Substrat 202 kann an oder auf der Vorderseite 216 eine Vorderseitenkontaktstruktur aufweisen. Zudem ist an der Vorderseite 216 die Emitterschicht bzw. der Emitterbereich, beispielsweise ein Hauptdotierbereich, beispielsweise ein Bereich mit hoher Dotierstoffkonzentration, angeordnet, wie unten noch ausführlicher beschrieben wird.
  • Die Rückseite 214 liegt der Vorderseite 216 gegenüber. Mit anderen Worten: die Rückseite 214 ist die von der Lichtquelle und dem einfallenden Licht abgewandte Seite. Die Rückseite 214 weist eine Rückseitenkontaktstruktur 200 auf. Mit anderen Worten: Auf der Rückseite 214 des Substrates 202 ist eine Rückseitenkontaktstruktur 200 ausgebildet bzw. vorgesehen. Zudem ist an der Rückseite 214 das Rückseitenfeld (back surface field – BSF) angeordnet. Auf die Rückseite 214 kann reflektiertes oder rückgestrahltes Licht (Albedo) einfallen.
  • Die Rückseitenkontaktstruktur 200 weist mehrere elektrisch leitfähige Kontaktfinger auf (siehe auch 3). Die Kontaktfinger weisen ein erstes Metall auf.
  • Weiterhin weist die Rückseitenkontaktstruktur 200 eine Vielzahl von mit den Kontaktfingern elektrisch leitend gekoppelte Lötpads 210 auf. Die Lötpads 210 weisen eine Oberseite 204 auf. Die Lötpads 210 weisen ein zweites Metall auf, das unterschiedlich zu dem ersten Metall ist.
  • Weiterhin weist die Rückseitenkontaktstruktur 200 mehrere mit den Lötpads 210 elektrisch leitend gekoppelte Zellverbinder 220 auf. Die Oberseite 204 der Lötpads 210 ist in einem Bereich entlang einer Richtung frei von den Kontaktfingern. Die Zellverbinder 220 sind auf oder über diesem Bereich planar oder im Wesentlichen planar angeordnet. Dadurch kann eine starke Durchbiegung der Zellverbinder 220 verhindert werden.
  • Mit anderen Worten: Die Zellverbinder 220 liegen flach oder im Wesentlichen flach auf den Lötpads 210 auf und sind somit nicht wie herkömmlich über einen Metallisierungswulst gebogen (siehe auch 1). Die Zellverbinder 220 können haftfest, d. h. stoffschlüssig, auf die Lötpads 210 gelötet oder geklebt werden. Zusätzlich können die Zellverbinder 220 mechanisch entspannt auf oder über den Lötpads 210 angeordnet sein.
  • Das Substrat 202 kann aufweisen oder bestehen aus mindestens einer Photovoltaikschicht. Alternativ kann mindestens eine Photovoltaikschicht auf oder über dem Substrat 202 angeordnet sein. Die Photovoltaikschicht kann aufweisen oder bestehen aus Halbleitermaterial (wie beispielsweise Silizium), einem Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise einem III-V-Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise GaAs), einem II-VI-Verbundhalbleitermaterial (wie beispielsweise CdTe), einem Verbundhalbleitermaterial wie beispielsweise Kupfer-Indium-Diselenid. Als eine weitere Alternative kann die Photovoltaikschicht organisches Material aufweisen oder daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Silizium aufweisen oder bestehen aus einkristallinem Silizium, polykristallinem Silizium, amorphem Silizium, und/oder mikrokristallinem Silizium. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Photovoltaikschicht aufweisen oder bestehen aus einer Halbleiter-Übergangsstruktur wie beispielsweise einer pn-Übergangsstruktur, einer pin-Übergangsstruktur, einer Schottky-artigen Übergangsstruktur, und dergleichen. Das Substrat 202 und/oder die Photovoltaikschicht können/kann mit einer Grunddotierung eines ersten Leitungstyps versehen werden.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Grunddotierung in dem Substrat 202 eine Dotierkonzentration (beispielsweise einer Dotierung des ersten Leitungstyps, beispielsweise einer Dotierung des p-Leitungstyps, beispielsweise mit Dotierstoff der III. Hauptgruppe des Periodensystems, beispielsweise einer Dotierung mit Bor (B))) aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1013 cm–3 bis 1018 cm–3, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1014 cm–3 bis 1017 cm–3, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 1015 cm–3 bis 2·1016 cm–3. Der mit der Grunddotierung versehene Bereich wird im Folgenden auch als Basisbereich bezeichnet. Der Basisbereich ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einem oder mehreren Lötpads 210 elektrisch verbunden, anders ausgedrückt kontaktiert.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen. kann in dem Substrat 202 ein Emitterbereich gebildet sein, dotiert mit Dotierstoff eines zweiten Leitungstyps, wobei der zweite Leitungstyps entgegengesetzt zum ersten Leitungstyps ist, beispielsweise mit Dotierstoff vom n-Leitungstyps, beispielsweise mit Dotierstoff der V. Hauptgruppe des Periodensystems, beispielsweise mit Phosphor (P). Der Emitterbereich ist in verschiedenen Ausführungsbeispielen ebenfalls mit einem oder mehreren Lötpads 210 elektrisch verbunden, anders ausgedrückt kontaktiert.
  • Der Schichtwiderstand in dem Emitterbereich liegt in verschiedenen Ausführungsbeispielen in einem Bereich von ungefähr 60 Ohm/sq bis ungefähr 300 Ohm/sq, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 70 Ohm/sq bis ungefähr 200 Ohm/sq, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 80 Ohm/sq bis ungefähr 120 Ohm/sq.
  • Das Substrat 202 kann aus einem Solarzellen-Wafer hergestellt werden und kann beispielsweise eine runde Form wie beispielsweise eine Kreisform oder eine Ellipsenform aufweisen oder eine Polygonform wie beispielsweise eine quadratische Form. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Solarzellen des Solarzellenmoduls jedoch auch eine nicht-quadratische Form aufweisen. In diesen Fällen können die Solarzellen des Solarzellenmoduls beispielsweise durch Trennen (beispielsweise Schneiden) und damit Teilen einer oder mehrerer (in ihrer Form auch als Standard-Solarzelle bezeichneten) Solarzelle(n) zu mehreren nicht-quadratischen oder quadratischen Solarzellen gebildet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann es in diesen Fällen vorgesehen sein, Anpassungen der Kontaktstrukturen in der Standard-Solarzelle vorzunehmen, beispielsweise können Rückseitenquerstrukturen zusätzlich vorgesehen sein.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Photovoltaikmodul oder eine Solarzelle davon die folgenden Dimensionen aufweisen: eine Breite in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 50 cm, eine Länge in einem Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 50 cm, und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 μm bis ungefähr 300 μm.
  • 3 zeigt eine schematische Aufsicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines bifazialen Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das Photovoltaikmodul gemäß 3 ist ähnlich dem Photovoltaikmodul gemäß 2, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung der Merkmale des Photovoltaikmoduls gemäß 2 verwiesen wird, welche ebenfalls für das Photovoltaikmodul gemäß 3 gilt bis auf die im Folgenden erläuterten Unterschiede.
  • In 3 sind die mehreren, oben bereits beschriebenen Kontaktfinger 310 der Rückseitenkontaktstruktur 300 ersichtlich. Die Rückseitenkontaktstruktur 300 weist in verschiedenen Ausführungsbeispielen somit parallel verlaufende Kontaktfinger 310 und Lötpads 210 auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Rückseitenkontaktstruktur 300 zusätzlich mehrere Busbars 320 auf. Das in 3 veranschaulichte Layout einer Metallisierung einer Rückseitenkontaktstruktur 300 eines bifazialen Photovoltaikmoduls ist beispielsweise für eine Smart-Wire-Verschaltung eingerichtet.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen können der oder die Lötpads 210 aufweisen oder bestehen aus beispielsweise Silber, Kupfer, Aluminium, Nickel, Kobalt, Zinn, Titan, Palladium, Tantal, Gold, Platin oder einer beliebigen Kombination oder Legierung dieser Materialien.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen können der oder die Lötpads 210 aufweisen oder bestehen aus einem Stapel unterschiedlicher Metalle, beispielsweise Nickel auf Titan, Silber auf Titan, Silber auf Nickel oder beispielsweise einem Schichtenstapel gebildet von Titan-Palladium-Silber, oder einem Stapel von Titan oder Nickel (beide wirken in diesem Fall als Diffusionsbarriere) mit darauf angeordnetem Kupfer.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist das zweite Metall Silber oder eine Silberlegierung. Die Lötpads sind beispielsweise aus Silber und auf einigen der Kontaktfinger 310 ausgebildet. Die Lötpads 210 sind beispielsweise aus siebgedrucktem Silber ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind die Lötpads 210 in Spalten und Zeilen angeordnet. Die Anordnung der Lötpads kann derart sein, dass Lötpads 210 benachbarter Spalten jeweils um wenigstens eine Zeile versetzt angeordnet sind oder jeweils in der gleichen Zeile angeordnet sind. Beispielsweise sind die Lötpads 210 benachbarter Spalten um eine Zeile, um zwei Zeilen, um drei Zeilen oder mehr Zeilen versetzt.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weisen die Lötpads 210 eine Länge in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 5 mm, eine Breite in einem Bereich von ungefähr 1 mm bis ungefähr 3 mm und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,002 mm bis ungefähr 0,01 mm auf.
  • Für eine ausreichende Haftung der Lötkontakte bei der Smart-Wire-Verschaltung ist eine Mindestfläche des Lötpads 210 nötig, die deutlich größer ist als die Kontaktfläche des Zellverbinders 220 in Form eines Drahts auf einem Kontaktfinger 310.
  • Beispielsweise beträgt die Gröle des Lötpads 210 1,5 × 1,5 mm2. Es werden beispielsweise sechs Lötpads 210 pro Busbar 320 verwendet. Bei einem Abstand der Kontaktfinger 310 auf der Rückseite der bifazialen Photovoltaikmodulen von etwa 1 mm würden die Lötpads 210 zu durchgehenden Busbars überlappen. Der Silber-Verbrauch würde dabei unzulässig stark ansteigen. Daher sollten Lötpads 210 nicht an jedem Kontaktfinger 310 gedruckt werden, sondern um jeweils mindestens eine Zeile, beispielsweise um jeweils genau eine Zeile, versetzt, d. h. einen Kontaktfinger 310, versetzt angeordnet sein.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind die Kontaktfinger 310 im Wesentlichen senkrecht zu den Zellverbindern 220 angeordnet. Alternativ sind die Kontaktfinger 310 in einem Winkel zu dem wenigstens einen Zellverbinder 220 angeordnet. In verschiedenen Weiterbildungen sind die Kontaktfinger 310 im Wesentlichen streifenförmig und quer zu den Zellverbindern 220 angeordnet. In verschiedenen Weiterbildungen ist zwischen zwei Lötpads 210 wenigstens ein Kontaktfinger 310 angeordnet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist wenigstens ein Teil der Lötpads 210 lateral mit den Kontaktfingern 310 verbunden oder auf oder unter den Kontaktfingern 310 angeordnet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weisen die Kontaktfinger 310 jeweils eine Länge in einem Bereich von ungefähr 5 mm bis ungefähr 156 mm, eine Breite in einem Bereich von ungefähr 0,080 mm bis ungefähr 0,400 mm und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 0,05 mm auf.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist das erste Metall eines der folgenden Metalle oder eine Metalllegierung daraus auf: Aluminium, Kupfer, Nickel. Die Kontaktfinger 310 sind beispielsweise aus siebgedrucktem Aluminium ausgebildet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist die Rückseitenkontaktstruktur 300 ferner mehrere mit den Kontaktfingern 310 elektrisch leitend gekoppelte Busbars 320 auf. Die Busbars 320 sind in verschiedenen Ausführungsbeispielen senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu den Kontaktfingern 310 ausgebildet. Die Busbars 320 verbinden, d. h. koppeln, die Kontaktfinger 310 elektrisch miteinander. In verschiedenen Weiterbildungen sind die Kontaktfinger 310 mit wenigstens einem Lötpad 210 und/oder mit wenigstens einem Busbar 320 elektrisch gekoppelt. Im gezeigten Beispiel verlaufen die Busbars 320 in der Mitte zwischen zwei Zellverbindern 220.
  • Im beschriebenen Layout wird nur ein Busbar pro Zellverbinder benötigt, d. h. die Abschattung verringert sich. Die Verringerung der Abschattung beträgt für eine angenommene Breite der Busbars von 300 μm und einer Reduktion der Anzahl der Busbars von aktuell 24 auf 13 ungefähr 2% der Zellfläche. Im Beispiel in 3 ist jeweils 1 Busbar zwischen zwei Zellverbindern 220 gezeigt. Es ist aber genauso möglich, eine höhere Anzahl Busbars 320 zwischen den Zellverbinder 220 anzuordnen. Insbesondere ist ein Layout denkbar, bei dem auf jeder Seite des Zellverbinders 220 bzw. Drahtes je ein Busbar verläuft.
  • Die Busbars 320 sind beispielsweise aus siebgedrucktem Aluminium oder siebgedrucktem Silber gebildet. Alternativ können die Busbars 320 als hochdotierte Bereiche im Halbleiter ausgebildet werden. Mit anderen Worten: Die Busbars 320 werden nicht metallisiert.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weisen die Busbars 320 das erste Metall auf oder sind daraus gebildet. Die Busbars 320 können beispielsweise wie die Kontaktfinger aus Aluminium gebildet sein. Die Busbars 320 können daher auch als Aluminium-Redundanzlinien bezeichnet werden. Beispielsweise werden die Busbars 320 mittels eines Siebdrucks einer Aluminimium-Paste ausgebildet und einer nachfolgenden Einlegierung des Aluminiums durch einen Feuerungsschritt. In verschiedenen Weiterbildungen weisen Busbars 320 jeweils eine Länge in einem Bereich von ungefähr 30 mm bis ungefähr 156 mm, eine Breite in einem Bereich von ungefähr 0,08 mm bis ungefähr 2 mm und eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 0,01 mm bis ungefähr 0,2 mm aufweist.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind die mehreren Zellverbinder 220 nebeneinander angeordnet, beispielsweise implementiert als Kontaktdrähte (auch bezeichnet als Solarzellenverbinder-Drähte) und/oder Kontaktbändchen (auch bezeichnet als Solarzellenverbinder-Bändchen). Die Zellverbinder 220 sind eingerichtet zum Sammeln und Übertragen elektrischer Energie, die von der Photovoltaikschicht einer jeweiligen Solarzelle erzeugt worden ist. Die Zellverbinder 220 sind beispielsweise Drähte des Smart-Wire-Verfahrens oder konventionelle Zellverbinder. Die Zellverbinder 200 werden auf die Lötpads 210 gelötet.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist wenigstens ein Zellverbinder 220 zwischen zwei Busbars 320 angeordnet. In verschiedenen Weiterbildungen ist ein Busbar genau mittig zwischen zwei Zellverbindern 220 angeordnet. In verschiedenen Weiterbildungen koppeln die Zellverbinder 220 mehrere Lötpads 210 miteinander elektrisch.
  • Die Zellverbinder 220 können aufweisen oder bestehen aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise metallisch leitfähigem Material. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Zellverbinder 220 aufweisen oder bestehen aus einem oder mehreren metallischen Materialien, beispielsweise aus einem oder mehreren der folgenden Metalle: Cu, Al, Au, Pt, Ag, Pb, Sn, Fe, Ni, Co, Zn, Ti, Mo, W, und/oder Bi. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Zellverbinder 220 aufweisen oder bestehen aus einem Metall, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Cu, Au, Ag, Pb, und Sn. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Zellverbinder 220 eine grundsätzlich beliebige Querschnittform aufweisen wie beispielsweise eine runde (beispielsweise kreisrunde) Form, ein ovale Form, eine Dreieckform, eine Rechteckform (beispielsweise eine quadratische Form), oder jede andere beliebige geeignete Polygonform. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Zellverbinder 220 ein Metall aufweisen, beispielsweise Nickel, Kupfer, Aluminium und/oder Silber oder ein anderes geeignetes Metall oder eine Metalllegierung, beispielsweise Messing. Weiterhin können die Zellverbinder 220 mit einem Metall oder einer Metalllegierung beschichtet werden oder sein, beispielsweise mit Silber, Sn und/oder Nickel und/oder einer Lotbeschichtung, aufweisend oder bestehend beispielsweise aus Sn, SnPb, SnCu, SnCuAg, SnPbAg, SnBi. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können ein mehrere Zellverbinder 220 in einer jeweiligen Rückseitenkontaktstruktur vorgesehen sein, beispielsweise eine Anzahl in einem Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 60, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 50, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 20 bis ungefähr 40, beispielsweise ungefähr 30. In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden die Zellverbinder 220 der vorkonfektionierten Rückseitenkontaktstruktur mit den Metallisierungsstrukturen, beispielsweise den Lötpads 210 in einem später durchgeführten Prozess verlötet. Um die Anbindung der Zellverbinder 220 an die Metallisierungsstrukturen zu verbessern, können letztere beispielsweise durch ein Schwalllötverfahren vorbelotet werden.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Rückseitenkontaktstruktur 300 beim Smart-Wire-Layout eine Mehrzahl von elektrisch nicht leitfähigen und, beispielsweise voneinander getrennten, flächigen Elementen auf, auf welchen die Zellverbinder 220 angeordnet sind, beispielsweise aufgeklebt sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die Zellverbinder 220 somit beispielsweise klebend mit den flächigen Elementen verbunden sein. In verschiedenen Ausführungsbeispielen können die elektrisch nicht leitfähigen flächigen Elemente von beispielsweise einem durchgängigen Element gebildet werden oder sein, beispielswiese einer durchgängigen Klebefolie, die beispielsweise von einer Rolle anschaulich in Form eines „Endlosbandes” bereitgestellt werden kann. Die elektrisch nicht leitfähigen flächigen Elemente können beispielsweise perforiert sein, oder auch nur in einzelnen Teilbereichen, beispielsweise mittels Verbindungsstegen, miteinander verbunden sein.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann anschaulich eine Vielzahl im Wesentlichen paralleler Zellverbinder 220 (beispielsweise in Form von Kontaktdrähten (auch bezeichnet als Verbinderdrähte) 220 oder Kontaktbändchen (auch bezeichnet als Verbinderbändchen) 220 – im Folgenden auch als Verbinderfeld bezeichnet – jeweils mit einer selbstklebenden Kunststofffolie beklebt werden. Dies kann beidseitig oder einseitig erfolgen. Die Aufbringung einer ersten Klebefolie und optional einer zweiten Klebefolie kann gleichzeitig oder in zwei Schritten erfolgen. Anschaulich wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine bandförmige Rückseitenkontaktstruktur derart gestaltet, dass eine Vielzahl im Wesentlichen parallel verlaufender Zellverbinder 220 (Bändchen oder Draht) beispielsweise durch klebende Kunststofffolien (allgemein durch elektrisch nicht-leitende flächige Elemente) fixiert sind.
  • In verschiedenen Weiterbildungen können die Kontaktfinger 310 unter dem Zellverbinder 220 durchgängig sein oder auch unterbrochen sein. In verschiedenen Weiterbildungen ist der Bereich zwischen den Zellverbindern 220 und der Rückseite frei von Kontaktfingern 310.
  • In verschiedenen Weiterbildungen ist der Bereich zwischen den Zellverbindern 220 und der Rückseite frei von Busbars 320. Der Bereich unterhalb der Zellverbinder 220 ist frei von Busbars 320. Die Busbars 320 sind parallel zu den Zellverbindern 220 verschoben. Die Busbars 320 sind somit von den Lötpads entkoppelt.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Bereich unterhalb der Zellverbinder 220, d. h. der Bereich zwischen den Zellverbindern 220 und der Rückseite des Substrates 202, der senkrecht zu den Kontaktfingern 310 verläuft, frei, beispielsweise frei von Metall.
  • In verschiedenen Weiterbildungen weist der Bereich zwischen den Zellverbindern 220 und der Rückseite ein drittes Material auf. Das dritte Material kann unterschiedlich zu dem ersten Metall und dem zweiten Metall sein. Das dritte Material kann beispielsweise ein Dielektrikum sein, beispielsweise ein Kunststoff, ein Harz oder Ähnliches. Das dritte Material kann beispielsweise eine nicht-leitende Stützstruktur für die Zellverbinder sein. Alternativ oder zusätzlich kann das dritte Material ein Folie sein, auf der die Zellverbinder angeordnet sind.
  • In verschiedenen. Weiterbildungen sind wenigstens zweimal, vorzugsweise wenigstens dreimal, mehr Kontaktfinger 310 vorgesehen als Lötpads 210 je Zellverbinder 220, In verschiedenen Weiterbildungen sind die Busbars 320 jeweils derart ausgebildet, dass sie einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen als ein einzelner Kontaktfinger 310.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind die Busbars 320 jeweils derart ausgebildet, dass sie denselben elektrischen Widerstand aufweisen wie ein einzelner Kontaktfinger 310.
  • Weiterhin veranschaulicht in 3 ist ein Stromsammelbereich 330 für den Strom, der durch einen angrenzenden Kontaktfinger in ein Lötpad 210 fließt. In dem in 3 gezeigten Layout und unter der Annahme von typischerweise 12 Lötpads 210 pro 156 mm Länge und 13 Busbars 320 genügt eine Breite der Busbars 320 von weniger als 100 μm, um eine ausreichende Querleitfähigkeit aufzuweisen. Die Busbars 320 können damit die normale Breite der Kontaktfinger 310 aufweisen und tragen nur sehr wenig zur Verschattung bzw. Abschattung bei.
  • Abschätzung der zulässigen Busbar-Breite:
    Als Voraussetzung wird angenommen, dass die Verlustleistung des Smart-Wire-Layouts PSW diejenige eines 5-Busbar-Layouts P5Busbar mit 3 mm breiten Busbars 320 nicht überschreiten darf.
  • Für einen Abstand der Zellverbinder 220 von etwa 12 mm und einen Abstand der Lötpads 210 von etwa 15 mm beträgt die Fläche des Bereichs 330, deren generierter Strom durch den Busbar abgeführt wird, 90 mm2. Bei einem angenommenen Jsc = 44 mA/cm2 für eine bifazial betriebene Solarzelle, beträgt der Strom etwa 40 mA.
  • Beim 5-Busbar Layout mit 6 Lötpads beträgt die Einsammelfläche 25·32 mm2 = 800 mm2. Der Strom beträgt dann 350 mA.
  • Wenn die Verlustleistung P = I2·R = I2·ρAl·l/(h·b) beider Konfigurationen gleich sein soll (es bedeuten: I: Strom, R: Widerstand, ρAl: spezifischer Widerstand des Aluminiumbusbars, l: Länge, b: Breite, h: Höhe des Busbars), d. h. P5Busbar = PSW ergibt sich die Breite des Busbars 320 für das Smart-Wire-Layout zu bSW = ISW 2/I5Busbar 2·b5busbar = 40 μm < 100 μm. 100 μm Busbar-Breite ergeben damit noch einen kleineren Serienwiderstand als die 3 mm breiten Busbars 320 des 5-Busbar-Layouts.
  • 4 zeigt eine schematische Aufsicht einer Rückseitenkontaktstruktur eines bifazialen Photovoltaikmoduls gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Das Photovoltaikmodul gemäß 4 ist ähnlich dem Photovoltaikmodul gemäß 2 und 3, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung der Merkmale des Photovoltaikmoduls gemäß 2 und 3 verwiesen wird, welche ebenfalls für die Photovoltaikmodul gemäß 4 gilt bis auf die im Folgenden erläuterten Unterschiede.
  • In verschiedenen Weiterbildungen sind die Busbars 320 im Wesentlichen parallel zu den Zellverbindern 220 angeordnet. Alternativ sind die Busbars 320 schräg zu einem Zellverbinder 220 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich weisen die Busbars 320 in ihrer Längsrichtung eine Krümmung oder einen Knick auf, beispielsweise eine gebogene Form.
  • Mit anderen Worten: In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist die Rückseitenkontaktstruktur 400 wenigstens einen oder mehrere Busbars 320, 410, 420 auf, wobei einer oder mehrere der Busbars eine Krümmung oder einen Knick entlang ihrer Längsrichtung aufweisen (veranschaulicht am Beispiel eines gekrümmten Busbars 410). Alternativ oder zusätzlich kann ein oder mehrere Busbars in einem Winkel, d. h. schräg, zu wenigstens einen Zellverbinder angeordnet sein (veranschaulicht am Beispiel des schräg verlaufenden Zellverbinders 420).

Claims (15)

  1. Bifaziales Photovoltaikmodul mit mindestens einer bifazialen Solarzelle, die mindestens eine bifaziale Solarzelle aufweisend: ein Substrat (202) mit einer Vorderseite und einer Rückseite (214), wobei die Vorderseite (216) die Lichteinfallsseite ist und die Rückseite (214) eine Rückseitenkontaktstruktur (200, 300, 400) aufweist, wobei die Rückseitenkontaktstruktur (200, 300, 400) aufweist: • eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Kontaktfingern (310), die ein erstes Metall aufweisen; • eine Vielzahl von mit den Kontaktfingern (310) elektrisch leitend gekoppelte Lötpads (210), wobei die Lötpads (210) eine Oberseite (204) aufweisen; • wobei die Lötpads (210) ein zweites Metall aufweisen, das unterschiedlich zu dem ersten Metall ist; und • mehrere mit den Lötpads (210) elektrisch leitend gekoppelte Zellverbinder (220); • wobei die Oberseite (204) der Lötpads (210) in einem Bereich entlang einer Richtung frei ist von den Kontaktfingern (310); und • wobei die Zellverbinder (220) auf oder über diesem Bereich planar angeordnet sind.
  2. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß Anspruch 1, wobei die Kontaktfinger (310) im Wesentlichen senkrecht zu den Zellverbindern (220) angeordnet sind.
  3. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Rückseitenkontaktstruktur (200, 300, 400) ferner mehrere mit den Kontaktfingern (310) elektrisch leitend gekoppelte Busbars (320) aufweist.
  4. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß Anspruch 3, wobei die Busbars (320) das erste Metall aufweisen.
  5. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Busbars (320) im Wesentlichen parallel zu den Zellverbindern (220) angeordnet sind.
  6. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei wenigstens ein Zellverbinder (220) zwischen zwei Busbars (320) angeordnet ist.
  7. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein Busbar genau mittig zwischen zwei Zellverbindern (220) angeordnet ist.
  8. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zellverbinder (220) mehrere Lötpads (210) miteinander elektrisch koppeln.
  9. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwischen zwei Lötpads (210) wenigstens ein Kontaktfinger (310) angeordnet ist.
  10. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Bereich zwischen den Zellverbindern (220) und der Rückseite (214) frei ist von Kontaktfingern (310).
  11. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei der Bereich zwischen den Zellverbindern (220) und der Rückseite (214) frei ist von Busbars.
  12. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die Kontaktfinger (310) mit wenigstens einem Lötpad (210) und/oder mit wenigstens einem Busbar (320) elektrisch gekoppelt sind.
  13. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei wenigstens ein Teil der Lötpads (210) lateral mit den Kontaktfingern (310) verbunden ist oder auf oder unter den Kontaktfingern (310) angeordnet ist.
  14. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Zellverbinder (220) als ein Draht und/oder ein Band ausgebildet sind.
  15. Bifaziales Photovoltaikmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Lötpads (210) in Spalten und Zeilen angeordnet sind, wobei die Anordnung derart ist, dass Lötpads (210) benachbarter Spalten jeweils um eine Zeile versetzt angeordnet sind.
DE202015106557.4U 2015-12-02 2015-12-02 Bifaziales Photovoltaikmodul Active DE202015106557U1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202015106557.4U DE202015106557U1 (de) 2015-12-02 2015-12-02 Bifaziales Photovoltaikmodul
US15/098,346 US10665744B2 (en) 2015-12-02 2016-04-14 Bifacial photovoltaic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202015106557.4U DE202015106557U1 (de) 2015-12-02 2015-12-02 Bifaziales Photovoltaikmodul

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202015106557U1 true DE202015106557U1 (de) 2016-01-04

Family

ID=55135157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202015106557.4U Active DE202015106557U1 (de) 2015-12-02 2015-12-02 Bifaziales Photovoltaikmodul

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10665744B2 (de)
DE (1) DE202015106557U1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3331028A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-06 LG Electronics Inc. Solarzelle und solarzellenplatte damit

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3095550B1 (fr) * 2019-04-26 2021-05-21 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d’un dispositif photo-emetteur et/ou photo-recepteur a grille de separation optique metallique
CN112038439A (zh) * 2020-09-11 2020-12-04 福州大学 一种CZTSSe柔性双面太阳电池及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391235A (en) * 1992-03-31 1995-02-21 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and method of manufacturing the same
US5951786A (en) * 1997-12-19 1999-09-14 Sandia Corporation Laminated photovoltaic modules using back-contact solar cells
DE102004013833B4 (de) * 2003-03-17 2010-12-02 Kyocera Corp. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
US8049099B2 (en) * 2006-03-01 2011-11-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell and solar cell module including the same
WO2008045511A2 (en) * 2006-10-11 2008-04-17 Gamma Solar Photovoltaic solar module comprising bifacial solar cells
JP2009152222A (ja) * 2006-10-27 2009-07-09 Kyocera Corp 太陽電池素子の製造方法
US8113333B2 (en) * 2006-11-13 2012-02-14 Otis Elevator Company Step band guard for a passenger conveyor
JPWO2008078741A1 (ja) * 2006-12-26 2010-04-30 京セラ株式会社 太陽電池モジュール
WO2009060753A1 (ja) * 2007-11-09 2009-05-14 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法
JP5515367B2 (ja) * 2009-03-31 2014-06-11 三洋電機株式会社 太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システム
DE102010016675A1 (de) 2010-04-28 2011-11-03 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul, Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen, und Einrichtung zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen
CN108258074B (zh) 2010-05-28 2021-06-08 太阳能世界工业有限公司 太阳能电池组合体
DE102014118332A1 (de) 2014-12-10 2016-06-16 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul
DE202015102238U1 (de) 2015-05-04 2015-06-01 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaik-Zelle und Photovoltaik-Modul

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3331028A1 (de) * 2016-12-02 2018-06-06 LG Electronics Inc. Solarzelle und solarzellenplatte damit
JP2018093167A (ja) * 2016-12-02 2018-06-14 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びこれを含む太陽電池パネル
US11843062B2 (en) 2016-12-02 2023-12-12 Shangrao Jinko solar Technology Development Co. Solar cell and solar cell panel including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20170162737A1 (en) 2017-06-08
US10665744B2 (en) 2020-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011001061B4 (de) Solarzellenverbinder-Elektrode, Solarzellenmodul und Verfahren zum elektrischen Verbinden mehrerer Solarzellen
DE102010016476B4 (de) Verfahren zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle, Photovoltaikzelle, Photovoltaikmodul, Anordnung zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle
DE102012001269B4 (de) Solarzellenpaneel
DE112016002849T5 (de) Metallisierung und Aneinanderreihung bei Rückkontaktsolarzellen
DE112010005717T5 (de) Solarbatteriemodul und Herstellungsverfahren für dieses
DE202015102238U1 (de) Photovoltaik-Zelle und Photovoltaik-Modul
EP2758993B1 (de) Dünnschichtsolarmodul mit serienverschaltung und verfahren zur serienverschaltung von dünnschichtsolarzellen
DE102006057454A1 (de) Photovoltaisches Modul
DE102010017180A1 (de) Solarzelle, Solarmodul, und Verfahren zum Verdrahten einer Solarzelle, und Kontaktdraht
EP2324508A2 (de) Solarzelle und solarzellenmodul mit einseitiger verschaltung
EP2817830A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines solarmoduls und ein solarmodul mit flexiblen dünnschicht-solarzellen
DE202015101360U1 (de) Solarzelle
DE102012000291A1 (de) Solarzelle und Verfahren zur Herstellung derselben
DE102014116498A1 (de) Solarzellenmodul und Solarzelle davon
DE102007035883A1 (de) Rückkontaktsolarzelle und Solarmodul mit reduzierten Serienwiderständen
DE112012006596T5 (de) Solarzellenmodul und Verfahren zum Fertigen eines Solarzellenmoduls
DE202015106557U1 (de) Bifaziales Photovoltaikmodul
EP2543075A2 (de) Solarzelle mit spezieller busbarform, diese solarzelle enthaltende solarzellenanordnung sowie verfahren zur herstellung der solarzelle
DE112019004856T5 (de) Solarzelle mit umlaufendem finger
DE102018007387B4 (de) Solarzelle und Solarzellentafel damit
DE112009005480T5 (de) Solarbatteriemodul
DE102012003455A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Solarmoduls und ein Solarmodul mit flexiblen Dünnschicht-Solarzellen
DE102012107472A1 (de) Solarzelle und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE102017223897B4 (de) Solarzelle mit einer Mehrzahl von Unterzellen, die durch eine Verschaltung auf Zellenebene gekoppelt sind
DE112012006446T5 (de) Solarzellen-Fertigungsverfahren, Solarzellenmodul-Fertigungs-Verfahren und Solarzellenmodul

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification
R082 Change of representative
R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R151 Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MEYER BURGER (GERMANY) GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: SOLARWORLD INNOVATIONS GMBH, 09599 FREIBERG, DE

R152 Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years