DE29710301U1 - Photovoltaische Solarzellenanordnung - Google Patents
Photovoltaische SolarzellenanordnungInfo
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Description
Reitstall Icking 12.6.97
Photovoltaisehe Solarzellenanordnung
Durch den Aufbau bekannter photovoltaischer Solarzellen
ergibt sich ein vergleichsweise Gewicht mit hohem Kostenaufwand bei auch auf die elektrische Leistung der photovoltaischen
Schichten beschränktem Wirkungsgrad.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine photovoltaische Solarzellenanordnung
mit langgestreckten und mit mindestens jeweils einer photovoltaischen Schicht beschichteten
Elektroden zu schaffen, welche parallel zueinander gemeinsam auf einer spiegelnden und elektrisch leitfähigen
Oberfläche einer Tragschicht auf Abstand voneinander und in einem elektrisch leitendem Kontakt angeordnet sind,
bei der einerseits die Herstellung der Träger der photovoltaischen Schichten in kontinuierlicher Massenfertigung
erfolgen kann und diese andererseits zu Modulen angeordnet sind, welche eine sparsame Anwendung des photovoltaischen
Schichtmaterials erlauben und zugleich auch biegsame und leichtgewichtige Module mit verbesserter
Ausnutzung des eingestrahlten Sonnenlichts ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine photovoltaische Solarzellenanordnung
mit langgestreckten und mit mindestens jeweils einer photovoltaischen Schicht beschichteten
Elektroden, welche parallel zueinander gemeinsam auf einer spiegelnden und elektrisch leitfähigen Oberfläche einer
Tragschicht auf Abstand voneinander und in einem elektrisch leitendem Kontakt angeordnet sind.
Dabei kann vorzugsweise zwischen der Elektrode und ihrer photovoltaischen Beschichtung eine Verspiegelung vorgesehen
sein.
Obwohl das Material der die photovoltaischen Beschichtung tragenden Elektrode vorzugsweise aus gut elektrisch leitendem
Metall, wie z.B. Kupfer oder auch Stahl besteht, kann dieses auch einen Innenkern aus Kunststoff (auch
elektrisch leitendem) und einet elektrisch gut leitendem
Beschichtung bestehen, welche auch die Verspiegelung gewährleisten kann und der verstärkten Biegsamkeit des Moduls
dient.
Dabei sollen vorzugsweise die langgestreckten Elektroden draht- oder fadenförmig ausgebildet sein und insbesondere
der Abstand der parallel zueinander verlaufenden beschichteten Elektroden zwischen dem einfachen und sechsfachen
Wert des Radius der Elektroden betragen und in bevorzugter Ausführung den einfachen und doppelten Betrag
des Durchmessers der Elektroden betragen.
Durch den weiteren Aufbau der mit den vorgenannten Elektroden aufgebauten Solarzellenmodule nach den Ansprüchen
5-15 wird sowohl die vereinfachte und billige Herstellung als auch die Leichtgewichtigkeit und Biegsamkeit und Flexibilität
der Module gewährleistet.
Die Erfindung ist nachstehend in mehreren bevorzugten Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Es zeigt
Figur 1 eine Querschnittsdarstellung durch die
erfindungsgemäße Anordnung mit dem Variationen
a bis c,
erfindungsgemäße Anordnung mit dem Variationen
a bis c,
Figur 2 eine querschnittsmäßige Darstellung der
Erfindung einer abgewandelten Ausführungsform
mit den Variationen a und b,
Erfindung einer abgewandelten Ausführungsform
mit den Variationen a und b,
Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt durch 'eine
photovoltaisch beschichtete Elektrode,
photovoltaisch beschichtete Elektrode,
Figur 4 eine doppelseitige Ausführungsform der
E r f i ndung, und
E r f i ndung, und
Figur 5 eine flächige Draufsicht auf ein Solarzellenmodul
.
.
Gemäß Figur 1 sind die mit einer photovoltaischen Schicht ummantelten im Querschnitt faden- oder drahtförmigen
Elektroden 2 im Querschnitt durch ein Solarmodul 1 auf der spiegelnden Oberfläche 4 einer Tragschicht 5 wiedergegeben.
Dabei sind die zueinander parallel nebeneinander angeordneten Elektroden 2 in einem Abstand 7 voneinander
angeordnet, der z.B. einen^ Durchmesser der Elektroden 2 entspricht, so daß das einfallende Sonnenlicht über einen
Winkel 2-ä sowohl auf die photovoltaische Schicht 3 als
auch teilweise auf die im Abstand 7 zugänglichen Bereiche der spiegelnden Oberfläche 4, an der s^e"7 praktisch rundum
gegen die photovoltaischen Schichten (3) gespiegelt wird.
Der Abstand 7 bildet mit den beschichteten Elektroden 2 insofern eine Lichtfalle (light trap), welche sogar bei
Schrägstellung des Sonnenlichteinfalls wirksam ist (Figur
ic) .
Außerdem erfolgt in dieser Anordnung auch keine Abschattung
der Elektroden gegeneinander. Durch den Abstand 7 wird die photovoltaische Schicht 3 durch die spiegelnde
Oberfläche 4 auch im unteren Umfangsbereich beleuchtet.
Die spiegelnde Oberfläche 4 ist selbst an der Auflagefläche der Schicht 3 auf der Oberfläche 4 wirksam, auch bezüglich
der innerhalb von deren Ringbereich umlaufenden Photonen. Damit ist praktisch der volle Umfang 11 (Figur
3) der Schicht 3 wirksam. Das entspricht im Vergleich zu plattenförmigen Solarzellen der 3, 14-fachen Oberfläche
(Figur 3) . Die Spiegelflächen in den Abständen 7 ergeben nochmals eine Lichtausbeute von 60-100% einer photovoltaischen
Fläche, wobei eine Spiegelfläche in der Herstellung weit billiger und leichter als eine photovoltaische
Schicht ist.
Durch Verwendung einer Spiegelschicht mit kleinen Löchern 9 wird das Modul 1 sogar teilweise lichtdurchlässig.
In der in Figur 1 linken Elektrode ist ihr Querschnitt in Schnittdarstellung wiedergegeben, auch um ihren faden-
oder drahtförmigen Querschnitt zu zeigen. In der Quer-
schnittsfläche der übrigen Elektroden 2 ist die Polung
mit (-) angegeben, so daß der einheitliche Aufbau der aus einer P- und einer &eegr;-Schicht aufgebauten photovoltaischen
Schicht 3 beschrieben ist, wobei der p-/n-Übergang 10 aus einer P- und einer &eegr;-Schicht gestrichelt angedeutet ist.
Dementsprechend ist die Tragschicht 5 mit ihrer spiegelnden Oberfläche 4, welche mit der Umfangsflache 11 der ummantelten
Elektroden 2 in festem elektrischen Kontakt steht, als +-Pol mit der elektrischen Abnahmeschaltung 12
verbunden, während die f-]geladenen Elektroden 2 den Gegenpol
bilden.
Der elektrisch leitende Kontakt kann mittels eines elektrisch leitenden Klebers - auch Kontaktklebers, - 13 oder
Laser- bzw. HF-Verschweißen gewährleistet sein oder durch eine Glas- oder Kunststoffscheibe 14 als Schutzschicht 15
(siehe Figur la) mit der die Elektroden 2 gegen die Tragschicht 5 beidseitig gepreßt gehalten werden, beispielsweise
durch ein Vakuum im Bereich der Abstände 7.
Bei Verwendung einer flexiblen, biegsamen Folie als Schutzschicht 15 kann diese gemäß Figur la beispielsweise
durch ein Vakuum in den Raum zwischen den Elektroden tiefgezogen werden, wodurch die Elektroden 2 auf ihrer
Oberseite nur durch die Spannung der Folien-Schutzschicht
15 gehalten werden, womit aber der Vorteil verbunden ist, daß eine seitliche Gleitbewegung die Biegsamkeit des Moduls
1 unterstützt.
Gemäß Figur 2b kann eine Folie als Schutzschicht 15 mittels mechanischen Druck durch ein Rillenrad 16 gegen die
Mitte des Abstands 7 der spiegelnden Oberfläche 4 gepreßt und damit fest verbunden werden. Damit ergibt sich insbesondere
dann eine starke Verbesserung der Biegsamkeit des Moduls 1 um die Achsen der Elektroden, wenn auch die
Tragschicht 5 mit großer Biegsamkeit gewählt wird.
Gemäß Figur 3 besitzt eine mit einer photovoltaischen Schicht 3 ummantelte Elektrode 2 eine innere P-(oder n-)
dotierte Schicht 17 und außerhalb eines P-/n-Übergangs 19 eine n-(oder P-) dotierte Schicht 18, an deren Umfang 11
sie in der einen Aus f ührung s form mit der spiegelnden Oberfläche 4 in elektrisch leitendem Kontakt steht, während
die Elektrode 2 den Gegenpol bildet. Wenn, die Dicke der Schicht 2 0 der spiegelnden Oberfläche 4 zur Leitung
der Ladungen groß genug ist, kann die Elektrode 2 auch aus einem flexiblen Kunststoffkern mit elektrisch leitender
Ummantelung mit spiegelnder Oberfläche 21 bestehen.
In Figur 2 sind die Elektroden 2 mit unterschiedlicher Polung dargestellt. Dabei kann die photovoltaische
Schicht 3 entweder abwechselnd aus &eegr;-dotiertem und P-dotiertem Material bestehen, wobei beide Polungen an ihrer
Umfangsflache 11 miteinander verbunden sind und die Stromabnahme 22 jeweils von den gegenpoligen Elektroden 2
erfolgt.
Dabei bildet die spiegelnde Oberfläche 4 keine Elektrode des Moduls 1, sondern nur den elektrisch leitenden Kon-
takt der Umfangsflachen 11 der nebeneinander liegenden
beschichteten Elektroden 2.
Dasselbe gilt, wenn die photovoltaische Schicht 3 zweier nebeneinander liegenden beschichteten Elektroden 3 in invers
aufgebaut ist (18=P, 17=n/18=n, 17=P).
Gemäß Figur 4 sind zwei Lagen von beschichteten Elektroden vorgesehen, und zwar eine an der Vorderseite und eine
auf der Rückseite der Tragschicht 5, die jeweils: auf Lücke zum gegenüberliegenden Abstand 7 angeordnet sind:
Dabei besitzt die Tragschicht 5 beidseits eine spiegelnde Oberfläche 4. Wenn sie biegsam-elastisch ausgebildet ist,
können die Elektroden 2 jeweils teilweise in den gegenüberliegenden Abstandsbereich hineingepreßt sein, so daß
sich eine stark biegsame Ausbildung mit beidseitiger Lichtausbeute ergeben kann.
Wenn auch - wie mit 24 angedeutet - die äußeren Schutzschichten 15 als Folie und zwischen die Elektroden 2 einprägbar
ausgebildet sind, läßt sich eine noch verbesserte Biegbarkeit erzielen.
Wenn gemäß Figur 4 die Länge der Elektroden 2 bis an beide Enden angeschlossenen Sammelstromleitungen 25 kürzer
ist als die quer dazu liegende Länge des Moduls 1, dann ergibt sich bei den geringsten Ohm1sehen Verlusten
dessen größte Fläche.
Claims (15)
1. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) mit langgestreckten und mit mindestens jeweils einer photovoltaischen
Schicht (3 ) beschichteten Elektroden, welche parallel zueinander gemeinsam auf einer spiegelnden und
elektrisch leitfähigen Oberfläche (4) einer Tragschicht (5 ) auf Abstand (7 ) voneinander mit in einem elektrisch
leitenden Kontakt (26) angeordnet sind.
·■/
2. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten
Elektroden (2) draht- oder fadenförmig ausgebildet sind.
3. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Abstand (7) der parallel zueinander
verlaufenden beschichteten Elektroden (2) zwischen dem einfachen und sechsfachen Wert des Radius der
Elektroden (2) beträgt.
4. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 3, bei der der Abstand (7) zwischen den Elektroden
(2) den einfachen und doppelten Betrag des Durchmessers der Elektroden (2) beträgt.
5. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Elektroden (2)
an der spiegelnden Oberfläche (4) durch Verschweißen oder Verkleben elektrisch leitend festigt sind.
6. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem
der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Tragschicht (5) flexibel und biegsam verformbar ist.
7. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Tragschicht
(5) elektrisch gut leitend ist.
8. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Elektroden
(2) zur Lichteinfalls-Seite hin mit einer voll lichtdurchlässigen
Schutzschicht bedeckt sind.
9. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche als ganzes zur
Lichteinfalls-Seite hin mit einer voll lichtdurchlässigen Schutzschicht bedeckt sind.
10. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 9, bei der die Schutzschicht (15) eine Glasplatte
ist.
11. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 9, bei der die Schutzschicht (15) eine flexible
Folie ( ) ist.
12. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach Anspruch 11, bei der die Schutzschicht (15) in mindestens
teilweise die Abstände (7) zwischen den Elektroden (2) hineingeprägt ist.
13. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Elektroden
(2) beidseits auf einer auf beiden Seiten mit einer spiegelnden Oberfläche (4) versehenen Tragschicht angeordnet
sind.
14. Photovoltaische Solarzellenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die beidseitig
der Tragschicht (5) angeordneten Elektroden (2) auf Lücke gegeneinander angeordnet sind.
15. Photovoltaische Solarzellenanordnung. (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die beschichteten
Elektroden (2) zwischen Tragschicht (5) und Schutzschicht (15) zusammengepreßt sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29710301U DE29710301U1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Photovoltaische Solarzellenanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29710301U DE29710301U1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Photovoltaische Solarzellenanordnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29710301U1 true DE29710301U1 (de) | 1998-10-08 |
Family
ID=8041557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29710301U Expired - Lifetime DE29710301U1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Photovoltaische Solarzellenanordnung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29710301U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19909417A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-11-16 | Manfred Baumgaertner | Aus Fasern aufgebauter Sonnenkollektor |
-
1997
- 1997-06-12 DE DE29710301U patent/DE29710301U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19909417A1 (de) * | 1999-03-04 | 2000-11-16 | Manfred Baumgaertner | Aus Fasern aufgebauter Sonnenkollektor |
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Effective date: 19981119 |
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Effective date: 20010801 |