DE60317805T2

DE60317805T2 - Elektrode für fotovoltaische zellen, fotovoltaische zelle und fotovoltaisches modul

Info

Publication number: DE60317805T2
Application number: DE60317805T
Authority: DE
Inventors: Leonid B. Vancouver RUBIN; George L. Vancouver RUBIN
Original assignee: Day4 Energy Inc
Current assignee: Day4 Energy Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: CN100431175C; CA2496557C; CN1679174A; JP2010045402A; US20090025788A1; BRPI0313851B1; ZA200501563B; DK1547158T3; DE10239845C1; SI1547158T1; DE60317805D1; US20050241692A1; CA2496557A1; AU2003258427A1; ATE379849T1; HK1130365A1; PT1547158E; KR101014393B1; KR20050059156A; CN101425546B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrode zum Kontaktieren elektrisch leitfähiger Flächen, insbesondere zum Kontaktieren eines oder mehrerer fotovoltaischer (PV) Elemente als Teil einer Fotovoltaikzelle oder Solarzelle. Die Erfindung bezieht sich ferner auf mit dieser Elektrode hergestellte Fotovoltaikzellen.
Die Erzeugung elektrischer Energie durch Fotovoltaik hat einen hohen Standard erreicht. Die Herstellung von PV-Zellen und PV-Modulen ist allerdings immer noch recht kompliziert und teuer. Auch ist der Wirkungsgrad der Energieerzeugung mittels PV-Modulen mit einem maximalen Wirkungsgrad von etwa 17% recht gering. Die Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe der Fotovoltaik ist daher unter den gegenwärtigen Bedingungen wirtschaftlich nur akzeptabel, wenn sie in irgendeiner Weise unterstützt und/oder subventioniert wird, z. B. durch das sogenannte 100000-Dächerprogramm in Deutschland oder ähnliche Programme in Kalifornien, USA. Es besteht daher immer noch ein hoher Bedarf auf dem Gebiet der Fotovoltaik, die Herstellungskosten zu verringern und den Wirkungsgrad der Energieerzeugung mittels PV-Elementen und -Modulen zu erhöhen.
Übliche PV-Zellen enthalten ein Halbleiterelement mit einem Übergang des Typs (n⁺n(oder p)p⁺) auf der Basis mono- oder polykristallinen Siliziums, amorphem Siliziums und anderer Dünnfilm-Halbleiter mit einem eingebetteten pn-Übergang. Eine Oberfläche des Elements ist im allgemeinen mit einer Metallschicht wie Aluminium oder nichtrostendem Stahl abgedeckt, während die andere mit einem nicht reflektierenden Überzug versehen ist. Beide Oberflächen stehen mit Elektroden in Berührung, die die erzeugte elektrische Energie aufnehmen und abführen. Diese Struktur ist zwischen transparenten Schutzschichten wie Glas eingebettet.
Die Elektroden werden durchweg nach dem Siebdruckverfahren hergestellt. Derart hergestellte Elektroden haben aber einen hohen Reihenwiderstand. Darüber hinaus sind teure Geräte und Ausrüstungen zur Herstellung notwendig und die Möglichkeiten der Kostenreduzierung sind bei Anwendung dieser Technologie begrenzt.
US 4 380 112 A (Little) beschreibt ein fotovoltaisches Element mit einer Elektrode zum Kontaktieren eines PV-Elements, die einen elektrisch isolierenden, optisch transparenten Träger aufweist. Die Drähte der Elektrode sind in den elektrisch isolierenden, optisch transparenten Träger so eingebettet, dass sie an ihrer einen, der „inneren" Seite freiliegen. Das PV-Element wird komplettiert, indem die innere Oberfläche des transparenten Films zusammen mit den Gitterelementen auf die freie Fläche des vorderen Halbleiterelements gebondet wird.
Der elektrisch isolierende, optisch transparenten Film besteht aus Glas, so dass beim Einbetten des Drahtgitters in den Film die Struktur gepresst und auf eine Temperatur von etwa 700°C (den Schmelzpunkt von Glas) erhitzt wird. Ein dauerhafter Kontakt zwischen den Metalldrähten und der Halbleiteroberfläche entsteht durch elektrostatisches Sondieren, d. h. es wird eine hohe Spannung an das Glas-Metalldraht-Halbleiter-Sandwich angelegt, das wiederum auf 700°C erhitzt wird.
Das Erhitzen der Strukturen während der Herstellung ist kompliziert und mühsam. Die Produktionskosten sind daher verhältnismäßig hoch. Darüber hinaus bedeuten die wiederholten Erhitzungs-Schritte das Risiko von Fehlern und Ausschuss.
Aus der EP 0 807 980 A (Canon KK) und US -5,759,291 A (Ichinose et al.) ist ein Halbleiterelement (Wafer) mit parallelen metallischen Kontakt- oder Stromabnahmedrähten (Elektroden) bekannt, die mittels eines leitfähigen Klebers, in dem leitfähige Teilchen dispergiert sind, auf der Oberfläche des Elements fixiert sind. Diese Elektrodendrähte sind parallel zwischen Anschlussleitern angeordnet, die längs der Kanten des Elements verlaufen. Bei dieser Elektrodenart ist der ohmsche Kontaktwiderstand zwischen der Halbleiteroberfläche und den Drähten verhältnismäßig hoch, was besonders bei konzentrierter Sonneneinstrahlung zu einem hohen Energieverlust und geringen Wirkungsgrad führt. Auch die Herstellung derartiger Zellen ist recht kompliziert.
Aus der US 5 084 107 A (Deguchi et al.) sind eine ähnliche Solarzelle und eine Reihe von Solarzellen bekannt, bei denen metallische Elektrodendrähte mittels eines Klebstoffes auf die Oberfläche des fotovoltaischen Elements geklebt sind. In dem Klebstoff sind leitfähige Teilchen dispergiert. Auch bei dieser Elektrodenanordnung sind die Herstellungskosten und der Übergangswiderstand zwischen den Drähten und der Oberfläche des Elements recht hoch.
Aus der US 5 158 618 A (Rubin et al) ist eine Elektrodenanordnung bekannt, bei der Kontaktdrähte in einem transparenten Polymerblock so eingebettet sind, dass sie teilweise aus dem Polymerblock herausragen. Diese Elektroden berühren das Element von einer oder von zwei Seiten und sind zwischen transparenten Schutzschichten wie Glas eingeschlossen. Da die Elektrodendrähte z. B. als Spulen ausgebildet sind, ergibt sich nur ein Punktkontakt zwischen den Drähten und der Oberfläche des PV-Elements. Folglich ist auch hier der Reihenwiderstand einer PV-Zelle verhältnismäßig hoch. Auch sind die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch, weil es nicht möglich ist, die Solarzellen und PV-Module in automatischer Weise herzustellen.
US 5 457 057 beschreibt eine Strom-Aufnahmeelektrode mit Metalldrähten, die wenigstens teilweise mit einer leitfähigen Paste bedeckt sind.
Angesichts des oben diskutierten Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektrode insbesondere für PV-Elemente zu schaffen, die wirksam als separates Er zeugnis hergestellt und in wirtschaftlicher und einfacher Weise an der zu kontaktierenden Fläche angebracht werden kann.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Elektrode zu schaffen, die es gestattet, bei geringen Herstellungskosten den Übergangswiderstand zwischen den Elektroden und einer leitfähigen Fläche, insbesondere der oder den Oberflächen eines fotovoltaischen Elements, zu verringern.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine PV-Zelle zu schaffen, die es gestattet, unter Verwendung einer solchen Elektrode den Gesamt-Reihenwiderstand und die Herstellungskosten von PV-Zellen und -Modulen zu verringern und ihren Wirkungsgrad zu erhöhen.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, dass auf einer Oberfläche des elektrisch isolierenden, optisch transparenten Films eine Klebstoffschicht vorgesehen ist und die elektrisch leitfähigen Drähte in die Klebstoffschicht eingebettet sind, wobei ein Teil der Oberfläche der Drähte aus der Klebstoffschicht hervortritt, und die Drähte wenigstens auf der aus der Klebstoffschicht hervortretenden Oberfläche mit einer Schicht aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt überzogen sind.
Während der Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrode braucht diese nur auf eine sehr niedrige Temperatur (Schmelzpunkt der Klebstoffschicht etwa 100°C) erhitzt zu werden. Ein dauerhafter Kontakt zwischen dem Metalldraht und der Halbleiteroberfläche entsteht, nachdem auf den Polymerfilm mit dem vorläufig eingebetteten Metalldraht Druck ausgeübt wurde, der gepresst und auf nur 130°C erhitzt wurde. Dadurch wird ein inniger mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen der zu kontaktierenden Oberfläche und dem Draht erzielt.
Vorzugsweise ist eine zweite Gruppe im wesentlichen parallel zueinander verlaufender Drähte zwischen dem transparenten Film und den Drähten der ersten Gruppe angeordnet, wobei die Drähte der ersten und zweiten Gruppe zusammen ein Gitter bilden, und wobei die Drähte der zweiten Gruppe mit einer zweiten Kontaktleiste elektrisch verbunden sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die zweite Kontaktleiste elektrisch miteinander verbunden.
Die Kontaktleiste(n) kann (können) am jeweiligen Ende der Drähte angeordnet sein.
Bei dieser Ausführungsform ist (sind) die Kontaktleiste(n) an den gegenüberliegenden Enden der Drähte der ersten oder der ersten und zweiten Gruppe von Drähten außerhalb der Kontur des fotovoltaischen Elements angeordnet, mit dessen Oberfläche die Drähte zu verbinden sind.
Die ersten und zweiten Kontaktleisten sind vorzugsweise unter einem Winkel miteinander verbunden.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktleisten als U-förmiger Rahmen ausgebildet, wobei die Drähte einer der beiden Gruppen mit der Basis und die Drähte der anderen Gruppe mit den freien Schenkeln des U verbunden sind.
Bei der Ausführungsform, bei der die Kontaktleiste(n) an gegenüberliegenden Enden der Drähte der ersten oder der ersten und zweiten Gruppe angeordnet ist (sind), erstrecken sich die Kontaktleisten vorzugsweise über die Länge zweier miteinander zu verbindender, aneinander angrenzender fotovoltaischer Elemente, wobei in ihrer Mitte eine Stufe angeordnet ist, so dass mehrere Kontaktleisten zu einer Reihe zusammengefügt werden können, in der jeweils die eine Hälfte einer Kontaktleiste unter beziehungsweise über der unteren beziehungsweise oberen Hälfte der benachbarten Kontaktleiste liegt, wobei zwischen den Kontaktleisten ein Isolierfilm angeordnet ist.
Ferner können die Kontaktleisten als geschlossener Rahmen ausgebildet sein, dessen Öffnungsweite (Fenster) größer ist als die Abmessungen des entsprechenden fotovoltaischen Elements.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist (sind) die Kontaktleiste(n) als Doppelrahmen mit zwei nebeneinander liegenden Fenstern ausgebildet, deren Öffnungsweite größer ist als die Abmessungen der entsprechenden fotovoltaischen Elemente.
Der Rahmen kann aus zwei metallischen Rahmen mit einem zwischen ihnen angeordneten Isolierfilm ausgebildet sein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Mittelsteg des Doppelrahmens eine Stufe ausgebildet, so dass mehrere Rahmen zu einer Reihe zusammengefügt werden können, in der jeweils die eine Hälfte eines Doppelrahmens unter beziehungsweise über der unteren beziehungsweise oberen Hälfte des benachbarten Doppelrahmens liegt.
Im Mittelsteg des Doppelrahmens kann ein Schlitz vorgesehen sein, der parallel zur Stufe verläuft, so dass die durchlaufenden Drähte der Elektrode nach Fertigstellung eines PV-Moduls aufgetrennt werden können.
Schließlich kann wenigstens ein Fenster der (des) Rahmen(s) von metallischen Stegen überspannt sein, die mit dem zugehörigen metallischen Rahmen einteilig verbunden sind.
Die obigen Aufgaben werden erfindungsgemäß ferner durch mehrere Elektroden nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen gelöst, wobei die Elektroden als endloses durchgehendes Band ausgebildet sind, das auf eine Länge geschnitten werden kann, die der Länge einer Reihe nebeneinander liegender, zur Bildung eines PV-Moduls zu verbindender fotovoltaischer Elemente entspricht, wobei die in Längsrichtung des Bandes verlaufenden Drähte in Abständen aufgetrennt sind, die den Abständen der PV-Zellen entsprechen.
Vorzugsweise ist längs wenigstens einer der Kanten des transparenten Films eine endlose Kontaktleiste vorgesehen, wobei, wiederum vorzugsweise, längs jeder Kante des transparenten Films kammförmige Kontaktleisten verlaufen, deren Zinken jeweils von einer Seite zwischen zwei nebeneinander liegende fotovoltaische Elemente über die Breite der Drähte der ersten Gruppe hineinragen und wechselseitig in elektrischem Kontakt mit der O ber- und Unterseite zugehöriger fotovoltaischer Elemente liegen und von der anderen Oberfläche isoliert sind.
Die obigen Aufgaben werden erfindungsgemäß ferner durch eine PV-Zelle oder einen PV-Modul mit wenigstens einer Elektrode oder einem Elektrodenband nach einer der vorstehenden Ausführungsformen gelöst, mit einer beziehungsweise mehreren fotovoltaischen Zellen mit einer elektrisch leitfähigen, nicht reflektierenden, optisch transparenten Schicht auf wenigstens einer ihrer Oberflächen, wobei die Drähte der ersten Gruppe mithilfe der Legierung auf die Schicht und auf die jeweiligen Kontaktleisten oder Kontaktrahmen gelötet sind.
Wenn die Drähte der ersten und zweiten Gruppe ein Gitter bilden, sind die Drähte der ersten und der zweiten Gruppe vorzugsweise mittels der Legierung an ihren Kreuzungspunkten und auf die jeweiligen Kontaktleisten oder Kontaktrahmen gebondet.
Die erfindungsgemäße Elektrode ermöglicht einen innigen und zuverlässigen ohmschen Kontakt mit der zu kontaktierenden Oberfläche. Es wird daher ein um das 8- bis 10-fache geringerer Reihenwiderstand einer PV-Zelle oder eines PV-Moduls erreicht. Hierdurch wird nicht nur der Wirkungsgrad der PV-Elemente erhöht, sondern sie können auch bei um das 8- bis 10-fache konzentrierter Sonneneinstrahlung arbeiten. Dies gilt insbesondere für diejenigen Ausführungsformen, bei denen die Drähte der ersten und zweiten Gruppe gitterförmig zueinander liegen und mit Winkel- oder rahmenförmigen Anschlussleitern verbunden sind. Gleichzeitig können der Automatisierungsgrad und die Kapazität bei der Herstellung wesentlich erhöht werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische isometrische Teilansicht einer PV-Zelle vor, und
2 nach einem Heiz- und/oder Pressschritt während der Herstellung einer PV-Zelle,
3 eine schematische isometrische Ansicht eines Gitters aus Kontaktdrähten,
4 eine schematische isometrische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung filmartiger, klebefähiger, optisch transparenter Elektroden,
5A die Ansicht einer auf der Vorrichtung der 4 hergestellten Elektrode,
5B den Querschnitt A-A der 5A,
5C die Ansicht eines Elektrodenbandes mit Drähten, die quer zur Richtung der Drähte der 5A verlaufen,
5D den Querschnitt A-A der 5C,
6A die Ansicht eines Elektrodenbandes mit einem Drahtgitter,
6B den Querschnitt B-B der 6A,
6C den Querschnitt A-A der 6A,
7 in einer schematischen isometrischen Explosionsdarstellung die wesentlichen Elemente einer PV-Zelle vor dem Aufheizen und Verpressen,
8 eine schematische isometrische Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Elemente einer PV-Zelle vor dem Erhitzen und Verpressen,
9A die Ansicht einer dritten Ausführungsform einer PV-Zelle,
9B den Querschnitt A-A des fotovoltaischen Elements der 9A,
10A die Ansicht mehrerer bandförmig angeordneter PV-Zellen, die parallel zueinander geschaltet sind,
10B den Schnitt A-A der 10A,
10C den Schnitt B-B der 10A,
11A die Ansicht mehrerer, bandförmig hintereinander angeordneter PV-Zellen mit gitterförmigen Elektroden, wobei die Zellen parallel zueinander geschaltet sind,
11B den Schnitt A-A der 11A,
12A eine weitere Ausführungsform einer Reihe bandförmig angeordneter PV-Zellen, die hintereinander geschaltet sind,
12B den Schnitt A-A der 13A,
13 die Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Elektrodenbandes mit gitterförmig angeordneten Elektrodendrähten, wobei die PV-Zellen ebenfalls in Reihe zueinander geschaltet sind,
14A die Ansicht einer endlosen Elektrode mit einzelnen Elektrodenabschnitten zur Bildung jeweils einer PV-Zelle,
14B den Schnitt A-A der 14A
15A die Ansicht einer bandförmig angeordneten Reihe von PV-Zellen,
15B den Schnitt A-A der 15A,
15C den Schnitt B-B der 15A,
16A eine weitere Ausführungsform mehrerer bandförmig hintereinander angeordneter PV-Zellen,
16B den Schnitt A-A der 16A,
16C den Schnitt B-B der 16A,
17 die schematische Explosionsansicht der Elemente eines PV-Moduls mit in Reihe geschalteten PV-Zellen,
18 eine der 17 ähnliche weitere Ausführungsform eines PV-Moduls und
19 eine weitere, denen der 17 und 18 ähnliche Ausführungsform eines PV-Moduls.
1 zeigt eine Halbleiterstruktur S, z. B. ein Element Si(n⁺n(oder p)p⁺), dessen (stets bezogen auf die Darstellung in der Zeichnung) obere Oberfläche mit einer nicht reflektierenden, elektrisch leitfähigen Überzugsschicht 4, z. B. Indium-Zinn-Oxid (ITO) abgedeckt ist. Das Element S kann auch aus einem Dünnfilm-PV-Element bestehen. Die untere Oberfläche des Elements S ist entweder mit einer Metallschicht (z. B. Aluminium) oder ebenfalls mit einer nicht reflektierenden, elektrisch leitfähigen Schicht 4 überzogen. Das Element S und die obere Schicht 4 bilden zusammen mit der (nicht gezeigten) Metallschicht oder der zweiten, unteren ITO-Schicht 4 eine Einheit, die im Folgenden als Wafer 3 bezeichnet wird. Die beiden Oberflächen des Wafer 3 stehen in Kontakt mit Metalldrähten 1, die mit einer Schicht 2 aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt überzogen sind. Die Drähte 1 können vollständig oder nur teilweise an der oder den Seiten mit der Legierungsschicht 2 überzogen sein, die der zu kontaktierenden Oberfläche zugewandt ist/sind. Im Folgenden werden die überzogenen Drähte als erste Gruppe von Drähten 5' bezeichnet. Diese stehen in direktem Kontakt mit der bzw. den Oberflächen des Wafer 3.
2 zeigt die Anordnung der 1 nach dem Verpressen und Erhitzen auf 120°. Das Material der Legierungsschicht 2 hat sich etwas erweicht, hat die Schicht 4 benetzt und steht mit dieser und den Drähten 5' in ohmschem Kontakt. Gleiches gilt für den Fall, dass an der Unterseite des Elements S keine nicht reflektierende leitfähige Schicht 4, sondern eine Metallschicht vorgesehen ist. Der Abstand der Drähte 5' braucht nicht gleichmäßig zu sein, d. h. die parallelen Drähte 5' können in Gruppen aus zwei oder mehr Drähten 5' mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Drähten und den Drähten einer Gruppe angeordnet sein.
Querschnittsform und -größe der Drähte werden nach Überlegungen gewählt, die Stromaufnahme durch die Drähte, die Stromdichte in den Drähten, den Reihenwiderstand der PV-Zelle und die Größe der durch die Drähte 5' abgeschatteten Waferfläche zu optimieren. Wie in 1 und 2 gezeigt, können für die Drähte 5' verschiedene Querschnittsformen gewählt werden, z. B. kreisförmig, rechteckig, dreieckig usw. Selbstverständlich wird für die Drähte 5' einer Zelle oder eines Moduls jeweils nur eine Querschnittsform gewählt.
3 zeigt ein Drahtgitter 6 aus Drähten 5' der ersten und Drähten 5'' einer zweiten Gruppe oder Menge, wobei die Drähte 5', 5'' der beiden Gruppen unter einem Winkel, im allgemeinen senkrecht zueinander, verlaufen. Die Drähte 5'' sind ebenfalls, zumindest auf den den Drähten 5' zugewandten Flächen, mit einer Legierungsschicht 2 versehen. Wenn aber die Menge des Legierungsmaterials auf den Drähten 5' der ersten Gruppe für eine sichere mechanische und elektrische Verbindung der beiden Drahtgruppen an den Kreuzungspunkten ausreicht, könnte die Legierungsschicht auf den Drähten 5'' der zweiten Gruppe auch entfallen. Für die Wahl der Abstände der Drähte 5'', der Querschnittsform und -fläche gelten die gleichen Überlegungen wie für die Anordnung und Dimensionierung der Drähte 5'. Selbstverständlich kann für die Drähte 5'' eine andere Querschnittsform als für die der Drähte 5' gewählt werden.
4 zeigt die schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung einer filmartigen, klebefähigen, optisch transparenten Elektrode. Die legierungsbeschichteten Drähte 5' werden anfangs auf mehrere Rollen 7 gewickelt, deren Anzahl gleich der Breite der PV-Zelle, geteilt durch die notwendigen Abstände zwischen den parallel verlaufenden Drähten 5' der ersten Gruppe ist. Zum Beispiel werden bei einer Breite der PV-Zellen von 100 mm und einem Abstand zwischen den Drähten von 4 mm 26 Rollen 7 benötigt. Die Rollen 7 sind auf einer Achse 8 befestigt, so dass parallele Linien von Drähten 5' gebildet werden können, die durch entsprechende Öffnungen in einem Rahmen 9 verlaufen. Der Abstand zwischen den Öffnungen im Rahmen 9 wird durch den erforderlichen Abstand zwischen den parallelen Drähten 5' bestimmt. Größe und Form der Öffnungen im Rahmen 9 müssen Größe und Form der Querschnittsfläche der Drähte 5' entsprechen.
Die parallelen Drähte 5' werden auf einen Polymerfilm 10 aufgebracht, der von einer Trommel 12 zugeführt wird. Die Oberfläche des den Drähten 5' zugewandten Films 10 ist mit einem transparenten Kleber 11 beschichtet. Die gesamte Breite des Films 10, auf der sich die Drähte 5' befinden, ist größer als die Breite eines oder einer Reihe aus mehreren Wafern 3, so dass auf jeder Seite des Films 10 ein Bereich von 1,5 bis 2 cm von Drähten 5' frei bleibt (5A). Der Film 10 wird von der Trommel 12 über die Oberfläche einer drehbaren Walze 13 geführt und von einer Trommel 15 abgezogen, die gleichzeitig die Drähte 5' zieht. Die Drähte 5' werden mittels einer weiteren, oberhalb der drehbaren Walze 13 angeordneten Walze 14 auf den Film 10 gepresst. Gleichzeitig wird der Film 10 durch die Walzen 13 und 14 erhitzt, so dass der Kleber 11 erweicht, die Drähte 5' in den Kleber 11 eintauchen und nach dem Abkühlen am Film 10 und im Kleber 11 fixiert bleiben. Die gegenüberliegende Seit des Polymerfilms sollte mit Klebstoffmaterial grundiert sein, um eine weitere PV-Zellen- Verkapselung zwischen den Schutzschichten zu erlauben.
5A und 5B zeigen das Ergebnis dieses Vorganges im Einzelnen, nämlich eine transparente Elektrode 16. Die sich längs des Polymerfilms 10 erstreckenden Drähte 5' sind in den Kleber 11 eingebettet und an den Film 10 angedrückt. Ein Teil der Oberfläche der Drähte 5' ragt aus der Oberfläche des Klebers 11 hervor. In 5B sind links und rechts nochmals andere mögliche Querschnittsformen der Drähte 5' gezeigt.
Eine der 4 ähnliche Herstellungsvorrichtung kann verwendet werden zur Herstellung eines Polymerfilms 10 mit eingebetteten Drähten 5', die quer zur ursprünglichen Richtung des Films 10 angeordnet sind (5C, 5D). Dabei muss die Breite des Polymerfilms 10 der geforderten Länge einer PV-Zelle oder eines PV-Moduls entsprechen. Nachdem die Drähte 5' der ersten Gruppe in den Film 10 eingebettet sind, kann er quer zur ursprünglichen Erstreckung des Films 10 in Stücke geschnitten werden.
Der Abstand der Drähte 5' und/oder 5'' braucht nicht gleichmäßig zu sein, d. h. die parallelen Drähte 5' und/oder 5'' können in Gruppen von zwei oder mehr Drähten mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Drähten und den Drähten einer Gruppe angeordnet sein.
6A zeigt eine Elektrode 16 mit dem transparenten Polymerfilm 10 und einem Drahtgitter 6 aus den Drähten 5' und 5" der ersten und zweiten Gruppe. Nur die Drähte 5'', die näher am Polymerfilm 10 liegen, sind in den Kleber 11 eingetaucht (siehe auch 6B und 6C). Die oberen Drähte 5', die in Kontakt mit der oder den Oberflächen des Wafers 3 kommen, sind nicht, jedenfalls nicht vollständig, in den Kleber 11 eingebettet (bei Herstellung dieser Art einer Elektrode 16 liegt auf der Rolle 7 ein Drahtgitter 6 und es wird kein Rahmen 9 verwendet (4)). Die Drähte 5, 5" könnten bereits hier miteinander verlötet werden. Im allgemeinen geschieht dies aber erst beim Zusammenbau von Elektrode 16 und Wafer 3.
Für den Polymerfilm 10 eignet sich eine ganze Palette von Materialien: Das Material muss eine hohe Dehnbarkeit haben, gut isolieren, optisch transparent und thermisch stabil, schrumpfresistent und gut klebefähig sein. Beispiele für solche Materialien sind Zellophan^®, Rayon, Azetat, Fluorharze, Polysulfonate, Epoxyharze, Polyamidharze. Auch gut geeignet ist der transparente Polymerfilm Mylar^®. Besonders gut geeignet sind Materialien auf der Basis von Fluorpolymer, beispielsweise der Polyvinylfluoridfilm Tedlar^® und modifiziertes ETFE-Fluorpolymerharz Tefzel^®. Diese Materialien werden nicht nur in der Fotovoltaik-Industrie, sondern auch für allgemeine Zwecke und für elektrotechnische Erzeugnisse zu Laminierzwecken verwendet.
Als Kleber 11 eignen sich viele Materialien, die eine Erweichungstemperatur zwischen etwa 90 und 110°C haben und an zuvor grundierten Polymerfilmen und der Oberfläche des Wafer 3 gut haften. Bevorzugt sind Acrylkleber, Kautschukkleber, Siliconkleber und Polyvinylätherkleber sowie Epoxykleber. Besonders geeignet sind Ethylvinylazetate, z. B. der Firma HI-SHEET INDUSTRIES, LTD und der Firma Dupont: 68080 Polymethylmethacrylat, 68040 Methacrylatcopolymer, 68070 Methacrylatcopolymer.
Die Kleberschicht 11 muss ausreichend dick sein, um eine zuverlässige Verbindung der Elektrode mit dem Wafer 3 zu gewährleisten. Die Kleberschichtdicke darf aber nicht die Dicke der Drähte 5' übersteigen, so dass der aus dem Kleber 11 herausragende Teil der Drähte 5', der mit der Legierung 2 überzogen und nicht in den Kleber 11 eingetaucht ist, später einen direkten ohmschen Kontakt mit der elektrisch leitfähigen Oberfläche des Wafer 3 bilden kann (5A, 5D, 6B, 6C).
Der Polymerfilm 10 muss ausreichend dick sein, damit er ausreichend stabil ist, wenn der Kleber 11 aufgebracht und er beim Anbringen der Drähte 5', 5'' unter Druck und Hitze gezogen wird. Gleichzeitig sollte er so dünn wie möglich sein, um eine hohe Elastizität und Transparenz für das durchtretende Licht zu erreichen. Vorzugsweise liegt die Dicke des Polymerfilms 11 im Bereich zwischen 10 und 50 μm. Wie erwähnt, ist die gegenüber liegende Seite des Polymerfilms vorzugsweise mit Kleber grundiert.
In den 5 und 6 bilden der Polymerfilm 10 mit der Kleberschicht 11 und den daran befestigten Drähten 5' (bzw. dem Gitter 6 mit den Drähten 5', 5''), die mit der Legierungs schicht 2 aus der Oberfläche des Klebers 11 herausragen, eine durchgehende oder endlose filmartige, optisch transparente klebefähige Elektrode 16.
Die erfindungsgemäße Elektrode 16 eignet sich zur Herstellung von PV-Zellen und PV-Modulen. Hierbei sind verschiedene Arten von metallischen Stäben oder Leisten und Anschlüssen notwendig, die den Strom von der Elektrode 16 aufnehmen und weiterleiten. Hierzu ist es zweckmäßig, mit einigen Tropfen Kleber oder durch kurze lokale Erhitzung die Metallstäbe oder -leisten an der Elektrode 16 zu befestigen, wodurch die Elektrode 16 auf dem Kleber 11 gebondet oder fixiert wird. Der Abstand zwischen den Metallleisten und Anschlüssen unterschiedlicher Art muss so bemessen sein, dass die Wafer 3 zwischen ihnen ausreichend Platz haben, so dass sie keinen direkten elektrischen Kontakt mit Konstruktionselementen erhalten, wenn sie sich beim Aufheizen auf bis zu 160°C beim Zusammenbau von Wafer 3 und Elektrode 16 thermisch ausdehnen.
7 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung einer PV-Zelle vor dem Zusammenbau mittels Verpressen und Erhitzen. Oberhalb und unterhalb des Wafer 3 ist je eine Elektrode 16 angeordnet. An zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Wafer 3 befinden sich, quer zur Längserstreckung der Drähte 5' der Elektroden 16, eine erste Kontaktleiste 20 und eine zweite Kontaktleiste 22, die auf ihrer Unter- bzw. Oberseite mit einem Überzug 21 aus einer elektrisch leitfähigen Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt versehen sind. Die Drähte 5' der oberen Elektrode 16 erstrecken sich vom rechten Rand des Wafers 3 bis zur linken Kante der zweiten Kontaktleiste 22. Umgekehrt erstrecken sich die Drähte 5' der unteren Elektrode 16 von der linken Kante des Wafer 3 bis zur rechten Kante der ersten Kontaktleiste 20. Nach dem Erhitzen und Verpressen stehen die Drähte 5' der oberen Elektrode 16 in ohmschem Kontakt mit der linken, zweiten Kontaktleiste 22 und der oberen Oberfläche des Wafer 3, während die Drähte 5' der unteren Elektrode 16 in ohmschem Kontakt stehen mit der Unterseite der ersten Kontaktleiste 20 und der Unterseite des Wafer 3.
Die elektrisch leitfähigen Legierungen 2, 21 mit niedrigem Schmelzpunkt können aus einem üblichen Lötmittel bestehen, oder auch aus speziell entwickelten Lötmitteln auf der Basis verschiedener Metalle wie Ag, Bi, Cd, Ga, In, Pb, Sn, Ti usw. Auch kann elektrisch leitfähiges Material aus organischen Klebern mit Metall- oder Legierungsteilchen verwendet werden.
8 zeigt eine ähnliche Anordnung, jedoch mit winkelförmigen Kontaktleisten 20, 22 und Elektroden 16 mit in Form eines Gitters 6 angeordneten Drähten 5', 5''. Nach dem Verpressen und Erhitzen steht das untere Gitter 6 in ohmschem Kontakt mit der rechten, ersten winkelförmigen Kontaktleiste 20 und der Unterseite des Wafer 3, während das Gitter 6 der oberen Elektrode 16 in ohmschem Kontakt steht mit der zweiten winkelförmigen Kontaktleiste 22 und der Oberseite des Wafer 3.
9A und 9B zeigen eine PV-Zelle, bei der die Kontaktleisten in Form eines aus drei Lagen laminierten Rahmens 17 ausgeführt sind, in dessen Fenster das zugehörige Wa fer 3 aufgenommen ist. Die Drähte 5' verlaufen zwischen zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 17, auf die sie im Ergebnis des Aufheizens und Verpressens aufgelötet sind.
Wie in 9B genauer gezeigt, weist der Rahmen 17 zwei metallische Rahmen 18 auf, zwischen denen sich ein vorzugsweise beidseitig klebender Isolierfilm 19 befindet. Auf die Außenseiten der beiden Rahmen 18 ist jeweils eine leitfähige Legierungsschicht 21 aufgebracht. Diese kann entfallen, wenn die Menge des auf den Drähten 5' vorhandenen Materials für einen sicheren ohmschen Kontakt zwischen Rahmen 17 und Drähten 5' ausreicht. In diesem Fall sollte der Rahmen verzinnt sein.
Diese Ausführungsform eignet sich auch für die Verwendung mit einer gitterförmigen Elektrode 16, wobei die Drähte 5'' der zweiten Gruppe (nicht gezeigt) senkrecht zu den Drähten 5' der ersten Gruppe verlaufen und in ohmschem Kontakt mit der in 9 gezeigten entsprechenden Seite des Rahmens 17 stehen.
Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen, wie mit Hilfe der als endloses Band hergestellten erfindungsgemäßen Elektrode eine Reihe von PV-Zellen in Reihe und parallel zueinander zu PV-Modulen verschaltet werden können.
10A, 10B und 10C zeigen eine endlose Elektrode 16 mit kammförmigen Kontaktleisten 23, deren Längsstege 24 außerhalb der Drähte 5', parallel zu diesen und in Richtung der Längserstreckung der endlosen Elektrode 16 verlaufen. Mit den Längsstegen 24 einteilig verbunden sind in Querrichtung verlaufende Querstege 25 (die "Zinken" des Kammes), die jeweils aus der einen oder anderen Richtung in die Abstände zwischen den Wafern 3 ragen.
Wie in 10B (Querschnitt A-A von 10A) gezeigt, sind die oberen Oberflächen der linken Querstege 25 mit einem Isolierfilm 19 versehen, während auf die jeweils untere Oberfläche ein Überzug 21 aus einer elektrisch leitfähigen Legierung aufgebracht ist. Bei den rechten Querstegen befindet sich der Isolierfilm 19 auf der unteren und der Überzug 21 aus einer leitfähigen Legierung auf der oberen Oberfläche.
10C zeigt den Querschnitt B-B der 10A.
Bei der in den 10A bis 10C gezeigten Ausführungsform sind die so gebildeten Fotozellen parallel zueinander geschaltet, weil die jeweils linken Querstege 25 mit den Unterseiten der Wafer 3 und die jeweils rechten Querstege 25 mit der Oberseite der rechts davon liegenden Wafer 3 elektrisch verbunden sind.
11A und 11B zeigen eine Ausführungsform, bei der die Parallelverbindungen der PV-Zellen, ähnlich wie in 9A, 9B, in Form eines dreilagigen Rahmens 17 ausgeführt sind, der aus endlos hintereinander angeordneten Metallrahmen 18 und einem zwischen diesen angeordneten isolierenden Polymerfilm 19 laminiert ist. Auf den Außenseiten der Rahmen 18 befindet sich jeweils ein leitfähiger, bei niedriger Temperatur schmelzender Überzug 21. Dieser Überzug 21 steht mit den Drähten 5' und 5'' der Elektrode 16 in ohmschem Kontakt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Wafer 3 innerhalb der „Fenster" des Rahmens 17 angeordnet und die PV-Zellen sind mit Hilfe der oberen und unteren Elektroden 16 parallel zueinander geschaltet.
12A und 12B zeigen eine Reihenschaltung aus mehreren PV-Zellen. Die in Querrichtung zur Längserstreckung der Elektrode 16 verlaufenden Kontaktleisten 25 mit den periodisch unterbrochenen Drähten 5' sind auf ihrer Ober- bzw. Unterseite jeweils mit einem Oberzug 21 versehen. Dabei bilden die Drähte 5' der oberen Elektrode 16 einen ohmschen Kontakt zwischen der Oberseite einer Kontaktleiste 25 und der Oberseite des rechts davon angeordneten Wafer 3, während die Drähte 5' der unteren Elektrode 16 einen ohmschen Kontakt bilden zwischen der Unterseite jeder Kontaktleiste 25 und der Unterseite des links davon angeordneten Wafer 3.
13 zeigt eine endlose Elektrode 16, wobei die PV-Zellen mittels U-förmiger Kontaktleisten 26 in Reihe geschaltet sind. In Längsrichtung verlaufende Stege 24 der Kontaktleisten stehen in ohmschem Kontakt mit den Drähten 5'', und deren in Querrichtung der Elektrode 16 verlaufenden Querstege 25 stehen in ohmschem Kontakt mit den Drähten 5'. Die Wafer 3 befinden sich innerhalb der U-förmigen metallischen Kontaktleisten 26 und zwischen der oberen und unteren Elektrode 16.
Die Verbindungen der Wafer 3 mit den Drähten 5' sind ähnlich zu den in 12B gezeigten.
14A und 14B zeigen eine Elektrode 16, wie sie für die Reihenschaltung der PV-Zellen der 12A und 12B und analog für die Anordnung der 13 verwendet werden kann. Die Drähte 5' sind jeweils durch Lochungen 29 unterbrochen, die entweder nur einen Draht 5' oder jeweils mehrere Drähte 5' erfassen. Die Elektrode 16 bleibt natürlich formstabiler, wenn die Lochungen 29 jeweils nur einen Draht 5' unterbrechen, verglichen mit dem Fall, dass mehrere nebeneinander liegenden Drähte gelocht werden. Im letzteren Fall sollte quer zur Längserstreckung der Elektrode 16 ein Streifen aus transparentem, klebefähigem Polymerfilm (nicht gezeigt) auf den gelochten Teil der Elektrode 16 aufgebracht werden.
Ähnlich lassen sich bei der Ausführungsform der 13 zusammen mit den Drähten 5' auch die in Längsrichtung verlaufenden Kontaktleisten 24 unterbrechen. Auf diese Weise können jeweils auf der Unter- und der Oberseite der Wafer 3 identische Elektroden 16 verwendet werden, die lediglich um die Breite des Abstandes zwischen den Querstegen 25 und der Kante eines Wafer 3 gegeneinander verschoben sind.
Ein grundsätzlich anderer Aufbau der Anschlüsse zur Ableitung der elektrischen Energie von den PV-Zellen wird anhand der 15 bis 19 erläutert.
Basiselement der Ausgestaltung nach 15 ist ein aus zwei Metallrahmen (Metall-, vorzugsweise Kupferfolie) 28 und einer zwischen diesen angeordneten Isolierfolie 19 laminierter dreilagiger Doppelrahmen 27, in dessen Mittelsteg eine parallel zum Mittelsteg angeordnete Stufe vorgesehen ist, deren Höhe der Dicke der Metallfolie entspricht, d. h. etwa 0,2 bis 0,3 mm beträgt (15A, 15B, 15C). Wie aus 15B ersichtlich, sind die Metallrahmen 28 versetzt zueinander aufeinander gelegt, d. h. der linke, obere Teil eines Metallrahmens 28 liegt über dem rechten, unteren Teil des links angrenzenden Rahmens 28. Der zwischen den beiden übereinanderliegenden Metallrahmen 28 benachbarter Doppelrahmen 27 befindliche Isolierfilm 19 ist an seinen Enden nach oben bzw. unten gebogen und reicht bis zur Oberfläche der Rahmenkonstruktion 27. Die Wafer 3 befinden sich innerhalb der „Fenster" der Rahmen 27. Die Drähte 5' der oberen und unteren Elektrode stehen in ohmschem Kontakt mit den Oberflächen des Wafer 3 und den jeweils linken und rechten Stegen jedes Rahmenfensters. Die Drähte 5'' sind mit den Drähten 5' und den jeweils oberen und unteren Stegen der Rahmen elektrisch verbunden. Die mit den Drähten 5' in Kontakt stehenden Oberflächen der Metallrahmen 28 sind, falls nötig, mit einer Legierungsschicht 21 mit niedrigem Schmelzpunkt überzogen oder verzinnt.
Auf diese Weise lässt sich eine beliebig lange Reihe von PV-Zellen in Reihe schalten.
16A, 16B und 16C zeigen einen ähnlichen, aber wesentlich vereinfachten Aufbau, wobei die nicht gelochte Elektrode 16 der in 5C und 5D gezeigten entspricht. In diesem Fall werden mit einer Stufe versehene Längsstege 32 verwendet. Wie in 15B und 15C sind die Längsstege 32 aneinandergereiht.
17 zeigt in auseinandergezogener Darstellung, stellvertretend für eine ganze Reihe, zwei aufeinander gelegte Doppelrahmen 28, mit einer Stufe in der Mitte und gegeneinander verschoben. Die Besonderheit besteht darin, dass die jeweils rechten, unteren Fenster von Querstegen 31 überspannt sind, die mit dem Metallrahmen 28 einteilig in Verbindung stehen. Die Stege 31 übernehmen bei dieser Ausführungsform die Funktion der Drähte 5' der unteren erfindungsgemäßen Elektrode 16, d. h. sie sind in der fertigen PV-Zelle in ohmschem Kontakt mit der jeweils unteren Oberfläche des darüber liegenden Wafer 3.
Um die endlose Reihe in Reihe geschalteter PV-Zellen abzuschließen, sind an ihren Enden einfache Rahmen 30 vorgesehen, wobei der am linken Ende der Reihe vorgesehene einfache Rahmen 30 ebenfalls mit Stegen 31 versehen ist.
Komplettiert wird der Aufbau durch eine obere Elektrode 16 mit Elektrodengittern 6, deren Drähte 5' gelocht sind und nach dem Erhitzen und Verpressen mit der oberen Oberfläche des Wafer 3 und den Rahmen 28 und 30 verbunden sind. Die untere Elektrode 16 trägt in Längsrichtung verlaufende Drahtabschnitte oder -felder 5'', die in der fertigen Zelle mit den Stegen 31 und dem Rahmen 30 verbunden sind. Sie übernehmen hier die Funktion der Drähte 5'', d. h. der nur mittelbar mit der unteren Oberfläche des Wafer 3 verbundenen Drähte.
18 zeigt eine der 17 ähnliche Ausführungsform, mit dem Unterschied, dass statt der unteren Elektrode 16 ein mit einem Kleber 11 versehener transparenter Polymerfilm 10 vorgesehen ist.
Eine der der 17 und 18 ähnliche Ausführungsform ist schließlich in 19 gezeigt. Die obere Elektrode 16 hat ein durchgehendes Gitter 6. Um die Drähte 5' der Elektrode 16 nach Vollendung der Reihenschaltung der PV-Zellen auftrennen zu können, ist im linken Steg und im Mittelsteg der Rahmen 28 sowie im linken und rechten Steg des oberen und des unteren Rahmens 30 ein Schlitz 33 vorgesehen. Der Schlitz verläuft parallel zur Stufe. Diese Schlitze 33 erlauben es, die Drähte 5' der oberen Elektrode 16 nach dem Zusammenbau des PV-Moduls zu durchtrennen. Die Breite des Schlitzes 33 muss so bemessen sein, dass die Drähte 5' nach der Lochung dauerhaft unterbrochen und voneinander isoliert bleiben.

Claims

Elektrode zum Kontaktieren einer Oberfläche eines fotovoltaischen Elements (Wafer 3), mit einem elektrisch isolierenden, optisch transparenten Film (10), mit einer auf eine Oberfläche des Films (10) aufgebrachten Kleberschicht (11), und mit einer ersten Gruppe im Wesentlichen paralleler, elektrisch leitfähiger Drähte (5'), die in die Klebstoffschicht (11) eingebettet sind, aus der Klebstoffschicht (11) mit einem Teil ihrer Oberfläche hervortreten und wenigstens auf der aus der Klebstoffschicht (11) heraustretenden Oberfläche mit einer Schicht (2) aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt überzogen sind, zum Löten der Drähte (5') auf die Oberfläche des fotovoltaischen Elements wo die Drähte (5') in die Kleberschicht eingebettet sind, wobei die Drähte (5') der ersten Gruppe mit einer ersten Kontaktleiste (20) elektrisch verbunden sind.
Elektrode nach Anspruch 1, wobei eine zweite Gruppe im Wesentlichen parallel zueinander verlaufender Drähte (5'') zwischen dem transparenten Film (10) und den Drähten (5') der ersten Gruppe angeordnet ist, wobei die Drähte (5', 5'') der ersten und zweiten Gruppe zusammen ein Gitter (6) bilden, und wobei die Drähte (5'') der zweiten Gruppe mit einer zweiten Kontaktleiste (22) elektrisch verbunden sind.
Elektrode nach Anspruch 2, wobei die erste und zweite Kontaktleiste (20, 22) elektrisch miteinander verbunden sind.
Elektrode nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kontaktleiste(n) (20, 22) an den jeweiligen Enden der Drähte (5', 5'') angeordnet sind.
Elektrode nach Anspruch 4, wobei die Kontaktleiste(n) (20, 22) an gegenüberliegenden Enden der Drähte der ersten oder der ersten und zweiten Gruppe von Drähten (5', 5'') außerhalb der Kontur des fotovoltaischen Elements (Wafer 3) angeordnet sind, mit dessen Oberfläche die Drähte (5', 5'') zu verbinden sind.
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten und zweiten Kontaktleisten (20, 22) zu einem Winkel miteinander verbunden sind (8).
Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kontaktleisten (20, 22) als U-förmiger Rahmen ausgebildet sind, wobei die Drähte (5') einer der beiden Gruppen mit der Basis und die Drähte (5'') der anderen Gruppe mit den freien Schenkeln des U verbunden sind (13).
Elektrode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktleisten (32) sich über die Länge zweier nebeneinander angeordneter, zu verbindender fotovoltaischer Elemente (3) erstrecken und in ihrer Mitte mit einer Stufe versehen sind, so dass mehrere Kontaktleisten (32) zu einer Reihe zusammengefügt werden können, in der jeweils die eine Hälfte einer Kontaktleiste (32) unter bzw. über der unteren bzw. oberen Hälfte der benachbarten Kontaktleiste (32) liegt, wobei zwischen den Kontaktleisten (32) ein Isolierfilm (19) angeordnet ist (16).
Elektrode nach Anspruch 5, wobei die Kontaktleisten als geschlossener Rahmen (17) ausgebildet sind, dessen Öffnungsweite (Fenster) größer ist als die Abmessungen des entsprechenden fotovoltaischen Elements (3) (9).
Elektrode nach Anspruch 5, wobei die Kontaktleiste(n) als Doppelrahmen (17) mit zwei nebeneinanderliegenden Fenstern ausgebildet ist (sind), deren Öffnungsweite größer ist als die Abmessungen der entsprechenden fotovoltaischen Elemente (3).
Elektrode nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Rahmen (17) zwei metallische Rahmen (18) aufweist und zwischen ihnen ein Isolierfilm (19) ausgebildet ist.
Elektrode nach Anspruch 10 oder 11, wobei im Mittelsteg des Doppelrahmens (17) eine Stufe ausgebildet ist, so dass mehrere Rahmen (17) zu einer Reihe zusammengefügt werden können, in der jeweils die eine Hälfte eines Doppelrahmens (17) unter bzw. über der unteren bzw. oberen Hälfte des benachbarten Doppelrahmens (17) liegt.
Elektrode nach Anspruch 11 oder 12, wobei im mittleren Steg des Doppelrahmens (28) ein Schlitz (33) vorgesehen ist, der parallel zur Stufe verläuft, so dass die durchlaufenden Drähte (5', 5'') der Elektrode (16) nach Fertigstellung eines PV-Moduls aufgetrennt werden können.
Elektrode nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei wenigstens ein Fenster des/der Rahmen(s) von metallischen Stegen (31) überspannt ist, die mit dem zugehörigen metallischen Rahmen (18) einteilig verbunden sind.
Eine Mehrzahl von Elektroden nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Elektroden als endloses, durchgehendes Band ausgebildet sind, das sich entsprechend der Länge einer Reihe nebeneinander liegender, zur Bildung eines PV-Moduls zu verbindender fotovoltaischer Elemente (3) aufschneiden lässt, wobei die in Längsrichtung des Bandes verlaufenden Drähte (5', 5'') in Abständen aufgetrennt sind, die den Abständen der PV-Zellen entsprechen (14).
Elektrodenband nach Anspruch 15, wobei längs wenigstens einer der Kanten des transparenten Films (10) eine endlose Kontaktleiste (22) vorgesehen ist.
Elektrodenband nach Anspruch 16, wobei längs jeder Kante des transparenten Films (10) kammförmige Kontaktleisten (23) verlaufen, deren Zinken (25) jeweils von einer Seite zwischen zwei nebeneinander liegende fotovoltaische Elemente (3) über die Breite der Drähte (5') der ersten Gruppe hineinragen und wechselseitig in elektrischem Kontakt mit der Oberseite und Unterseite zugehöriger fotovoltaischer Elemente (3) liegen und von der anderen Oberfläche isoliert sind.
PV-Zelle oder PV-Modul mit wenigstens einer Elektrode oder einem Elektrodenband nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer bzw. mehreren fotovoltaischen Zellen (3) mit einer elektrisch leitfähigen, nicht reflektierenden, optisch transparenten Schicht (4) auf wenigstens einer ihrer Oberflächen, wobei die Drähte (5') der ersten Gruppe mit Hilfe der Legierung (2) auf die Schicht (4) und auf die jeweiligen Kontaktleisten (20) oder Kontaktrahmen (17) gelötet sind.
PV-Zelle oder PV-Modul nach Anspruch 18, mit einer Elektrode (16) nach Anspruch 2, wobei die Drähte (5', 5'') der ersten und zweiten Gruppe mittels der Legierung (2) an ihren Kreuzungspunkten und auf die jeweiligen Kontaktleisten oder Kontaktrahmen gebondet sind.