EP1891701A1 - Electrical connecting element - Google Patents

Electrical connecting element

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Publication number
EP1891701A1
EP1891701A1 EP06741017A EP06741017A EP1891701A1 EP 1891701 A1 EP1891701 A1 EP 1891701A1 EP 06741017 A EP06741017 A EP 06741017A EP 06741017 A EP06741017 A EP 06741017A EP 1891701 A1 EP1891701 A1 EP 1891701A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
connection element
electrical connection
electrical
electrical conductor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06741017A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Berghofer
Josef Sugetich
Mathias Pedevilla
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.)
Luvata Oy
Original Assignee
Luvata Oy
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 Luvata Oy filed Critical Luvata Oy
Publication of EP1891701A1 publication Critical patent/EP1891701A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/61—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/021—Soldered or welded connections between two or more cables or wires
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections

Definitions

  • the invention relates to an electrical connection element comprising an electrical conductor and an electrically conductive coating.
  • fasteners which are formed as a flat wire and having a coating of a solder.
  • connection element is used to connect a plurality of electrical components, e.g. Solar cells to electrically connect with each other.
  • the connecting element is heated and soldered while melting the coating with the electrical component.
  • coated fasteners which are formed as stamped parts or as cut strips.
  • the known connecting elements have the disadvantage that considerable amounts of energy are necessary in order to heat the coating fast enough. Otherwise, the coating may not heat up quickly enough so that a secure connection between the electrical conductor and the electrical component is not achieved. It is therefore an object of the present invention to provide a connecting element of the type mentioned, which is easy to process and the coating can be heated quickly, so that a secure connection between the electrical conductor and electrical component can be achieved at the same time higher processing speeds.
  • This object is achieved in that the surface of the coating is at least partially formed with a structuring and / or rough surface. This results in the advantage that an effective surface area of the coating, which is larger than an unprocessed surface, is available and therefore has a high light and / or heat absorption.
  • the coating is preferably constructed of a homogeneous material, in which the structuring and / or rough surface is incorporated by a surface treatment. Homogeneity ensures that the entire layer heats up evenly and is thus available for the subsequent bonding process.
  • the electrically conductive coating contains a solderable material, for example a solder, in particular tin.
  • the coating itself can ensure the production of a firmly adhering solder joint in one work step.
  • the electrically conductive coating may contain an adhesive, preferably a conductive adhesive. This allows the coating
  • the electrical conductor consists of a metal, in particular copper, or a metal alloy, in particular a copper alloy.
  • Knurling or ribbing exist.
  • Such a surface modification is, for example, particularly simple and automated to produce by rolling.
  • the structuring and / or rough surface can be produced by etching.
  • etching By this chemical treatment, a uniform surface modification can also be achieved.
  • Coating extends. This eliminates the need to work the entire surface of the coating. So only that surface area must be changed, which later on the application of the connecting element to the electrical component for
  • Heating is irradiated, for example, with infrared light.
  • Cross section extend over the entire circumference of the electrical conductor.
  • the connecting element is particularly simple and inexpensive to manufacture.
  • the electrical conductor may have a large longitudinal extent in comparison to the cross section and may be formed, for example, as a wire. This is It makes possible in one step many electrical components over a
  • Li advantageously, a corrugation or knurling substantially parallel to
  • the electrical conductor may be circular in cross section. This allows the use of commercially available wires.
  • the electrical conductor in cross section with a deviating from the circular shape, for example rectangular, in particular as
  • Length of the connecting element may be formed with a structuring and / or rough surface.
  • a particularly high heat input and a particularly simple production and processing is possible.
  • the structuring and / or rough surface can be applied in a continuous process, while in the processing the same properties of the product can be safely applied at any time
  • Length of the connecting element extends. It is advantageous that during processing does not have to pay attention to where the coating is located and also results in a surface protection for the electrical conductor.
  • the connecting element according to the invention can be applied to a solar cell. In this use, a secure production of a connection between solar cell and electrical conductor is particularly important and therefore the inventive application of a structuring and / or rough surface on the coating of particular advantage.
  • two or a multiplicity of solar cells can be connected to one another via connecting elements according to the invention.
  • the connecting elements so several solar cells can be interconnected to a larger unit, for example, to a solar module.
  • the module can, to be weather-resistant, be encapsulated.
  • an electrical conductor may be used which has a large longitudinal extent in comparison to the cross section and is designed, for example, as a wire, preferably as a flat wire.
  • the electrical conductor can be advantageously applied along its longitudinal extent to the electrical component. It is possible to connect many electrical components via a connecting element in one processing step.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a connecting element with an electrical conductor of a substantially circular cross-section
  • 2 shows a second embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor
  • FIG. 3 shows a third embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor
  • Fig. 6 shows a further embodiment, in which the surface of the coating and the
  • Fig. 8 is a solar module consisting of a plurality of each other by means of electrical
  • Fig. 9 shows a detail A of the solar module shown in Figure 8 with two by means of electrical
  • the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is designed as a core.
  • the electrical conductor 2 is provided all around with a coating 3, which may for example contain a solderable material. Alternatively, however, the coating 3 may also contain an adhesive.
  • the coating 3 has a textured or rough surface 5, e.g. can be achieved by rolling, grinding, etching or the like. The effective surface coating is therefore greater than that of such without this processing step.
  • the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is designed as a flat wire. It has a deviating from the circular shape, substantially rectangular cross-section.
  • the side of the electrical conductor 2 shown in Figures 2a and 2b above is provided with a coating which is also electrically conductive.
  • the side shown in FIGS. 2a and 2b above, ie the outside of the coating 3, has a structured or rough surface 5.
  • the side of the electrical conductor 2 shown in FIGS. 2a and 2b below may also have a coating.
  • the electrical connection element 1 is made of an electrical conductor 2, which, like the exemplary embodiment according to FIG.
  • the coating 3 shown in FIG. 3 has a structuring and / or rough surface 5 on the upper and lower sides of the electrical connection element 1. Since the coating 3 is applied in cross-section over the entire circumference of the electrical conductor 2, a universal applicability of the electrical connection element is achieved. During processing, therefore, it is no longer necessary to pay attention to the correct position of the electrical connection element 1. In addition, the electrical connection element is protected against harmful environmental influences and corrosion.
  • the coating does not have to be equally strong everywhere. Rather, on one side, for example, more coating material may be applied. On the opposite side, for example, the layer thickness is reduced. In a particularly advantageous manner, the layer thickness on the side intended for contacting is greater than on the opposite side, where the coating has mainly a protective function.
  • the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is similar to the embodiments of Figure 2 and 3 designed as a flat wire.
  • the surface of the coating 3 is modified only on the side of the electrical conductor 2 intended for energy absorption.
  • the structuring and / or rough surface 5 therefore extends in cross-section only over a region of the circumference of the coating.
  • a coating 3 is applied in cross-section over the entire circumference, so that the electrical conductor 2 is completely surrounded by the coating 3.
  • the coating need not be equally strong everywhere. Rather, on one side, for example, more coating material may be applied.
  • the layer thickness on the side intended for contacting is greater than on the opposite side, where the coating has mainly a protective function.
  • the use of an electrical connection element according to the invention is described below with reference to FIG.
  • the electrical connection element in FIG. 5 has an electrical conductor 2, which is designed as a flat wire. It is so applied to an electrical component 4, for example a solar cell, that the Coating comes to lie with the structuring and / or rough surface 5 having side in the direction of an energy input device.
  • any type of device which is suitable for sufficiently heating the coating material to produce a secure connection is considered as the energy introduction device.
  • an example of a hifrarot device is given.
  • the electrical conductor 2 is designed as a flat wire and which has a coating all around. Since the coating on both sides of the connecting element 1 has a structuring and / or rough surface 5, the connecting element 1 can be applied twisted both in the position shown and by 180 °.
  • the coating 3 is made of a solderable material, for example, it is heated under infrared light and allowed to melt. In doing so, it connects to the electrical component 4 and, after cooling, ensures a connection between the electrical conductor 2 and the electrical component 4.
  • the surface 5 of the coating 3 can have any type of structuring, for example grooves in the longitudinal and / or transverse direction, grooves in the longitudinal and / or transverse direction, sanding marks in the longitudinal and / or transverse direction, or the like.
  • the rough surface 5 may have one or more preferred directions or be formed the same in all directions.
  • the structuring and / or rough surface 5 can be carried out mechanically and / or chemically, for example by etching.
  • the coating 3 itself may constitute a means for connecting the electrical conductor 2 and the electrical component 4. It is then in the application of the electrical connection means 1 no further connection means such as solder or adhesive necessary.
  • the coating 3 may be made of a solderable material.
  • the larger surface 5 of the coating 3 allows a faster heating for the formation of a solder joint between the electrical conductor 2 and the electrical component 4.
  • Such a soldering can be automated.
  • the soldering can be carried out by means of infrared light. Since the coating consists of a solderable material, in particular a solder, eg tin, the soldering can be done without additional material. In this case, the solder necessary for a solder joint is the coating material itself. If, as an alternative, the conductive coating 3 contains an adhesive, it can act as a means for connecting the electrical conductor 2 and the electrical component 4.
  • the enlarged surface 5 of the coating improves Energy input into the coating 3 and thus a faster and secure production of an adhesive bond between the electrical conductor 2 and electrical component 4 achieved.
  • the surface 6 of the electrical conductor 2 can also be modified.
  • the electrical conductor 2 can thus also be formed with a structured and / or rough surface 6. This results in the advantage that an enlarged contact surface between the electrical conductor and the coating material is available and therefore the achievable adhesive force is increased. At the same time, the layer thickness of the coating can be reduced to achieve a given adhesive force.
  • the coating usually has a convex surface.
  • this surface is flat and flat owing to the processing of the surface of the coating.
  • the electrical connection element according to the invention can be completely flat and flat on its surface, at least in regions. This in turn has the advantage that when applied to an electrical component, such as a solar cell, it rests flat and so a secure connection can be produced.
  • such a connecting element for example a flat wire, which also has a substantially flat, flat surface on its coating
  • the usual vacuum grippers can take such flat objects faster and safer.
  • a wire with a flat, flat surface can also be wound up in a space-saving, faster and with higher process reliability on a spool.
  • the wire, especially if it is a flat wire can therefore easily wrap in layers on a spool and also unwind easily from this. Also, the straightness guaranteed, which could be affected by an irregular winding. This represents a significant advantage in terms of automation possibilities and thus on the manufacturing costs in the processing process.
  • the electrical connection elements 1 according to the invention can be used in a particularly advantageous manner as a connector for a solar cell 4.
  • two connecting elements 1 for example, designed as a flat wire and applied to a surface of the solar cell 4 in each case.
  • other described connecting elements according to the invention can also be used.
  • connecting elements with an electrical conductor also structured or rough surface as a connector for a solar cell results in a high deduction or Abrisskraft of the connecting element of the solar cell. It is also possible to reduce the coating thickness for a given withdrawal or removal force.
  • Several solar cells 4 can be interconnected by means of the connecting elements 1 in any desired manner to a solar module 7.
  • connecting elements 1 designed as flat wire the appearance shown in FIG. 8 results with continuous connecting bands.
  • other described connecting elements according to the invention can also be used, wherein, for example, in a connection via stamped parts or cut strips, no continuous connecting bands are visible.
  • FIG. 9 shows a possibility of connecting two adjacent solar cells 4 of a solar module 7.
  • the upper side of a solar cell 4 is connected to the underside of an adjacent solar cell 4 via connecting elements 1 according to the invention.
  • Further embodiments according to the invention have only a part of the features described, wherein each feature combination, in particular also of various described embodiments, can be provided.

Landscapes

  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

In an electrical connecting element (1) comprising an electrical conductor (2) and an electrically conductive coating (3) it is proposed, in order to provide a connecting element which can be manipulated easily and whose coating can be heated rapidly, to form the surface of the coating (3) with a structured area and/or rough surface (5), at least in regions.

Description

Elektrisches Verbindungselement Electrical connection element
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Verbindungselement umfassend einen elektrischen Leiter und eine elektrisch leitfähige Beschichtung.The invention relates to an electrical connection element comprising an electrical conductor and an electrically conductive coating.
Es sind bereits Verbindungselemente bekannt, die als Flachdraht ausgebildet sind und eine Beschichtung aus einem Lötmittel aufweisen.There are already known fasteners, which are formed as a flat wire and having a coating of a solder.
Das bekannte Verbindungselement wird dafür eingesetzt, mehrere elektrische Bauteile, z.B. Solarzellen, untereinander elektrisch zu verbinden. Dazu wird das Verbindungselement erwärmt und unter Aufschmelzung der Beschichtung mit dem elektrischen Bauteil verlötet. Es sind weiters auch beschichtete Verbindungselemente bekannt, welche als Stanzteile oder als geschnittene Bänder ausgebildet sind.The known connection element is used to connect a plurality of electrical components, e.g. Solar cells to electrically connect with each other. For this purpose, the connecting element is heated and soldered while melting the coating with the electrical component. There are also known coated fasteners, which are formed as stamped parts or as cut strips.
Die bekannten Verbindungselemente haben den Nachteil, dass beträchtliche Energiemengen notwendig sind, um die Beschichtung schnell genug erwärmen zu können. Andernfalls kann es sein, dass sich die Beschichtung nicht ausreichend rasch erhitzt, sodass keine sichere Verbindung zwischen elektrischem Leiter und elektrischen Bauteil erreicht wird. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches leicht verarbeitbar ist und dessen Beschichtung sich schnell erwärmen lässt, sodass eine sichere Verbindung zwischen elektrischem Leiter und elektrischen Bauteil bei gleichzeitig höheren Prozessgeschwindigkeiten erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Oberfläche der Beschichtung zumindest bereichsweise mit einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine gegenüber einer unbearbeiteten Oberfläche vergrößerte effektive Oberfläche der Beschichtung zur Verfügung steht und diese daher eine hohe Licht- und/oder Wärmeabsorption aufweist. Bei einem Löt- oder Klebeprozess kann daher die nötige Wärme leichter und schneller eingebracht werden. Die Beschichtung ist vorzugsweise aus einem homogenen Material aufgebaut, in das die Strukturierung und/oder raue Oberfläche durch eine Oberflächenbearbeitung eingearbeitet ist. Durch die Homogenität ist gewährleistet, dass sich die gesamte Schicht gleichmäßig erwärmt und so für den nachfolgenden Verbindungsprozess zur Verfügung steht.The known connecting elements have the disadvantage that considerable amounts of energy are necessary in order to heat the coating fast enough. Otherwise, the coating may not heat up quickly enough so that a secure connection between the electrical conductor and the electrical component is not achieved. It is therefore an object of the present invention to provide a connecting element of the type mentioned, which is easy to process and the coating can be heated quickly, so that a secure connection between the electrical conductor and electrical component can be achieved at the same time higher processing speeds. This object is achieved in that the surface of the coating is at least partially formed with a structuring and / or rough surface. This results in the advantage that an effective surface area of the coating, which is larger than an unprocessed surface, is available and therefore has a high light and / or heat absorption. In a soldering or gluing process, therefore, the necessary heat can be introduced easier and faster. The coating is preferably constructed of a homogeneous material, in which the structuring and / or rough surface is incorporated by a surface treatment. Homogeneity ensures that the entire layer heats up evenly and is thus available for the subsequent bonding process.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung ein lötfähiges Material, beispielsweise ein Lötmittel, im Besonderen Zinn enthält. Dadurch kann die Beschichtung selbst in einem Arbeitsschritt die Herstellung einer fest haftenden Lötverbindung sicherstellen. Gemäß einer anderen Ausführung kann die elektrisch leitfähige Beschichtung einen Kleber, vorzugsweise einen leitfähigen Kleber, enthalten. Dadurch kann die Beschichtung dieAccording to a further embodiment of the invention it can be provided that the electrically conductive coating contains a solderable material, for example a solder, in particular tin. As a result, the coating itself can ensure the production of a firmly adhering solder joint in one work step. According to another embodiment, the electrically conductive coating may contain an adhesive, preferably a conductive adhesive. This allows the coating
Ausbildung einer fest haftenden Klebeverbindung bewirken.Formation of a firmly adhering adhesive bond cause.
Vorteilhafterweise besteht der elektrische Leiter aus einem Metall, insbesondere Kupfer, oder einer Metalllegierung, insbesondere einer Kupferlegierung. Dadurch wird eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit sowie leichte Verarbeitbarkeit erzielt.Advantageously, the electrical conductor consists of a metal, in particular copper, or a metal alloy, in particular a copper alloy. As a result, a particularly high electrical conductivity and ease of processing is achieved.
Li Weiterbildung der Erfindung kann die Strukturierung und/oder raue Oberfläche aus einerLi development of the invention, the structuring and / or rough surface of a
Rändelung oder Riffelung bestehen. Eine derartige Oberflächenmodifikation ist beispielsweise besonders einfach und automatisiert durch Walzen herstellbar.Knurling or ribbing exist. Such a surface modification is, for example, particularly simple and automated to produce by rolling.
In einer anderen Ausgestaltung kann die Strukturierung und/oder raue Oberfläche durchIn another embodiment, the structuring and / or rough surface by
Schleifen hergestellt sein. Dadurch ist es möglich, der Beschichtung Eigenschaften zu verleihen, welche von der Bearbeitungsrichtung unabhängig sind und somit in allenBe made loops. This makes it possible to give the coating properties which are independent of the machining direction and thus in all
Richtungen auf der Oberfläche gleichartig sind.Directions on the surface are similar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Strukturierung und/oder raue Oberfläche durch Ätzen hergestellt sein. Durch diese chemische Bearbeitung kann ebenfalls eine gleichmäßige Oberflächenmodifikation erreicht werden.According to a further embodiment, the structuring and / or rough surface can be produced by etching. By this chemical treatment, a uniform surface modification can also be achieved.
In Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass sich die Strukturierung und/oder raueIn development it can be provided that the structuring and / or rough
Oberfläche im Querschnitt nur über einen zur Energieaufnahme bestimmten Bereich derSurface in cross section only over a certain area of the energy intake
Beschichtung erstreckt. Dadurch ist es nicht nötig, die gesamte Oberfläche der Beschichtung zu bearbeiten. Es muss also lediglich jener Oberflächenbereich verändert werden, welcher später beim Aufbringen des Verbindungselementes auf den elektrischen Bauteil zurCoating extends. This eliminates the need to work the entire surface of the coating. So only that surface area must be changed, which later on the application of the connecting element to the electrical component for
Erwärmung beispielsweise mit Infrarot-Licht bestrahlt wird.Heating is irradiated, for example, with infrared light.
Gemäß einer anderen Variante kann sich die Strukturierung und/oder raue Oberfläche imAccording to another variant, the structuring and / or rough surface in the
Querschnitt über den gesamten Umfang des elektrischen Leiters erstrecken. Bei dieserCross section extend over the entire circumference of the electrical conductor. At this
Ausführung ist es bei Verwendung des erfmdungsgemäßen Verbindungselementes nicht nötig darauf zu achten, welcher Teil der Beschichtung mit einer modifizierten Oberfläche versehen ist. Die Verarbeitungsschritte vereinfachen sich dementsprechend.When using the connecting element according to the invention, it is not necessary to pay attention to which part of the coating is provided with a modified surface. The processing steps are simplified accordingly.
Vorteilhafterweise kann der elektrische Leiter aus einem Stanzteil oder einem geschnittenenAdvantageously, the electrical conductor of a stamped part or a cut
Band hergestellt sein. Dabei ist das Verbindungselement besonders einfach und kostengünstig herzustellen.Be made band. In this case, the connecting element is particularly simple and inexpensive to manufacture.
In bevorzugter Ausgestaltung kann der elektrische Leiter eine im Vergleich zum Querschnitt große Längsausdehnung aufweisen und beispielsweise als Draht ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich in einem Bearbeitungsschritt viele elektrische Bauteile über einIn a preferred embodiment, the electrical conductor may have a large longitudinal extent in comparison to the cross section and may be formed, for example, as a wire. This is It makes possible in one step many electrical components over a
Verbindungselement miteinander zu verbinden.Connecting connecting element with each other.
Li vorteilhafter Weise kann eine Riffelung oder Rändelung im Wesentlichen parallel zurLi advantageously, a corrugation or knurling substantially parallel to
Längserstreckung des elektrischen Leiters verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass bei derLongitudinal extension of the electrical conductor run. This has the advantage that at the
Herstellung des Verbindungselementes die Riffelung oder Rändelung in einem fortlaufendenProduction of the connecting element the corrugation or knurling in a continuous
Verfahren einfach aufgebracht werden kann. Außerdem entsteht in besonders vorteilhafterMethod can be applied easily. In addition, arises in particularly advantageous
Weise eine über die Längserstreckung gleichmäßige Oberfläche und daher auch gleichmäßigeMake a uniform over the longitudinal surface and therefore even
Eigenschaften der Beschichtung.Properties of the coating.
In einer anderen Variante kann eine Schleifrichtung im Wesentlichen parallel zurIn another variant, a grinding direction substantially parallel to
Längserstreckung des elektrischen Leiters verlaufen. Auch hier kann dieLongitudinal extension of the electrical conductor run. Again, the
Oberflächenbearbeitung in einem fortlaufenden Verfahren einfach durchgeführt werden. Es entsteht ebenfalls eine über die Längserstreckung gleichmäßige Oberfläche und daher ebenso gleichmäßige Eigenschaften der Beschichtung.Surface treatment in a continuous process can be easily performed. It also creates a uniform over the longitudinal surface and therefore equally uniform properties of the coating.
In weiterer Ausgestaltung kann der elektrische Leiter im Querschnitt kreisförmig ausgebildet sein. Dadurch ist die Verwendung von handelsüblichen Drähten möglich.In a further embodiment, the electrical conductor may be circular in cross section. This allows the use of commercially available wires.
In besonders bevorzugter Ausführung kann der elektrische Leiter im Querschnitt mit einer von der Kreisform abweichenden Form, beispielsweise rechteckig, im Besonderen alsIn a particularly preferred embodiment, the electrical conductor in cross section with a deviating from the circular shape, for example rectangular, in particular as
Flachdraht ausgebildet sein. Durch diese Ausführung ist aufgrund der größeren Kontaktfläche eine besonders gute Haftung des Verbindungselementes auf dem elektrischen Bauteil erzielbar. Außerdem vergrößert sich die zur Verfügung stehende Fläche der Beschichtung, was einen erleichterten Wärmeeintrag ermöglicht.Be formed flat wire. As a result of this embodiment, due to the larger contact surface, a particularly good adhesion of the connecting element to the electrical component can be achieved. In addition, the available area of the coating increases, which facilitates a facilitated heat input.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Oberfläche der Beschichtung über die gesamteIn a further embodiment, the surface of the coating over the entire
Länge des Verbindungselementes mit einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche ausgebildet sein. Dadurch ist eine besonders hoher Wärmeeintrag als auch eine besonders einfache Herstellung und Verarbeitung möglich. Bei der Herstellung kann in einem kontinuierlichen Prozess die Strukturierung und/oder raue Oberfläche aufgebracht werden, während in der Verarbeitung sicher an jeder Stelle die gleichen Eigenschaften derLength of the connecting element may be formed with a structuring and / or rough surface. As a result, a particularly high heat input and a particularly simple production and processing is possible. During production, the structuring and / or rough surface can be applied in a continuous process, while in the processing the same properties of the product can be safely applied at any time
Beschichtung entstehen.Coating arise.
Ih vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass sich die Beschichtung über die gesamteIh it can be advantageously provided that the coating over the entire
Länge des Verbindungselementes erstreckt. Dabei ist von Vorteil, dass bei der Verarbeitung nicht darauf geachtet werden muss, an welchen Stellen sich die Beschichtung befindet und sich überdies ein Oberflächenschutz für den elektrischen Leiter ergibt. In bevorzugter Anwendung kann das erfindungsgemäße Verbindungselement auf eine Solarzelle aufgebracht sein. In dieser Benutzung ist eine sichere Herstellung einer Verbindung zwischen Solarzelle und elektrischem Leiter besonders wichtig und daher das erfindungsgemäße Aufbringen einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche auf die Beschichtung von besonderem Vorteil.Length of the connecting element extends. It is advantageous that during processing does not have to pay attention to where the coating is located and also results in a surface protection for the electrical conductor. In a preferred application, the connecting element according to the invention can be applied to a solar cell. In this use, a secure production of a connection between solar cell and electrical conductor is particularly important and therefore the inventive application of a structuring and / or rough surface on the coating of particular advantage.
In weiterer Ausgestaltung können zwei oder eine Vielzahl von Solarzellen über erfindungsgemäße Verbindungselemente miteinander verbunden sein. Mit den Verbindungselementen können so mehrere Solarzellen zu einer größeren Einheit, beispielsweise zu einem Solarmodul verschaltet werden. Das Modul kann, um witterungsbeständig zu sein, verkapselt ausgeführt sein.In a further embodiment, two or a multiplicity of solar cells can be connected to one another via connecting elements according to the invention. With the connecting elements so several solar cells can be interconnected to a larger unit, for example, to a solar module. The module can, to be weather-resistant, be encapsulated.
Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Kontaktieren von elektrischen Bauteilen, im Besonderen von Solarzellen, mit den folgenden Schritten:The object mentioned at the outset is also achieved by a method for contacting electrical components, in particular solar cells, with the following steps:
1) Beschichten eines elektrischen Leiters mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung,1) coating an electrical conductor with an electrically conductive coating,
2) Aufbringen einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche auf die Beschichtung,2) applying a structuring and / or rough surface to the coating,
3) Aufbringen des so erhaltenen elektrischen Verbindungselementes mit der die Strukturierung und/oder rauen Oberfläche aufweisenden Seite auf einen elektrischen Bauteil, wobei die Beschichtung eine feste Verbindung mit dem elektrischen Leiter und dem Bauteil herstellt.3) applying the thus obtained electrical connection element with the structuring and / or rough surface having side on an electrical component, wherein the coating establishes a firm connection with the electrical conductor and the component.
Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, unter Einsatz von vergleichsweise geringen Energiemengen eine besonders schnell herstellbare Verbindung zwischen dem elektrischen Leiter und dem elektrischen Bauteil zu erzielen.As a result, it is advantageously possible to achieve a particularly rapidly producible connection between the electrical conductor and the electrical component by using comparatively small amounts of energy.
In bevorzugter Ausführung kann dabei ein elektrischer Leiter verwendet werden, welcher eine im Vergleich zum Querschnitt große Längsausdehnung aufweist und beispielsweise als Draht, vorzugsweise als Flachdraht, ausgebildet ist. Der elektrische Leiter kann in vorteilhafter Weise entlang seiner Längserstreckung auf den elektrischen Bauteil aufgebracht werden. Dabei ist es möglich, in einem Bearbeitungsschritt viele elektrische Bauteile über ein Verbindungselement miteinander zu verbinden.In a preferred embodiment, an electrical conductor may be used which has a large longitudinal extent in comparison to the cross section and is designed, for example, as a wire, preferably as a flat wire. The electrical conductor can be advantageously applied along its longitudinal extent to the electrical component. It is possible to connect many electrical components via a connecting element in one processing step.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen Ausführungsformen dargestellt sind, beispielhaft näher beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Verbindungselementes mit einem elektrischen Leiter von im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt, Fig. 2 eine zweite Ausfuhrungsform eines Verbindungselementes mit einem flach ausgebildeten elektrischen Leiter,The invention will be further described by way of example with reference to the accompanying drawings in which embodiments are shown by way of example. 1 shows a first embodiment of a connecting element with an electrical conductor of a substantially circular cross-section, 2 shows a second embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor,
Fig. 3 eine dritte Ausfuhrungsform eines Verbindungselementes mit einem flach ausgebildeten elektrischen Leiter,3 shows a third embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor,
Fig. 4 eine vierte Ausführungsform eines Verbindungselementes mit einem flach ausgebildeten elektrischen Leiter,4 shows a fourth embodiment of a connecting element with a flat electrical conductor,
Fig. 5 das Herstellen eines Verbundes aus einem erfindungsgemäßen elektrischen5 shows the production of a composite of an electrical according to the invention
Verbindungselement und einem elektrischen Bauteil,Connecting element and an electrical component,
Fig. 6 eine weitere Ausfuhrungsform, bei welcher die Oberfläche der Beschichtung und dieFig. 6 shows a further embodiment, in which the surface of the coating and the
Oberfläche des elektrischen Leiters modifiziert sind,Surface of the electrical conductor are modified,
Fig. 7 eine Solarzelle mit zwei darauf aufgebrachten elektrischen Verbindungselementen,7 shows a solar cell with two electrical connecting elements applied thereto,
Fig. 8 ein Solarmodul bestehend aus einer Vielzahl von miteinander mittels elektrischerFig. 8 is a solar module consisting of a plurality of each other by means of electrical
Verbindungselemente verbundener Solarzellen,Connecting elements of connected solar cells,
Fig. 9 ein Detail A des in Figur 8 dargestellten Solarmoduls mit zwei mittels elektrischerFig. 9 shows a detail A of the solar module shown in Figure 8 with two by means of electrical
Verbindungselemente verbundener Solarzellen.Connecting elements of connected solar cells.
Gemäß einer ersten Ausfuhrungsform, wie in Figur 1 dargestellt, besteht das elektrische Verbindungselement 1 aus einem elektrischen Leiter 2, welcher als Kern ausgeführt ist. Der elektrische Leiter 2 ist ringsum mit einer Beschichtung 3 versehen, welche beispielsweise ein lötfähiges Material enthalten kann. Alternativ kann die Beschichtung 3 aber auch einen Kleber enthalten. Die Beschichtung 3 weist eine strukturierte bzw. raue Oberfläche 5 auf, wie sie z.B. durch Walzen, Schleifen, Ätzen oder Ähnliches erreicht werden kann. Die effektive Oberfläche Beschichtung ist daher größer als die einer solchen ohne diesen Bearbeitungsschritt.According to a first embodiment, as shown in Figure 1, the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is designed as a core. The electrical conductor 2 is provided all around with a coating 3, which may for example contain a solderable material. Alternatively, however, the coating 3 may also contain an adhesive. The coating 3 has a textured or rough surface 5, e.g. can be achieved by rolling, grinding, etching or the like. The effective surface coating is therefore greater than that of such without this processing step.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, wie in Figur 2 dargestellt, besteht das elektrische Verbindungselement 1 aus einem elektrischen Leiter 2, welcher als Flachdraht ausgeführt ist. Er weist einen von der Kreisform abweichenden, im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die in den Figuren 2a und 2b oben dargestellte Seite des elektrischen Leiters 2 ist mit einer Beschichtung versehen, welche ebenfalls elektrisch leitfähig ist. Die in den Figuren 2a und 2b oben dargestellte Seite, d.h. die Außenseite der Beschichtung 3, weist eine strukturierte bzw. raue Oberfläche 5 auf. Alternativ kann zusätzlich auch die in den Figuren 2a und 2b unten dargestellte Seite des elektrischen Leiters 2 eine Beschichtung aufweisen. Gemäß einer dritten Ausführungsform, wie in Figur 3 dargestellt, bestellt das elektrische Verbindungselement 1 aus einem elektrischen Leiter 2, welcher ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 als Flachdraht ausgeführt ist. Die in Figur 3 gezeigte Beschichtung 3 weist auf der Ober- und Unterseite des elektrischen Verbindungselementes 1 eine Strukturierung und/oder raue Oberfläche 5 auf. Da die Beschichtung 3 im Querschnitt über den gesamten Umfang des elektrischen Leiters 2 aufgebracht ist, wird eine universelle Anwendbarkeit des elektrischen Verbindungselementes erreicht. Während der Verarbeitung muss daher nicht mehr auf die richtige Lage des elektrischen Verbindungselementes 1 geachtet werden. Zusätzlich ist das elektrische Verbindungselement gegen schädliche Umwelteinflüsse und Korrosion geschützt. Die Beschichtung muss dabei nicht überall gleich stark ausgebildet sein. Vielmehr kann auf einer Seite beispielsweise mehr an Beschichtungsmaterial aufgebracht sein. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Schichtstärke beispielsweise reduziert. In besonders vorteilhafter Weise ist die Schichtstärke auf der zur Kontaktierung vorgesehenen Seite größer als auf der gegenüberliegenden Seite, wo die Beschichtung hauptsächlich eine Schutzfunktion hat.According to a second embodiment, as shown in Figure 2, the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is designed as a flat wire. It has a deviating from the circular shape, substantially rectangular cross-section. The side of the electrical conductor 2 shown in Figures 2a and 2b above is provided with a coating which is also electrically conductive. The side shown in FIGS. 2a and 2b above, ie the outside of the coating 3, has a structured or rough surface 5. Alternatively, in addition, the side of the electrical conductor 2 shown in FIGS. 2a and 2b below may also have a coating. According to a third embodiment, as shown in FIG. 3, the electrical connection element 1 is made of an electrical conductor 2, which, like the exemplary embodiment according to FIG. 2, is designed as a flat wire. The coating 3 shown in FIG. 3 has a structuring and / or rough surface 5 on the upper and lower sides of the electrical connection element 1. Since the coating 3 is applied in cross-section over the entire circumference of the electrical conductor 2, a universal applicability of the electrical connection element is achieved. During processing, therefore, it is no longer necessary to pay attention to the correct position of the electrical connection element 1. In addition, the electrical connection element is protected against harmful environmental influences and corrosion. The coating does not have to be equally strong everywhere. Rather, on one side, for example, more coating material may be applied. On the opposite side, for example, the layer thickness is reduced. In a particularly advantageous manner, the layer thickness on the side intended for contacting is greater than on the opposite side, where the coating has mainly a protective function.
Gemäß einer vierten Ausführungsform, wie in Figur 4 dargestellt, besteht das elektrische Verbindungselement 1 aus einem elektrischen Leiter 2, welcher ähnlich den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und 3 als Flachdraht ausgeführt ist. Hier ist jedoch die Oberfläche der Beschichtung 3 lediglich auf der zur Energieaufnahme bestimmten Seite des elektrischen Leiters 2 modifiziert. Die Strukturierung und/oder raue Oberfläche 5 erstreckt sich also im Querschnitt nur über einen Bereich des Umfangs der Beschichtung. Eine Beschichtung 3 ist jedoch im Querschnitt über den gesamten Umfang aufgebracht, sodass der elektrische Leiter 2 völlig von der Beschichtung 3 umhüllt ist. Dadurch kann gleichzeitig der elektrische Leiter 2 gegen Umwelteinflüsse und Korrosion geschützt werden. Auch hier muss die Beschichtung nicht überall gleich stark ausgebildet sein. Vielmehr kann auf einer Seite beispielsweise mehr an Beschichtungsmaterial aufgebracht sein. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Schichtstärke beispielsweise reduziert. In besonders vorteilhafter Weise ist die Schichtstärke auf der zur Kontaktierung vorgesehenen Seite größer als auf der gegenüberliegenden Seite, wo die Beschichtung hauptsächlich eine Schutzfunktion hat. Die Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselements wird im Folgenden mit Hinblick auf Figur 5 beschrieben. Das elektrische Verbindungselement in Figur 5 weist dabei einen elektrischen Leiter 2 auf, der als Flachdraht ausgebildet ist. Es wird derart auf ein elektrisches Bauteil 4, beispielsweise eine Solarzelle, aufgebracht, dass die Beschichtung mit der eine Strukturierung und/oder raue Oberfläche 5 aufweisenden Seite in Richtung einer Energieeinbringungsvorrichtung zu liegen kommt. Als Energieeinbringungsvorrichtung kommt dabei jede Art von Vorrichtung in Betracht, welche geeignet ist, das Beschichtungsmaterial zur Herstellung einer sicheren Verbindung ausreichend zu erwärmen. Insbesondere sei beispielhaft eine hifrarot-Einrichtung angeführt. In Figur 5 ist ein Verbindungselement gezeigt, dessen elektrischer Leiter 2 als Flachdraht ausgeführt ist und welches ringsum eine Beschichtung aufweist. Da die Beschichtung auch auf beiden Seiten des Verbindungselementes 1 eine Strukturierung und/oder raue Oberfläche 5 aufweist, kann das Verbindungselement 1 sowohl in der gezeigten Lage als auch um 180° verdreht aufgebracht werden. Wenn die Beschichtung 3 aus einem lötfähigen Material besteht, wird diese beispielsweise unter Infrarot-Licht erwärmt und zum Schmelzen gebracht. Dabei verbindet sie sich mit dem elektrischen Bauteil 4 und stellt nach dem Erkalten eine Verbindung zwischen elektrischem Leiter 2 und elektrischen Bauteil 4 sicher. In allen Ausführungsformen kann die Oberfläche 5 der Beschichtung 3 dabei jede Art von Strukturierung aufweisen, z.B. Rillen in Längs- und/oder Querrichtung, Riefen in Längs- und/oder Querrichtung, Schleifspuren in Längs- und/oder Querrichtung, oder Ähnliches. Die raue Oberfläche 5 kann eine oder mehrere Vorzugsrichtungen haben oder aber in alle Richtungen gleich ausgebildet sein. Die Strukturierung und/oder raue Oberfläche 5 kann mechanisch und/oder auf chemischem Weg, z.B. durch Ätzen, durchgeführt werden. In allen Ausführungsformen kann die Beschichtung 3 selbst ein Mittel zur Verbindung von elektrischem Leiter 2 und elektrischem Bauteil 4 darstellen. Es ist dann bei der Anwendung des elektrischen Verbindungsmittels 1 kein weiteres Verbindungsmittel wie beispielsweise Lot oder Klebstoff nötig.According to a fourth embodiment, as shown in Figure 4, the electrical connection element 1 consists of an electrical conductor 2, which is similar to the embodiments of Figure 2 and 3 designed as a flat wire. Here, however, the surface of the coating 3 is modified only on the side of the electrical conductor 2 intended for energy absorption. The structuring and / or rough surface 5 therefore extends in cross-section only over a region of the circumference of the coating. However, a coating 3 is applied in cross-section over the entire circumference, so that the electrical conductor 2 is completely surrounded by the coating 3. As a result, at the same time the electrical conductor 2 can be protected against environmental influences and corrosion. Again, the coating need not be equally strong everywhere. Rather, on one side, for example, more coating material may be applied. On the opposite side, for example, the layer thickness is reduced. In a particularly advantageous manner, the layer thickness on the side intended for contacting is greater than on the opposite side, where the coating has mainly a protective function. The use of an electrical connection element according to the invention is described below with reference to FIG. The electrical connection element in FIG. 5 has an electrical conductor 2, which is designed as a flat wire. It is so applied to an electrical component 4, for example a solar cell, that the Coating comes to lie with the structuring and / or rough surface 5 having side in the direction of an energy input device. In this case, any type of device which is suitable for sufficiently heating the coating material to produce a secure connection is considered as the energy introduction device. In particular, an example of a hifrarot device is given. 5 shows a connecting element is shown, the electrical conductor 2 is designed as a flat wire and which has a coating all around. Since the coating on both sides of the connecting element 1 has a structuring and / or rough surface 5, the connecting element 1 can be applied twisted both in the position shown and by 180 °. When the coating 3 is made of a solderable material, for example, it is heated under infrared light and allowed to melt. In doing so, it connects to the electrical component 4 and, after cooling, ensures a connection between the electrical conductor 2 and the electrical component 4. In all embodiments, the surface 5 of the coating 3 can have any type of structuring, for example grooves in the longitudinal and / or transverse direction, grooves in the longitudinal and / or transverse direction, sanding marks in the longitudinal and / or transverse direction, or the like. The rough surface 5 may have one or more preferred directions or be formed the same in all directions. The structuring and / or rough surface 5 can be carried out mechanically and / or chemically, for example by etching. In all embodiments, the coating 3 itself may constitute a means for connecting the electrical conductor 2 and the electrical component 4. It is then in the application of the electrical connection means 1 no further connection means such as solder or adhesive necessary.
Li allen Ausführungsformen kann die Beschichtung 3 aus einem lötfähigen Material bestehen. Die größere Oberfläche 5 der Beschichtung 3 ermöglicht eine schnellere Erwärmung für die Ausbildung einer Lötverbindung zwischen elektrischem Leiter 2 und elektrischem Bauteil 4. Eine derartige Lötung kann automatisiert ablaufen. Die Lötung kann mittels Infrarot-Licht durchgeführt werden. Da die Beschichtung aus einem lötfähigen Material, im Besonderen einem Lötmittel, z.B. Zinn, besteht, kann die Lötung ohne Zusatzmaterial erfolgen. In diesem Fall ist das für einen Lötverbund notwendige Lot das Beschichtungsmaterial selbst. Wenn die leitfähige Beschichtung 3 gemäß einer Alternative einen Kleber enthält, kann dieser als Mittel zur Verbindung von elektrischem Leiter 2 und elektrischem Bauteil 4 wirken. Auch in diesem Fall wird durch die vergrößerte Oberfläche 5 der Beschichtung ein verbesserter Energieeintrag in die Beschichtung 3 und damit ein schnelleres und sicheres Herstellen einer Klebeverbindung zwischen elektrischem Leiter 2 und elektrischem Bauteil 4 erreicht. Wie in Figur 6 gezeigt, kann zusätzlich zur Bearbeitung der Oberfläche 5 der Beschichtung 3 auch die Oberfläche 6 des elektrischen Leiters 2 modifiziert werden. Der elektrische Leiter 2 kann also ebenfalls mit einer strukturierten und/oder rauen Oberfläche 6 ausgebildet sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen elektrischem Leiter und Beschichtungsmaterial zur Verfügung steht und daher die erzielbare Haftkraft gesteigert wird. Gleichzeitig kann zur Erzielung einer vorgegebenen Haftkraft die Schichtstärke der Beschichtung verringert werden.In all embodiments, the coating 3 may be made of a solderable material. The larger surface 5 of the coating 3 allows a faster heating for the formation of a solder joint between the electrical conductor 2 and the electrical component 4. Such a soldering can be automated. The soldering can be carried out by means of infrared light. Since the coating consists of a solderable material, in particular a solder, eg tin, the soldering can be done without additional material. In this case, the solder necessary for a solder joint is the coating material itself. If, as an alternative, the conductive coating 3 contains an adhesive, it can act as a means for connecting the electrical conductor 2 and the electrical component 4. Also in this case, the enlarged surface 5 of the coating improves Energy input into the coating 3 and thus a faster and secure production of an adhesive bond between the electrical conductor 2 and electrical component 4 achieved. As shown in FIG. 6, in addition to the processing of the surface 5 of the coating 3, the surface 6 of the electrical conductor 2 can also be modified. The electrical conductor 2 can thus also be formed with a structured and / or rough surface 6. This results in the advantage that an enlarged contact surface between the electrical conductor and the coating material is available and therefore the achievable adhesive force is increased. At the same time, the layer thickness of the coating can be reduced to achieve a given adhesive force.
Bei bekannten elektrischen Verbindungselementen - auch bei solchen, die als Flachdraht ausgebildet sind — weist die Beschichtung meist eine konvexe Oberfläche auf. Bei einem erfindungsgemäßen Verbindungselement hingegen ist aufgrund der Bearbeitung der Oberfläche der Beschichtung diese Oberfläche flach und eben ausgebildet. Dadurch kann das erfindungsgemäße elektrische Verbindungselement an seiner Oberfläche zumindest bereichsweise völlig flach und eben sein. Dies hat wiederum den Vorteil, dass es beim Aufbringen auf ein elektrisches Bauelement, beispielsweise eine Solarzelle, flächig aufliegt und so eine sichere Verbindung herstellbar ist. Beim Auflöten auf eine Solarzelle, im Speziellen auf den durch Aufdruck hergestellten Silber-Bus-Bar, der als Gegenkontakt im Lötverbund dient, liegt das Material daher vollständig und eben auf, was zu deutlich besseren Lötergebnissen führt.In known electrical connecting elements - even those which are formed as a flat wire - the coating usually has a convex surface. In contrast, in the case of a connecting element according to the invention, this surface is flat and flat owing to the processing of the surface of the coating. As a result, the electrical connection element according to the invention can be completely flat and flat on its surface, at least in regions. This in turn has the advantage that when applied to an electrical component, such as a solar cell, it rests flat and so a secure connection can be produced. When soldering to a solar cell, in particular on the silver-bus bar produced by imprint, which serves as counter-contact in the solder joint, the material is therefore completely and evenly, which leads to significantly better soldering results.
Darüber hinaus ist ein solches Verbindungselement, beispielsweise ein Flachdraht, das auch an seiner Beschichtung eine im Wesentlichen flache, ebene Oberfläche aufweist, leichter manipulierbar. Insbesondere die dazu üblichen Vakuumgreifer können derartige ebene Gegenstände schneller und sicherer ergreifen. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass ein Draht mit ebener, flacher Oberfläche auch platzsparender, schneller und mit höherer Prozesssicherheit auf einer Spule aufgewickelt werden kann. Der Draht, insbesondere wenn es sich um einen Flachdraht handelt, lässt sich daher leicht in Lagen auf eine Spule wickeln und auch wieder leicht von dieser abwickeln. Auch bleibt die Geradheit gewährleistet, welche bei einer unregelmäßigen Spulung beeinträchtigt sein könnte. Dies stellt im Verarbeitungsprozess einen deutlichen Vorteil in Bezug auf Automatisierungsmöglichkeiten und damit auf die Herstellkosten dar.In addition, such a connecting element, for example a flat wire, which also has a substantially flat, flat surface on its coating, is easier to manipulate. In particular, the usual vacuum grippers can take such flat objects faster and safer. In addition, there is the advantage that a wire with a flat, flat surface can also be wound up in a space-saving, faster and with higher process reliability on a spool. The wire, especially if it is a flat wire, can therefore easily wrap in layers on a spool and also unwind easily from this. Also, the straightness guaranteed, which could be affected by an irregular winding. This represents a significant advantage in terms of automation possibilities and thus on the manufacturing costs in the processing process.
Die erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungselemente 1 können in besonders vorteilhafter Weise als Verbinder für eine Solarzelle 4 verwendet werden. Wie in Figur 7 gezeigt, sind jeweils zwei Verbindungselemente 1 beispielsweise als Flachdraht ausgeführt und auf eine Oberfläche der Solarzelle 4 aufgebracht. Alternativ können aber auch andere beschriebene erfindungsgemäße Verbindungselemente verwendet werden. Bei Verwendung von Verbindungselementen mit einem elektrischen Leiter mit ebenfalls strukturierter bzw. rauer Oberfläche als Verbinder für eine Solarzelle ergibt sich eine hohe Abzugs- bzw. Abrisskraft des Verbindungselementes von der Solarzelle. Es ist auch möglich, bei vorgegebener Abzugs- bzw. Abrisskraft die Beschichtungsstärke zu reduzieren. Mehrere Solarzellen 4 können mittels der Verbindungselemente 1 in beliebiger Weise miteinander zu einem Solarmodul 7 verschaltet werden. Bei Verwendung von als Flachdraht ausgeführten Verbindungselementen 1 ergibt sich das in Figur 8 gezeigte Erscheinungsbild mit durchgehenden Verbindungsbändern. Alternativ können aber auch andere beschriebene erfindungsgemäße Verbindungselemente verwendet werden, wobei beispielsweise bei einer Verbindung über Stanzteile oder geschnittene Bänder keine durchgehenden Verbindungsbänder sichtbar sind.The electrical connection elements 1 according to the invention can be used in a particularly advantageous manner as a connector for a solar cell 4. As in FIG. 7 shown, two connecting elements 1, for example, designed as a flat wire and applied to a surface of the solar cell 4 in each case. Alternatively, however, other described connecting elements according to the invention can also be used. When using connecting elements with an electrical conductor also structured or rough surface as a connector for a solar cell results in a high deduction or Abrisskraft of the connecting element of the solar cell. It is also possible to reduce the coating thickness for a given withdrawal or removal force. Several solar cells 4 can be interconnected by means of the connecting elements 1 in any desired manner to a solar module 7. When using connecting elements 1 designed as flat wire, the appearance shown in FIG. 8 results with continuous connecting bands. Alternatively, however, other described connecting elements according to the invention can also be used, wherein, for example, in a connection via stamped parts or cut strips, no continuous connecting bands are visible.
Eine Möglichkeit der Verbindung von zwei benachbarten Solarzellen 4 eines Solarmoduls 7 zeigt Figur 9. Dabei wird jeweils die Oberseite einer Solarzelle 4 mit der Unterseite einer benachbarten Solarzelle 4 über erfindungsgemäße Verbindungselemente 1 verbunden. Weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen weisen lediglich einen Teil der beschriebenen Merkmale auf, wobei jede Merkmalskombination, insbesondere auch von verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen, vorgesehen sein kann. FIG. 9 shows a possibility of connecting two adjacent solar cells 4 of a solar module 7. Here, in each case the upper side of a solar cell 4 is connected to the underside of an adjacent solar cell 4 via connecting elements 1 according to the invention. Further embodiments according to the invention have only a part of the features described, wherein each feature combination, in particular also of various described embodiments, can be provided.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS
1. Elektrisches Verbindungselement (1) umfassend einen elektrischen Leiter (2) und eine elektrisch leitfähige Beschichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Beschichtung (3) zumindest bereichsweise mit einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche (5) ausgebildet ist.1. Electrical connection element (1) comprising an electrical conductor (2) and an electrically conductive coating (3), characterized in that the surface of the coating (3) is at least partially formed with a structuring and / or rough surface (5).
2. Elektrisches Verbindungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung ein lötfähiges Material, beispielsweise ein Lötmittel, im Besonderen Zinn enthält.2. Electrical connection element (1) according to claim 1, characterized in that the electrically conductive coating contains a solderable material, such as a solder, in particular tin.
3. Elektrisches Verbindungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfahige Beschichtung einen Kleber, vorzugsweise einen leitfähigen Kleber, enthält.3. Electrical connection element (1) according to claim 1, characterized in that the electrically conductive coating contains an adhesive, preferably a conductive adhesive.
4. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) aus einem Metall, insbesondere Kupfer, oder einer Metalllegierung, insbesondere einer Kupferlegierung, besteht.4. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrical conductor (2) consists of a metal, in particular copper, or a metal alloy, in particular a copper alloy.
5. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung und/oder raue Oberfläche (5) aus einer Rändelung oder Riffelung besteht.5. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the structuring and / or rough surface (5) consists of a knurling or corrugation.
6. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung und/oder raue Oberfläche (5) durch Schleifen hergestellt ist.6. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the structuring and / or rough surface (5) is made by grinding.
7. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung und/oder raue Oberfläche (5) durch Ätzen hergestellt ist. 7. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the structuring and / or rough surface (5) is produced by etching.
8. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strukturierung und/oder raue Oberfläche (5) im Querschnitt nur über einen zur Energieaufnahme bestimmten Bereich der Beschichtung (3) erstreckt.8. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the structuring and / or rough surface (5) extends in cross-section only over a certain area for energy absorption of the coating (3).
9. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Strukturierung und/oder raue Oberfläche (5) im Querschnitt über den gesamten Umfang der Beschichtung (3) erstreckt.9. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the structuring and / or rough surface (5) extends in cross section over the entire circumference of the coating (3).
10. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) aus einem Stanzteil oder einem geschnittenen Band hergestellt ist.10. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electrical conductor (2) is made of a stamped part or a cut strip.
11. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) eine im Vergleich zum Querschnitt große Längsausdehnung aufweist und beispielsweise als Draht ausgebildet ist.11. Electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the electrical conductor (2) has a large compared to the cross-sectional longitudinal extent and is formed for example as a wire.
12. Elektrisches Verbindungselement (1) nach den Ansprüchen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rändelung oder Riffelung im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des elektrischen Leiters (2) verläuft.12. Electrical connection element (1) according to claims 6 and 11, characterized in that the knurling or corrugation extends substantially parallel to the longitudinal extent of the electrical conductor (2).
13. Elektrisches Verbindungselement (1) nach den Ansprüchen 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifrichtung im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des elektrischen Leiters (2) verläuft.13. Electrical connection element (1) according to claims 7 and 11, characterized in that the grinding direction is substantially parallel to the longitudinal extent of the electrical conductor (2).
14. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist.14. Electrical connection element (1) according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the electrical conductor (2) is circular in cross-section.
15. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) im Querschnitt mit einer von der Rreisform abweichenden Form, beispielsweise rechteckig, im Besonderen als Flachdraht ausgebildet ist.15. Electrical connection element (1) according to any one of claims 11 to 13, characterized in that the electrical conductor (2) is formed in cross-section with a deviating from the Rreisform form, for example rectangular, in particular as a flat wire.
16. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Beschichtung (3) über die gesamte Länge des Verbindungselementes (1) mit einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche (5) ausgebildet ist.16. Electrical connection element (1) according to one of claims 11 to 15, characterized in that the surface of the coating (3) over the entire length of Connecting element (1) with a structuring and / or rough surface (5) is formed.
17. Elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Beschichtung (3) über die gesamte Länge des Verbindungselementes (1) erstreckt.17. Electrical connection element (1) according to any one of claims 11 to 16, characterized in that the coating (3) over the entire length of the connecting element (1).
18. Solarzelle (4), auf die ein elektrisches Verbindungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufgebracht ist.18. Solar cell (4) on which an electrical connection element (1) according to one of claims 1 to 17 is applied.
19. Solarmodul (7) bestehend aus zwei oder einer Vielzahl von Solarzellen (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (4) über Verbindungselemente (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 verbunden sind.19. Solar module (7) consisting of two or a plurality of solar cells (4), characterized in that the solar cells (4) via connecting elements (1) according to one of claims 1 to 17 are connected.
20. Verfahren zum Kontaktieren von elektrischen Bauteilen, im Besonderen von Solarzellen, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Beschichten eines elektrischen Leiters (2) mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung (3), b) Aufbringen einer Strukturierung und/oder rauen Oberfläche (5) auf die Beschichtung20. A method for contacting electrical components, in particular of solar cells, characterized by the steps: a) coating an electrical conductor (2) with an electrically conductive coating (3), b) applying a structuring and / or rough surface (5) on the coating
(3), c) Aufbringen des so erhaltenen elektrischen Verbindungselementes (1) mit der die Strukturierung und/oder rauen Oberfläche (5) aufweisenden Seite auf einen elektrischen Bauteil (4), wobei die Beschichtung (3) eine feste Verbindung mit dem elektrischen Leiter (2) und dem Bauteil (4) herstellt.(3), c) applying the thus obtained electrical connection element (1) with the structuring and / or rough surface (5) having side on an electrical component (4), wherein the coating (3) has a fixed connection with the electrical conductor (2) and the component (4) manufactures.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (2) eine im Vergleich zum Querschnitt große Längsausdehnung aufweist und beispielsweise als Draht, vorzugsweise als Flachdraht, ausgebildet ist, und entlang seiner Längserstreckung auf den elektrischen Bauteil (4) aufgebracht wird. 21. The method according to claim 20, characterized in that the electrical conductor (2) has a large compared to the cross section longitudinal extent and, for example, as a wire, preferably as a flat wire, is formed, and along its longitudinal extension to the electrical component (4) is applied ,
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