EP2130232A2 - Solar cell device, solar cell module, and connector device - Google Patents

Solar cell device, solar cell module, and connector device

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EP2130232A2
EP2130232A2 EP08717755A EP08717755A EP2130232A2 EP 2130232 A2 EP2130232 A2 EP 2130232A2 EP 08717755 A EP08717755 A EP 08717755A EP 08717755 A EP08717755 A EP 08717755A EP 2130232 A2 EP2130232 A2 EP 2130232A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solar cell
connection
busbars
connecting portion
busbar
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08717755A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karsten Von Maydell
Jörg Müller
Dominik Huljic
Andreas Mohr
Thomas Zerres
Sebastian Falkner
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Q Cells SE
Original Assignee
Q Cells SE
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells

Definitions

  • the invention relates to a solar cell device according to the preamble of claim 1, a solar cell module with such a solar cell device and a connection arrangement according to the preamble of the claim Friedrich! Reference source not found..
  • a solar cell module in which the individual solar cells are connected to one another by means of compact connecting elements.
  • Such compact connecting elements can be used whenever there are no more than two bus bars, so-called busbars, per solar cell.
  • Gee et al. Silicone et al. (“Simplified module assembly using back-contact crystalline-silicon solar cells", 26 th IEEE PVSC, 1997, pp. 1085-1088) describe a series connection of several solar cells with one another, which takes place by means of a connecting foil arranged on the film contacts and the contact areas of the interconnected solar cells.
  • Van Kershaver et al. (“Record high performance modules based on screen printed MWT solar cells", 29 th IEEE PVSC, 2002, pp. 78-81) propose several interconnection modes of individual solar cells, the interconnection being parallel to the busbars of the individual solar cells, with different geometric Busbar arrangements are described in order to connect solar cells with more than two busbars together.
  • the invention has for its object to provide a back-contacted solar cell device that can be easily interconnected with other solar cells or solar cell devices to form a module even in the presence of more than two busbars.
  • the invention is further based on the object to provide a corresponding solar cell module and a corresponding connection arrangement.
  • such a solar cell device comprises a solar cell with a semiconductor having at least one p-doped and at least one n-doped region, electrical p-contacts and electrical n-contacts, which are arranged on a back side of the solar cell and with the correspondingly doped regions of the semiconductor, at least one p-busbar connected to the p-type electrical contacts and at least one n-busbar connected to the n-type electrical contacts, the busbars respectively collecting the current of the electrical contacts and a longitudinal direction. Furthermore, a connection arrangement is provided, which is designed for the electrically conductive connection of at least one of the busbars of the solar cell with at least one busbar of an adjacent solar cell.
  • the term “rear side” refers to the side of the solar cell device which is arranged opposite the front side of the solar cell device, with light incident on the front side onto the solar cell.
  • connection arrangement has at least one first connection section extending substantially perpendicular to the longitudinal extension direction of the busbars, which is selectively connected by connection regions to at least one busbar.
  • “Pointed” should not be a mathematical point, but rather a small area Designation of the connection area.
  • the entire overlapping region of the first connection section with the corresponding busbar is regarded as a punctual connection region.
  • the connecting arrangement preferably has at least one second connecting section which, like the first connecting section, is oriented essentially perpendicular to the longitudinal extension direction of the busbars of the solar cell, and furthermore at least one third connecting section, which is aligned substantially parallel to the longitudinal direction of the busbars.
  • the at least one first and the at least one second connecting portion each extend parallel to one another and are arranged perpendicular to the at least one third connecting portion.
  • the first connection section is preferably arranged on a first side of the third connection section of the connection arrangement and the second connection section on a second side of the third connection section first side opposite. That is, the second connection portion is disposed at the third connection portion with about 180 ° rotated orientation with respect to the first connection portion.
  • the first and second connecting portions extend in different directions of the third connecting portion, respectively, but are aligned substantially parallel to each other.
  • the first and second connection portions are arranged on the third connection portion such that they are not aligned with each other.
  • the connection arrangement on individual solar cells according to the invention at the same place and yet to be able to connect a plurality of solar cells one behind the other to form a module without having to make a change in orientation to the solar cells themselves or to the connection arrangements on the solar cells.
  • the second connecting portion is preferably provided and adapted to be brought into electrically conductive connection with at least one busbar of an adjacent solar cell, said busbar preferably having a polarity corresponding to the polarity of the through first connection portion of the connection arrangement contacted busbars is opposite.
  • the second connection portion when the first connection portion contacts an n-busbar of a solar cell, the second connection portion is preferably arranged to contact a p-busbar of an adjacent solar cell. Accordingly, the second is
  • Connection section preferably provided to an n-busbar of an adjacent
  • the solar cell preferably has at least three busbars, wherein the first connection portion of the connection arrangement connects at least two busbars the same polarity of the solar cell together.
  • the first connection section it is also possible for the first connection section to contact only one busbar of a predetermined polarity if, in the presence of three busbars, there are not two identical busbars in this predetermined polarity in the solar cell.
  • the interconnection of several solar cells with three busbars is invariant with respect to a rotation of the individual solar cells by 180 °. This leads to a relief in the series connection of the individual solar cells to a solar cell module.
  • the first connection section and / or the second connection section of the connection arrangement are preferably dimensioned such that they span at least one busbar which they do not contact.
  • This non-contacted busbar is preferably a busbar with a polarity opposite to the polarity of the busbars to be contacted.
  • connection portions of the connection assembly preferably have a straight, elongated, rectangular shape.
  • connecting portions which are each arranged below each other in parallel.
  • first connection portions are arranged in parallel with each other
  • the plural second connection portions are arranged in parallel to each other
  • the plural third connection portions are arranged in parallel with each other.
  • first and second or third connecting sections can not be arranged parallel to one another but for example vertically.
  • the plurality of parallel connecting portions are preferably each arranged equidistantly.
  • the distances between the first connecting sections may differ from the distances between the second connecting sections.
  • connection arrangement has n first connection sections and n-1 second connection sections.
  • the second connection sections respectively engage in the gaps formed between the first connection sections of a subsequent solar cell device, so that the second connection sections of a first solar cell device are not in direct contact with the first connection sections of a second solar cell device.
  • the number of connection areas for selective contacting on the n-busbar preferably differs from the number of connection areas provided for selective contacting on the p-busbar.
  • so many connection areas are provided on the respective busbar, such as the connection arrangement has connection sections for contacting the corresponding busbars.
  • connection arrangement does not generate a short circuit between the n-contacts and the p-contacts, but can be electrically connected only by means of the busbars to be contacted, the connection arrangement is preferably opposite to the
  • Connection arrangement itself has an electrical insulation, or that the contact surface of the semiconductor of the solar cell has an electrical insulation layer.
  • connection arrangement may be embedded in a film that selectively enables electrical contact.
  • the third connection section is preferably located directly on one of the busbars of the solar cell.
  • “on is meant that the third
  • Connecting portion is arranged directly on the surface of the busbar.
  • the third connecting section in this advantageous embodiment is the
  • the third connection portion of the connection arrangement preferably contacts the busbar on which it is arranged selectively.
  • a connection can be created between the busbar to be contacted and the connection arrangement, which is realized not only by means of the first connection section or the second connection section (s).
  • the third connection section is not arranged on a busbar of the solar cell, but adjacent to an edge region of the semiconductor or of the solar cell.
  • the third connection section is adjacent to the actual solar cell, which is formed from the semiconductor, the electrical p-contacts and the electrical n-contacts as well as the associated busbars.
  • connection between the electrical contacts and the corresponding semiconductor regions is preferably realized by a point-like or a linear contact region.
  • a solar cell according to an advantageous embodiment of the invention more than 2 busbars. It is therefore particularly suitable as a large-scale solar cell with high power production, which can be made more technologically and cost technically cheaper than conventional solar cells with more than 2 busbars due to shortened electrical contacts.
  • a solar cell preferably has two p-busbars and one n-busbar or one n-busbar and two p-busbars.
  • a solar cell has two p-busbars and two n-busbars. It is likewise conceivable within the scope of the present invention for a solar cell to have more than two p-busbars and / or more than two n-busbars.
  • the busbars of the solar cell are preferably arranged substantially parallel to one another. This relates in particular to the longitudinal extension direction of the busbars, wherein individual areas of the busbars, which need not have a strictly rectangular shape, may deviate from a parallel arrangement.
  • a solar cell module having the features of claim 23.
  • Such a solar cell module consists of at least two solar cells according to claim 1.
  • each p-busbar or n-busbar of a first solar cell is preferably electrically conductively connected to each n-busbar or p-busbar of an adjacent solar cell by means of a connection arrangement.
  • connection arrangement in a solar cell module preferably has at least one first and second connecting section oriented substantially perpendicular to the busbars of the individual solar cells and at least one third connecting section aligned substantially parallel to the busbars and between two solar cells is arranged. That is, in this arrangement of the third connection portion of the connection arrangement, a busbar of one of the solar cells constituting the solar cell module is not directly contacted by the third connection portion, but only by the first and / or second connection portion.
  • connection arrangement for connecting two solar cells according to the invention with the features of claim 26.
  • a connection arrangement has at least one first or a second connection section which run parallel to one another.
  • at least one third connecting portion is provided, which extends substantially perpendicular to the first and the second connecting portion, wherein the first connecting portion for contacting a first solar cell and the second connecting portion for contacting a second solar cell, which is arranged adjacent to the first solar cell, provided and set up.
  • Such a connection arrangement can be subsequently applied, for example by a welding, soldering or gluing process, to an already existing solar cell in order to enable an electrical connection of this solar cell with an adjacent solar cell. It is in particular conceivable to produce the connection arrangement from a foil which mediates an electrical conductivity.
  • the first connection portion is disposed on a first side of the third connection portion of the connection assembly and the second connection portion is disposed on a second side of the third connection portion opposite to the first side.
  • the first connection section and the second connection section are arranged with a different orientation by 180 ° in each case at the third connection portion of the connection arrangement.
  • the first Connecting portion and the second connecting portion are preferably parallel to each other.
  • the first connection section and the second connection section are preferably arranged in the third connection section of the connection arrangement such that they are not aligned with one another.
  • the second connection portion of a first connection arrangement is not brought into electrical contact with the first connection portion of a second connection arrangement which is arranged on a solar cell, which is aligned adjacent to the solar cell on which the first connection portion is arranged ,
  • the first and / or the second connection section are preferably provided and arranged for contacting at least one busbar of the respective solar cell to be contacted.
  • the first connection section for contacting a busbar of a first solar cell and the second connection section for contacting a busbar of a second solar cell are provided.
  • a busbar in each case several busbars of the same polarity can be contacted on a solar cell and connected to one another.
  • connection sections preferably have a straight, oblong, rectangular shape.
  • connection arrangement in a preferred embodiment of the invention in each case a plurality of parallel first, second and / or third connecting portions, that is, the plurality of first connecting portions are each arranged parallel to each other, as well as the plurality of second and the plurality of third connecting portions are each arranged in parallel with each other.
  • the plurality of first connecting portions may be perpendicular to the be arranged a plurality of third connecting portions.
  • it is provided to provide a plurality of first and a plurality of second connecting portions and a single third connecting portion.
  • the plurality of parallel connecting portion are arranged in a preferred manner to each other in each case equidistant.
  • the distances between the first connection sections may differ from the distances between the respectively several second or, if appropriate, a plurality of third connection sections.
  • connection arrangement has n first connection sections and n-1 second connection sections.
  • connection arrangement it is possible for the connection arrangement to be arranged on solar cells to be contacted in such a way that the second connection sections in each case engage in the gaps formed by the spacings between the respective plurality of first connection sections so that the second connection sections of a first connection arrangement do not interfere with the first connection sections second connection arrangement come into contact when a plurality of solar cells, on each of which a connection arrangement is arranged, are connected in series with each other in series.
  • connection arrangement In order to interact only with the busbars to be contacted solar cells, but not cause short circuits between the electrical n-contacts and electrical p-contacts of a semiconductor of a solar cell, the connection arrangement preferably has at least partially an electrical insulation. This electrical insulation is in particular interrupted only at the points at which an electrical contact between the connection arrangement and a solar cell to be contacted is to be established, that is to say, in particular in the region of a busbar to be contacted of a solar cell.
  • FIG. 2 shows a view of the rear side of a solar cell
  • FIG. 3 shows a rear view of a first interconnection arrangement of two
  • FIG. 4 shows a cross section through a solar cell device
  • Figure 5 is a rear view of a second interconnection arrangement of two
  • FIG. 6 shows a rear view of a third interconnection arrangement of two solar cell devices to a solar cell module.
  • FIG. 1 shows a cross section through a solar cell 1 with a semiconductor 2, which has a textured semiconductor surface 3.
  • a first passivation layer 4 Above the textured semiconductor surface 3, a first passivation layer 4, and an antireflection layer 5 are arranged.
  • the textured semiconductor surface 3, the first passivation layer 4 and the antireflection layer 5 are located on the side or front side V of the solar cell 1 facing the light.
  • the surface of the solar cell can also be formed in another way.
  • the side of the solar cell 1 opposite the front side V is the side or rear side R of the solar cell 1 facing away from the light.
  • the side of the solar cell 1 opposite the front side V is the side or rear side R of the solar cell 1 facing away from the light.
  • the solar cell 1 has a dielectric second passivation layer 8, which prevents electrical contacting of the diffusion regions 6, 7 from the rear side R.
  • the solar cell 1 On the side of the second passivation layer 8 facing the rear side R of the solar cell 1, the solar cell 1 has electrical n-contacts 9 and electrical p-contacts 10 which pass through openings 11 as contact openings in the second passivation layer 8 with the corresponding p-doped diffusion regions 6 and n-doped diffusion regions 7 are electrically conductively connected.
  • the electrical contacts 9, 10 are usually designed as a contact fingers, as can be seen better in the following drawings. 2 shows a rear view of a solar cell 1, in which the finger-like structure of the electrical contacts 9, 10 can be well recognized.
  • the electrical contacts 9, 10 extend as interdigitated fingers (interdigitating) to the edge and in the middle of the solar cell arranged bus bars, the so-called busbars.
  • the solar cell 1 of Figure 2 two n-busbars 12, which are each arranged at the edge of the solar cell 1. With these n-busbars 12 all electrical n-contacts 9 of the solar cell 1 are connected. In the middle of the solar cell 1, a p-busbar 13 is arranged, with which the corresponding p-contacts 10 of the solar cell 1 are connected.
  • the busbars 12, 13 have a longitudinal direction L, which extends in the figure of Figure 2 from top to bottom or bottom to top.
  • the busbars 12, 13 have no strictly rectangular shape. Rather, the p-busbar 13 has a rhombic shape, while the n-busbars 12 are each configured slightly angled at their ends.
  • the busbars 12, 13 of the solar cell 1 are nevertheless aligned substantially parallel to each other.
  • the busbars may also be formed with another elongate shape, for example rectangular.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of two solar cells 1 a, 1 b, which are interconnected to form a solar cell module.
  • the solar cells 1 a, 1 b - as shown in the figure 2 - shown by its back, so that you can see the finger-like electrical N and P contacts 9, 10.
  • the n-busbars 12 of a first solar cell 1 a which is shown on the right in FIG. 3, are interconnected to the p-busbar 13 of a second solar cell 1 b, which is shown on the left in FIG. 3, by means of a connection arrangement 14.
  • the solar cells 1 a, 1 b, which are connected by means of the connection arrangement 14, can be formed in accordance with FIGS. 1 and 2. However, differently shaped solar cells can also be connected by the connection arrangement 14. It is only necessary that both the emitter contact and the collector contact are formed on the back of the solar cell.
  • the solar cells can also be designed, for example, as emitter-wrap-through solar cells.
  • the connection assembly 14 has a shape of a two-piece pitchfork, which is arranged by the arrangement of three parallel aligned first connecting portions 141, a perpendicular thereto arranged third connecting portion 143 and two on the side of the third connecting portion 143 second connecting portions 142, which is opposite to the side, on which the first connection portions 141 are arranged on the third connection portion 143 is achieved.
  • the third connection section 143 of the connection arrangement 14 is arranged directly above one of the n-busbars of the first solar cell 1a and contacts it by means of three connection points 15.
  • the first connection sections 141 also contact the second n-busbar 12, the first solar cell 1a.
  • both n-busbars 12 of the first solar cell 1a are electrically connected to each other.
  • the connection arrangement 14 is designed to be electrically insulated from the aforementioned elements.
  • connection arrangement 14 The second connection sections 142 of the connection arrangement 14 are in contact via connection points 15 with the p-busbar 13 of the second solar cell 1b. This means that the connection arrangement 14 electrically connects the n-busbars 12 of the first solar cell 1a to the p-busbar 13 of the second solar cell 1b. Thus, the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b are interconnected in series.
  • connection arrangement 14 arranged on the underside of the busbars 12, 13 of the second solar cell 1 b is connected to the n-busbars 12 of the second solar cell 1 b in accordance with the connection arrangement 14 of the first solar cell 1 a and serves for further interconnecting the second solar cell 1 b with the second solar cell 1 b p-busbar another, not shown in the figure 3 solar cell.
  • connection arrangement 14 mediates an electrical connection of the first solar cell 1 a to the second solar cell 1 b, which extends substantially perpendicular to the longitudinal extension direction L of the busbars 12, 13 of the two solar cells 1 a, 1 b.
  • two p-busbars 13 and only one n-busbar 12 could alternatively be provided.
  • FIG. 4 shows a diagrammatic cross-sectional view of a solar cell 1 with a connection arrangement, for example, FIG. B. according to the figure 3, in which the light facing away from the back R of the solar cell 1 above and the light facing front side V of the solar cell 1 is arranged below.
  • the same reference numerals are used as in the previously explained figures.
  • the two n-busbars 12 arranged on the edge sides of the solar cell 1 as well as the centrally arranged p-type are shown on the back side of the semiconductor 2. Busbar 13 to see.
  • the section through the solar cell 1 is carried out at a point at which the n-busbars 12 are contacted by the finger-like electrical n-contacts 9.
  • the n-type electrical contacts 9 are not in direct electrical contact with the p-busbar 13 to prevent a short circuit.
  • a dielectric insulating layer 16 is applied to the busbars 12, 13 and the electrical contacts 9, 10, which cause undesired contact between the busbars 12, 13 and the electrical contacts 9, 10 with beyond the dielectric insulating layer 16 arranged elements prevented.
  • the connecting element 14 which is through holes 15 in the insulating layer 16, the connection points, in electrical contact with the n-busbars 12 of the solar cell 1.
  • connection point 15 in the dielectric insulating layer 16 would be correspondingly designed such that a contact between the connecting element 14 and the p -Busbar 13 of the solar cell would be possible, but not an electrical connection between the n-busbar 12 and the connecting element fourteenth
  • the insulating layer 16 may be arranged both directly under the connecting element 14 on the back R of the solar cell 1 and be part of the connecting element 14.
  • FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a connection of two solar cell devices to a solar cell module.
  • the known reference numerals are used for already introduced elements.
  • a difference from the embodiment shown in Figure 3 is that the third connecting portion 143 of the connecting element 14 is not disposed on one of the n-busbars 12 of the solar cell 1 a, 1 b, but in a gap between the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b is located.
  • the third connection section 143 no longer contacts the n-busbar 12 of the first solar cell 1a directly.
  • the three mutually parallel first connection sections 141 of the connection arrangement 14 contact both n-busbars 12 of the first solar cell 1a equally via contact points 15. These contact points 15 respectively.
  • Connecting areas for punctiform contacting are formed in the areas where the first connecting portions 141 overlap with the n-busbars. They do not necessarily have to fill the entire overlap area, but can only be formed in a partial area of the overlapping area between the first connecting sections 141 and the n-busbars 12.
  • the number of contact points 15 corresponds to the number of connecting portions 141, 142, 143, which are contacted by the corresponding connecting element 14.
  • the number of contact points 15 on the n-busbars 12 differs from the number of contact points on the p-busbars, which is reflected in an asymmetrical configuration of the connecting element 14.
  • the first connection sections 141 each have a length which enables them to contact both n-busbars 12 arranged at the edge regions of the first solar cell 1a and at the same time to span the centrally arranged p-busbar 13 without contacting it.
  • insulation required for this purpose between the connection arrangement 14 and the electrical contacts 9, 10 and the busbar 13 of the solar cell 1a not to be contacted reference is made to the representation of FIG.
  • the second connection sections 142 which are connected to the third connection section 143 of the connection arrangement 14 as well as the first connection sections 141, span the non-contact n-busbar 12 of the second solar cell 1 b, and then connect the p-busbar 13 to the connection points 15 second solar cell 1 b to contact.
  • the contact points 15 between the two mutually parallel second connecting elements 142 and the p-busbar 13 of the second solar cell 1 b are equivalent to the connection points 15 between the first connecting portions 141 and the n-busbars 12 of the first solar cell 1 a configured.
  • FIG. 6 shows a third exemplary embodiment of an interconnection of two solar cell devices to form a solar cell module.
  • the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b of the arrangement illustrated in FIG. 6 each have two n-busbars 12 and two p-busbars 13.
  • the connecting elements 14 have in this embodiment, four first portions 141 and three second portions 142 and a third portion 143. This is due in particular to the somewhat wider version of the solar cells.
  • three first Insert connecting portions 141 and two second connecting portions 142 or provide a different number of connecting portions.
  • the first connection sections 141 contact the two n-busbars 12 of the first solar cell 1 a, thereby spanning one of the two p-busbars 13 of the first one without contact
  • the three second connection sections 142 of the connection arrangement 14 moreover contact the two p-busbars 13 of the second solar cell 1 b, thereby spanning one of the two n-busbars of the second solar cell 1 b without contact.
  • the third connection portion 143 on the first side of which the first connection portions 141 and on the second, the first opposing side, the second connection portions 142 are arranged and thus connects the first connection portions 141 with the second connection portions 142 is - as in the embodiment of Figure 5 - arranged between the two solar cells 1 a and 1 b. That is, even in the embodiment of FIG. 6, the third connection section 143 does not directly contact a busbar 12, 13 of one of the two solar cells 1 a, 1 b.
  • the second connection portions 142 are disposed on the third connection portion 143 so as not to be flush with the first connection portions 141, but rather are arranged in a central position between two first connection portions 141. Thereby, they can be introduced into the gap existing between two first connection portions 141 of the connection assembly 14 on the second solar cell 1b.
  • the second connection portions 142 of the connection assembly 14 of the first solar cell 1a do not contact the first connection portions 141 of the connection assembly 14 of the second solar cell 1b even if such contact were possible due to the longitudinal extension of the first connection portions 141 and second connection portions 142, respectively.

Abstract

The invention relates to a solar cell device, having a solar cell (1), said solar cell having a semiconductor (2) comprising at least one p-doped region (6) and at least one n-doped region (7), electric p-contacts (10) located on a rear (R) of the solar cell (1) and electric n-contacts (9), said contacts being connected to the correspondingly doped regions (6, 7) of the semiconductor (2), at least one p-bus bar (13) connected to the electric p-contacts (10), and at least one n-bus bar (12) connected to the electric n-contacts (9), wherein the bus bars (12, 13) collect the current from the respective electric contacts (9, 10) and have a longitudinal extension direction (L), and a connector arrangement (14) designed for the electrically conductive connection of at least one of the bus bars (12, 13) of the solar cell (1) to at least one bus bar (13, 12) of an adjacent solar cell. According to the invention, the connector arrangement (14) comprises at least one first connector section (141) running substantially perpendicular to the longitudinal extension direction (L) of the bus bars, said first connector section being connected in a punctiform fashion in connection regions (15) to at least one bus bar (12, 13). The invention further relates to a solar cell module comprising at least two solar cell devices. The invention additionally relates to a connector device (14) for the connection of two solar cells.

Description

Solarzellenvorrichtung, Solarzellenmodul und Verbindungsanordnung Solar cell device, solar cell module and connection arrangement
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Solarzellenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein Solarzellenmodul mit einer solchen Solarzellenvorrichtung und eine Verbindungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden..The invention relates to a solar cell device according to the preamble of claim 1, a solar cell module with such a solar cell device and a connection arrangement according to the preamble of the claim Fehler! Reference source not found..
Aus der US 2005/02 68 959 A1 ist ein Solarzellenmodul bekannt, bei dem die einzelnen Solarzellen mittels kompakter Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Solche kompakten Verbindungselemente können immer dann eingesetzt werden, wenn nicht mehr als zwei Stromsammeischienen, so genannte Busbars, pro Solarzelle vorhanden sind.From US 2005/02 68 959 A1, a solar cell module is known, in which the individual solar cells are connected to one another by means of compact connecting elements. Such compact connecting elements can be used whenever there are no more than two bus bars, so-called busbars, per solar cell.
Gee et al. („Simplified module assembly using back-contact crystalline-silicon solar cells", 26th IEEE PVSC, 1997, S. 1085-1088) beschreiben eine Serienverschaltung mehrerer Solarzellen miteinander, die mittels einer Verbindungsfolie erfolgt. Die Verbindungsfolie vermittelt dabei eine parallele Ausrichtung zwischen auf der Folie angeordneten Kontakten und den Kontaktbereichen der miteinander zu verschaltenden Solarzellen.Gee et al. ("Simplified module assembly using back-contact crystalline-silicon solar cells", 26 th IEEE PVSC, 1997, pp. 1085-1088) describe a series connection of several solar cells with one another, which takes place by means of a connecting foil arranged on the film contacts and the contact areas of the interconnected solar cells.
De Jong et al. („Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted mc-Si cells and conductive adhesives", 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2004, S. 2145-2148) schlagen ebenfalls eine in eine Folie integrierte Serienverschaltung rückseitenkontaktierter Solarzellen vor. Dabei werden die Kontaktpunkte einzelner Solarzellen in Reihe geschaltet, wobei ein komplexes Schaltmuster zur Anwendung kommt.De Jong et al. ("Single-step laminated full-size PV modules made with back-contacted mc-Si cells and conductive adhesives", 19 th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2004, pp. 2145-2148) also propose a series connection integrated in a foil rear-contacted solar cells before. The contact points of individual solar cells are connected in series, whereby a complex switching pattern is used.
Van Kershaver et al. („Record high Performance modules based on screen printed MWT solar cells", 29th IEEE PVSC, 2002, S. 78-81 ) schlagen mehrere Verschaltungsmodi einzelner Solarzellen vor. Die Verschaltung verläuft dabei parallel zu den Busbars der einzelnen Solarzellen, wobei verschiedene geometrische Busbaranordnungen beschrieben werden, um Solarzellen mit mehr als zwei Busbars miteinander verbinden zu können.Van Kershaver et al. ("Record high performance modules based on screen printed MWT solar cells", 29 th IEEE PVSC, 2002, pp. 78-81) propose several interconnection modes of individual solar cells, the interconnection being parallel to the busbars of the individual solar cells, with different geometric Busbar arrangements are described in order to connect solar cells with more than two busbars together.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rückseitenkontaktierte Solarzellenvorrichtung zu schaffen, die auch bei Vorhandensein von mehr als zwei Busbars einfach mit anderen Solarzellen bzw. Solarzellenvorrichtungen zu einem Modul verschaltet werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Solarzellenmodul sowie eine entsprechende Verbindungsanordnung zu schaffen.The invention has for its object to provide a back-contacted solar cell device that can be easily interconnected with other solar cells or solar cell devices to form a module even in the presence of more than two busbars. The invention is further based on the object to provide a corresponding solar cell module and a corresponding connection arrangement.
Diese Aufgabe wird mit einer Solarzellenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach weist eine solche Solarzellenvorrichtung eine Solarzelle mit einem Halbleiter, der mindestens einen p-dotierten und mindestens einen n-dotierten Bereich aufweist, elektrischen p-Kontakten und elektrischen n-Kontakten, die auf einer Rückseite der Solarzelle angeordnet sind und mit den entsprechend dotierten Bereichen des Halbleiters verbunden sind, mindestens einem p-Busbar, der mit den elektrischen p-Kontakten verbunden ist, und mindestens einem n-Busbar, der mit den elektrischen n-Kontakten verbunden ist, auf, wobei die Busbars jeweils den Strom der elektrischen Kontakte sammeln und eine Längserstreckungsrichtung aufweisen. Des Weiteren ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen, die zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens eines der Busbars der Solarzelle mit mindestens einem Busbar einer benachbarten Solarzelle ausgebildet ist.This object is achieved with a solar cell device having the features of claim 1. Accordingly, such a solar cell device comprises a solar cell with a semiconductor having at least one p-doped and at least one n-doped region, electrical p-contacts and electrical n-contacts, which are arranged on a back side of the solar cell and with the correspondingly doped regions of the semiconductor, at least one p-busbar connected to the p-type electrical contacts and at least one n-busbar connected to the n-type electrical contacts, the busbars respectively collecting the current of the electrical contacts and a longitudinal direction. Furthermore, a connection arrangement is provided, which is designed for the electrically conductive connection of at least one of the busbars of the solar cell with at least one busbar of an adjacent solar cell.
Dabei wird mit dem Begriff „Rückseite" die Seite der Solarzellenvorrichtung bezeichnet, die der Vorderseite der Solarzellenvorrichtung gegenüberliegend angeordnet ist, wobei auf die Vorderseite auf die Solarzelle einfallendes Licht trifft.In this case, the term "rear side" refers to the side of the solar cell device which is arranged opposite the front side of the solar cell device, with light incident on the front side onto the solar cell.
Eine erfindungsgemäße Solarzellenvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindungsanordnung mindestens einen im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Busbars verlaufenden ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der durch Verbindungsbereiche mit mindestens einem Busbar punktuell verbunden ist. „Punktuell" soll dabei keinen mathematischen Punkt, sondern vielmehr eine kleinflächige Ausgestaltung des Verbindungsbereichs bezeichnen. So wird insbesondere der gesamte Überlappungsbereich des ersten Verbindungsabschnitts mit dem entsprechenden Busbar als punktueller Verbindungsbereich angesehen.A solar cell device according to the invention is characterized in that the connection arrangement has at least one first connection section extending substantially perpendicular to the longitudinal extension direction of the busbars, which is selectively connected by connection regions to at least one busbar. "Pointed" should not be a mathematical point, but rather a small area Designation of the connection area. Thus, in particular, the entire overlapping region of the first connection section with the corresponding busbar is regarded as a punctual connection region.
Um für eine Kontaktierung einer weiteren Solarzelle eine besonders vorteilhafte Form zu besitzen, weist die Verbindungsanordnung vorzugsweise mindestens einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, der ebenso wie der erste Verbindungsabschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung der Busbars der Solarzelle ausgerichtet ist, und darüber hinaus mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt, der im Wesentlichen parallel zur Längserstreckungsrichtung der Busbars ausgerichtet ist. Das bedeutet, dass der mindestens eine erste und der mindestens eine zweite Verbindungsabschnitt jeweils parallel zueinander verlaufen und gegenüber dem mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt senkrecht angeordnet sind.In order to have a particularly advantageous form for contacting a further solar cell, the connecting arrangement preferably has at least one second connecting section which, like the first connecting section, is oriented essentially perpendicular to the longitudinal extension direction of the busbars of the solar cell, and furthermore at least one third connecting section, which is aligned substantially parallel to the longitudinal direction of the busbars. This means that the at least one first and the at least one second connecting portion each extend parallel to one another and are arranged perpendicular to the at least one third connecting portion.
Zur Erzielung einer gabelförmigen Gestalt der Verbindungsanordnung und einer dadurch besonders einfachen Möglichkeit der seriellen Verschaltung zweier oder mehrerer Solarzellen miteinander ist der erste Verbindungsabschnitt vorzugsweise auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung angeordnet und der zweite Verbindungsabschnitt auf einer zweiten Seite des dritten Verbindungsabschnitts, die der ersten Seite gegenüberliegt. Das heißt, der zweite Verbindungsabschnitt ist am dritten Verbindungsabschnitt mit rund 180° gedrehter Orientierung gegenüber dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet. Somit erstrecken sich der erste und der zweite Verbindungsabschnitt in jeweils unterschiedliche Richtungen des dritten Verbindungsabschnitts, sind dabei aber im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.In order to achieve a forked shape of the connection arrangement and thereby a particularly simple way of connecting two or more solar cells in series, the first connection section is preferably arranged on a first side of the third connection section of the connection arrangement and the second connection section on a second side of the third connection section first side opposite. That is, the second connection portion is disposed at the third connection portion with about 180 ° rotated orientation with respect to the first connection portion. Thus, the first and second connecting portions extend in different directions of the third connecting portion, respectively, but are aligned substantially parallel to each other.
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Verbindungsabschnitt derart am dritten Verbindungsabschnitt angeordnet, dass sie nicht miteinander fluchten. Mittels dieser Anordnung ist es möglich, die Verbindungsanordnung auf einzelnen erfindungsgemäßen Solarzellen an jeweils der gleichen Stelle anzuordnen und dennoch mehrere Solarzellen hintereinander zu einem Modul verschalten zu können, ohne eine Orientierungsänderung an den Solarzellen selbst oder an den Verbindungsanordnungen auf den Solarzellen vornehmen zu müssen.Preferably, the first and second connection portions are arranged on the third connection portion such that they are not aligned with each other. By means of this arrangement, it is possible to arrange the connection arrangement on individual solar cells according to the invention at the same place and yet to be able to connect a plurality of solar cells one behind the other to form a module without having to make a change in orientation to the solar cells themselves or to the connection arrangements on the solar cells.
Zur Kontaktierung einer weiteren Solarzelle ist der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise dazu vorgesehen und eingerichtet, mit mindestens einem Busbar einer benachbarten Solarzelle in elektrisch leitfähige Verbindung gebracht zu werden, wobei dieser Busbar bevorzugterweise eine Polarität aufweist, die der Polarität des durch den ersten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung kontaktierten Busbars entgegengesetzt ist.For contacting a further solar cell, the second connecting portion is preferably provided and adapted to be brought into electrically conductive connection with at least one busbar of an adjacent solar cell, said busbar preferably having a polarity corresponding to the polarity of the through first connection portion of the connection arrangement contacted busbars is opposite.
Das heißt, wenn der erste Verbindungsabschnitt einen n-Busbar einer Solarzelle kontaktiert, ist der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise dazu vorgesehen, einen p-Busbar einer benachbarten Solarzelle zu kontaktieren. Dementsprechend ist der zweiteThat is, when the first connection portion contacts an n-busbar of a solar cell, the second connection portion is preferably arranged to contact a p-busbar of an adjacent solar cell. Accordingly, the second is
Verbindungsabschnitt bevorzugt dazu vorgesehen, einen n-Busbar einer benachbartenConnection section preferably provided to an n-busbar of an adjacent
Solarzelle zu kontaktieren, wenn der erste Verbindungsabschnitt einen p-Busbar derContacting solar cell when the first connecting portion of a p-busbar the
Solarzelle kontaktiert. Mittels dieser Anordnung ist eine serielle Verschaltung mehrerer Solarzellenvorrichtungen hintereinander möglich, wobei jeweils die n-Busbars der einenSolar cell contacted. By means of this arrangement, a serial interconnection of several solar cell devices in a row is possible, wherein each of the n-busbars of the one
Solarzelle mit den p-Busbars der anderen Solarzelle in Verbindung stehen.Solar cell to communicate with the p-busbars of the other solar cell.
Um die Länge der elektrischen p-Kontakte und der elektrischen n-Kontakte, die beispielsweise als Kontaktfinger ausgebildet sein können, möglichst gering zu halten und um so eine vorteilhafte Stromableitung über die mit den Kontakten in Verbindung stehenden Busbars zu erreichen, weist die Solarzelle vorzugsweise mindestens drei Busbars auf, wobei der erste Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung mindestens zwei Busbars gleicher Polarität der Solarzelle miteinander verbindet. Alternativ ist es auch möglich, dass der erste Verbindungsabschnitt nur einen Busbar einer vorgegebenen Polarität kontaktiert, wenn bei Vorliegen dreier Busbars nicht zwei gleiche Busbars in dieser vorgegebenen Polarität in der Solarzelle vorliegen.In order to keep the length of the electrical p-contacts and the electrical n-contacts, which may be formed, for example, as a contact finger, as low as possible and so as to achieve an advantageous current dissipation via the busbars connected to the contacts, the solar cell preferably has at least three busbars, wherein the first connection portion of the connection arrangement connects at least two busbars the same polarity of the solar cell together. Alternatively, it is also possible for the first connection section to contact only one busbar of a predetermined polarity if, in the presence of three busbars, there are not two identical busbars in this predetermined polarity in the solar cell.
Bei einem bevorzugten äquidistanten Abstand der Busbars untereinander ist die Verschaltung mehrerer Solarzellen mit drei Busbars invariant gegenüber einer Verdrehung der einzelnen Solarzellen um 180°. Das führt zu einer Erleichterung bei der Serienverschaltung der einzelnen Solarzellen zu einem Solarzellenmodul.In a preferred equidistant spacing of the busbars with each other, the interconnection of several solar cells with three busbars is invariant with respect to a rotation of the individual solar cells by 180 °. This leads to a relief in the series connection of the individual solar cells to a solar cell module.
Um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen mindestens zwei Busbars gleicher Polarität der Solarzelle zu erreichen, sind der erste Verbindungsabschnitt und/oder der zweite Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung vorzugsweise derart bemessen, dass sie mindestens einen Busbar überspannen, den sie nicht kontaktieren.In order to achieve an electrically conductive connection between at least two busbars of the same polarity of the solar cell, the first connection section and / or the second connection section of the connection arrangement are preferably dimensioned such that they span at least one busbar which they do not contact.
Bei diesem nicht kontaktierten Busbar handelt es sich bevorzugterweise um einen Busbar mit einer Polarität, die der Polarität der zu kontaktierenden Busbars entgegengesetzt ist.This non-contacted busbar is preferably a busbar with a polarity opposite to the polarity of the busbars to be contacted.
Um ein einfaches Aufbringen der Verbindungsanordnung auf der Solarzelle zu ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Leitfähigkeit der Verbindungsanordnung sicherzustellen, weisen die Verbindungsabschnitte der Verbindungsanordnung vorzugsweise eine sich gerade erstreckende, längliche, rechteckige Form auf.In order to enable a simple application of the connection arrangement on the solar cell and at the same time to ensure sufficient conductivity of the connection arrangement, For example, the connection portions of the connection assembly preferably have a straight, elongated, rectangular shape.
Um den Widerstand der Verbindungsanordnung möglichst gering zu halten, sind ferner in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils mehrere erste, zweite und/oder dritteIn order to keep the resistance of the connection arrangement as low as possible, in a preferred embodiment of the invention, in each case a plurality of first, second and / or third
Verbindungsabschnitte vorgesehen, die jeweils untereineinander parallel angeordnet sind.Provided connecting portions, which are each arranged below each other in parallel.
Das heißt, die mehreren ersten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet, die mehreren zweiten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet und die mehreren dritten Verbindungsabschnitte sind parallel zueinander angeordnet. Die ersten und zweiten bzw. dritten Verbindungsabschnitte können jedoch zueinander nicht parallel, sondern beispielsweise senkrecht angeordnet sein.That is, the plural first connection portions are arranged in parallel with each other, the plural second connection portions are arranged in parallel to each other, and the plural third connection portions are arranged in parallel with each other. However, the first and second or third connecting sections can not be arranged parallel to one another but for example vertically.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind insbesondere mehrere parallele erste Verbindungsabschnitte und mehrere dazu parallele zweite Verbindungsabschnitte sowie ein einzelner dritter Verbindungsabschnitt, welcher senkrecht zu den ersten und zweiten Verbindungsabschnitten liegt, vorgesehen.In a further preferred embodiment of the invention, in particular a plurality of parallel first connecting sections and a plurality of second connecting sections parallel thereto and a single third connecting section, which lies perpendicular to the first and second connecting sections, are provided.
Um eine gleichmäßige Stromabführung von den kontaktierten Busbars zu ermöglichen, sind die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte vorzugsweise jeweils äquidistant angeordnet. Dabei können sich die Abstände zwischen den ersten Verbindungsabschnitten von den Abständen zwischen den zweiten Verbindungsabschnitten unterscheiden.In order to allow a uniform current discharge from the contacted busbars, the plurality of parallel connecting portions are preferably each arranged equidistantly. In this case, the distances between the first connecting sections may differ from the distances between the second connecting sections.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsanordnung n erste Verbindungsabschnitte und n-1 zweite Verbindungsabschnitte auf. Dadurch ergibt sich eine gabelförmige Struktur der Verbindungsanordnung, die es ermöglicht, mehrere, Verbindungsanordnungen tragende Solarzellen miteinander seriell zu verschalten. Dabei greifen die zweiten Verbindungsabschnitte jeweils in die zwischen den ersten Verbindungsabschnitten einer nachfolgenden Solarzellenvorrichtung gebildeten Lücken ein, so dass die zweiten Verbindungsabschnitte einer ersten Solarzellenvorrichtung nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten einer zweiten Solarzellenvorrichtung in direktem Kontakt stehen.In a preferred embodiment of the invention, the connection arrangement has n first connection sections and n-1 second connection sections. This results in a fork-shaped structure of the connection arrangement, which makes it possible to interconnect a plurality of solar cells carrying connection arrangements with each other in series. In this case, the second connection sections respectively engage in the gaps formed between the first connection sections of a subsequent solar cell device, so that the second connection sections of a first solar cell device are not in direct contact with the first connection sections of a second solar cell device.
Um mit einer unterschiedlichen Anzahl von kontaktierenden Verbindungsabschnitten optimal wechselwirken zu können, unterscheidet sich die Anzahl der Verbindungsbereiche zur punktuellen Kontaktierung auf dem n-Busbar vorzugsweise von der Anzahl der zur punktuellen Kontaktierung vorgesehenen Verbindungsbereiche auf dem p-Busbar. Dabei sind insbesondere so viele Verbindungsbereiche auf dem jeweiligen Busbar vorgesehen, wie die Verbindungsanordnung Verbindungsabschnitte aufweist, um die entsprechenden Busbars zu kontaktieren.In order to be able to optimally interact with a different number of contacting connection sections, the number of connection areas for selective contacting on the n-busbar preferably differs from the number of connection areas provided for selective contacting on the p-busbar. In particular, so many connection areas are provided on the respective busbar, such as the connection arrangement has connection sections for contacting the corresponding busbars.
Damit die Verbindungsanordnung keinen Kurzschluss zwischen den n-Kontakten und den p- Kontakten erzeugt, sondern nur mittels der zu kontaktierenden Busbars elektrisch leitfähig verbunden werden kann, ist die Verbindungsanordnung vorzugsweise gegenüber demSo that the connection arrangement does not generate a short circuit between the n-contacts and the p-contacts, but can be electrically connected only by means of the busbars to be contacted, the connection arrangement is preferably opposite to the
Halbleiter außerhalb der Verbindungsbereiche, die zum punktuellen Kontakt mit den Busbars vorgesehen sind, elektrisch isoliert. Dies kann dadurch erfolgen, dass dieSemiconductor outside the connection areas, which are provided for point-to-point contact with the busbars, electrically isolated. This can be done by the
Verbindungsanordnung selbst eine elektrische Isolation aufweist, oder, dass die Kontaktoberfläche des Halbleiters der Solarzelle eine elektrische Isolationsschicht aufweist.Connection arrangement itself has an electrical insulation, or that the contact surface of the semiconductor of the solar cell has an electrical insulation layer.
Auch kann die Verbindungsanordnung in eine Folie eingebettet sein, die punktuell eine elektrische Kontaktierung ermöglicht.Also, the connection arrangement may be embedded in a film that selectively enables electrical contact.
Um eine Platz sparende Anordnung der Verbindungsanordnung auf dem Halbleiter der Solarzelle zu ermöglichen, liegt der dritte Verbindungsabschnitt vorzugsweise direkt auf einem der Busbars der Solarzelle. Mit „auf ist dabei gemeint, dass der dritteIn order to enable a space-saving arrangement of the connection arrangement on the semiconductor of the solar cell, the third connection section is preferably located directly on one of the busbars of the solar cell. By "on is meant that the third
Verbindungsabschnitt direkt an der Oberfläche des Busbars angeordnet ist. Bei einerConnecting portion is arranged directly on the surface of the busbar. At a
Betrachtung der gesamten Solarzellenvorrichtung unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es sich bei den erfindungsgemäßen Solarzellen um rückseitig kontaktierte Solarzellen handelt, liegt der dritte Verbindungsabschnitt bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung derConsidering the entire solar cell device, taking into account the fact that the solar cells according to the invention are solar cells which are contacted on the back side, the third connecting section in this advantageous embodiment is the
Erfindung tatsächlich nicht auf, sondern unter einem Busbar der Solarzelle.Invention actually not on, but under a busbar of the solar cell.
Bei einer Anordnung des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung auf einem Busbar der Solarzelle kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt den Busbar, auf dem er angeordnet ist, vorzugsweise punktuell. Dadurch kann eine Verbindung zwischen dem zu kontaktierenden Busbar und der Verbindungsanordnung geschaffen werden, die nicht nur mittels des oder der ersten Verbindungsabschnitte bzw. des oder der zweiten Verbindungsabschnitte realisiert ist.In an arrangement of the third connection portion of the connection arrangement on a busbar of the solar cell, the third connection portion preferably contacts the busbar on which it is arranged selectively. As a result, a connection can be created between the busbar to be contacted and the connection arrangement, which is realized not only by means of the first connection section or the second connection section (s).
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der dritte Verbindungsabschnitt nicht auf einem Busbar der Solarzelle, sondern benachbart eines Randbereichs des Halbleiters bzw. der Solarzelle angeordnet. In diesem Fall liegt der dritte Verbindungsabschnitt neben der eigentlichen Solarzelle, welche aus dem Halbleiter, den elektrischen p-Kontakten und den elektrischen n-Kontakten sowie den zugeordneten Busbars gebildet wird.In an alternative embodiment of the invention, the third connection section is not arranged on a busbar of the solar cell, but adjacent to an edge region of the semiconductor or of the solar cell. In this case, the third connection section is adjacent to the actual solar cell, which is formed from the semiconductor, the electrical p-contacts and the electrical n-contacts as well as the associated busbars.
Um eine gute elektrische Leitfähigkeit zwischen den elektrischen p-Kontakten und den elektrischen n-Kontakten mit den entsprechend dotierten Halbleiterbereichen zu ermöglichen und gleichzeitig eine hohe Gestaltungsflexibilität zu erreichen, ist die Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten und den entsprechenden Halbleiterbereichen vorzugsweise durch einen punktförmigen oder einen linienartigen Kontaktbereich realisiert.To allow a good electrical conductivity between the electrical p-contacts and the electrical n-contacts with the corresponding doped semiconductor regions and at the same time achieving a high degree of design flexibility, the connection between the electrical contacts and the corresponding semiconductor regions is preferably realized by a point-like or a linear contact region.
Da mit zunehmender Solarzellenfläche und der damit erreichten größeren Stromproduktion durch Konversion von einfallendem Licht auch der Strom, der durch die relativ schmalen Kontakte bzw. Kontaktfinger geleitet werden muss, immer größer wird, müssen bei Beibehaltung der Anzahl der Busbars auch die Dimensionen der elektrischen Kontakte bzw. Kontaktfinger vergrößert werden, um keine Limitierung des Stromflusses durch den Widerstand der Kontakte zu bewirken. Um diese Problematik zu umgehen, weist eine Solarzelle gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mehr als 2 Busbars auf. Sie eignet sich damit insbesondere auch als großflächige Solarzelle mit hoher Stromproduktion, die mit mehr als 2 Busbars aufgrund verkürzter elektrischer Kontakte technologisch und kostentechnisch günstiger hergestellt werden kann als herkömmliche Solarzellen.As with increasing solar cell area and the thus achieved greater power production by conversion of incident light and the current that must be passed through the relatively narrow contacts or contact fingers is getting bigger, while maintaining the number of busbars and the dimensions of the electrical contacts or Contact fingers should be increased so as not to limit the current flow through the resistance of the contacts. In order to avoid this problem, a solar cell according to an advantageous embodiment of the invention more than 2 busbars. It is therefore particularly suitable as a large-scale solar cell with high power production, which can be made more technologically and cost technically cheaper than conventional solar cells with more than 2 busbars due to shortened electrical contacts.
Vorzugsweise weist eine Solarzelle in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwei p- Busbars und einen n-Busbar oder einen n-Busbar und zwei p-Busbars auf.In a further embodiment of the invention, a solar cell preferably has two p-busbars and one n-busbar or one n-busbar and two p-busbars.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Solarzelle zwei p-Busbars und zwei n-Busbars aufweist. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, dass eine Solarzelle mehr als zwei p-Busbars und/oder mehr als zwei n- Busbars aufweisen kann.In an alternative embodiment of the invention, it is provided that a solar cell has two p-busbars and two n-busbars. It is likewise conceivable within the scope of the present invention for a solar cell to have more than two p-busbars and / or more than two n-busbars.
Um eine einfache geometrische Ausgestaltung einer Solarzelle zu erreichen, sind die Busbars der Solarzelle vorzugsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Dies bezieht sich insbesondere auf die Längserstreckungsrichtung der Busbars, wobei einzelne Bereiche der Busbars, die keine streng rechteckförmige Gestalt aufweisen müssen, von einer parallelen Anordnung abweichen können.In order to achieve a simple geometric configuration of a solar cell, the busbars of the solar cell are preferably arranged substantially parallel to one another. This relates in particular to the longitudinal extension direction of the busbars, wherein individual areas of the busbars, which need not have a strictly rectangular shape, may deviate from a parallel arrangement.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Solarzellenmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst. Ein solches Solarzellenmodul besteht aus mindestens zwei Solarzellen gemäß des Anspruchs 1.The object underlying the invention is also achieved by a solar cell module having the features of claim 23. Such a solar cell module consists of at least two solar cells according to claim 1.
In einem solchen Solarzellenmodul ist vorzugsweise jeder p-Busbar bzw. n-Busbar einer ersten Solarzellen mit jedem n-Busbar bzw. p-Busbar einer benachbarten Solarzelle mittels einer Verbindungsanordnung elektrisch leitfähig verbunden. Dadurch ergibt sich eine serielle Verschaltung mehrerer Solarzellen, die ein Solarzellenmodul bilden. Durch eine serielle Verschaltung einzelner Solarzellen zu einem Solarzellenmodul wird die Menge des elektrischen Stroms, der durch eine Umwandlung von einfallendem Licht erzeugt wird, vergrößert.In such a solar cell module, each p-busbar or n-busbar of a first solar cell is preferably electrically conductively connected to each n-busbar or p-busbar of an adjacent solar cell by means of a connection arrangement. This results in a serial Interconnection of several solar cells, which form a solar cell module. Through a serial interconnection of individual solar cells to a solar cell module, the amount of electrical current generated by a conversion of incident light is increased.
Für eine einfache serielle Verschaltung mehrerer Solarzellen miteinander weist die Verbindungsanordnung in einem Solarzellenmodul vorzugsweise mindestens einen jeweils im Wesentlichen senkrecht zu den Busbars der einzelnen Solarzellen ausgerichteten ersten und zweiten Verbindungsabschnitt auf und mindestens einen im Wesentlichen parallel zu den Busbars ausgerichteten dritten Verbindungsabschnitt, der zwischen zwei Solarzellen angeordnet ist. Das heißt, bei dieser Anordnung des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung wird ein Busbar einer der Solarzellen, die das Solarzellenmodul bilden, nicht direkt durch den dritten Verbindungsabschnitt kontaktiert, sondern nur mittels des ersten und/oder zweiten Verbindungsabschnitts.For a simple serial interconnection of a plurality of solar cells with one another, the connection arrangement in a solar cell module preferably has at least one first and second connecting section oriented substantially perpendicular to the busbars of the individual solar cells and at least one third connecting section aligned substantially parallel to the busbars and between two solar cells is arranged. That is, in this arrangement of the third connection portion of the connection arrangement, a busbar of one of the solar cells constituting the solar cell module is not directly contacted by the third connection portion, but only by the first and / or second connection portion.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darüber hinaus auch durch eine Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier erfindungsgemäßer Solarzellen mit den Merkmalen des Anspruchs 26 gelöst. Eine solche Verbindungsanordnung weist mindestens einen ersten oder einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, die parallel zueinander verlaufen. Darüber hinaus ist mindestens ein dritter Verbindungsabschnitt vorhanden, der im Wesentlichen senkrecht zum ersten und zum zweiten Verbindungsabschnitt verläuft, wobei der erste Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung einer ersten Solarzelle und der zweite Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung einer zweiten Solarzelle, welche benachbart zur ersten Solarzelle angeordnet ist, vorgesehen und eingerichtet. Eine solche Verbindungsanordnung kann beispielsweise durch einen Schweiß-, Löt- oder Klebevorgang nachträglich auf eine bereits bestehende Solarzelle aufgebracht werden, um eine elektrische Verbindung dieser Solarzelle mit einer benachbarten Solarzelle zu ermöglichen. Es ist insbesondere denkbar, die Verbindungsanordnung aus einer eine elektrische Leitfähigkeit vermittelnden Folie herzustellen.The object underlying the invention is also achieved by a connection arrangement for connecting two solar cells according to the invention with the features of claim 26. Such a connection arrangement has at least one first or a second connection section which run parallel to one another. In addition, at least one third connecting portion is provided, which extends substantially perpendicular to the first and the second connecting portion, wherein the first connecting portion for contacting a first solar cell and the second connecting portion for contacting a second solar cell, which is arranged adjacent to the first solar cell, provided and set up. Such a connection arrangement can be subsequently applied, for example by a welding, soldering or gluing process, to an already existing solar cell in order to enable an electrical connection of this solar cell with an adjacent solar cell. It is in particular conceivable to produce the connection arrangement from a foil which mediates an electrical conductivity.
Vorzugsweise ist der erste Verbindungsabschnitt auf einer ersten Seite des dritten Verbindungsabschnitts der Verbindungsanordnung angeordnet und der zweite Verbindungsabschnitt auf einer zweiten Seite des dritten Verbindungsabschnitts, die der ersten Seite gegenüber liegt. Das bedeutet, dass der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt mit einer um 180° unterschiedlichen Orientierung jeweils am dritten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung angeordnet sind. Der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt liegen dabei vorzugsweise parallel zueinander.Preferably, the first connection portion is disposed on a first side of the third connection portion of the connection assembly and the second connection portion is disposed on a second side of the third connection portion opposite to the first side. This means that the first connection section and the second connection section are arranged with a different orientation by 180 ° in each case at the third connection portion of the connection arrangement. The first Connecting portion and the second connecting portion are preferably parallel to each other.
Um eine ortsgleiche Anordnung auf hintereinander miteinander verschalteten Solarzellen zu ermöglichen, sind der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise derart im dritten Verbindungsabschnitt der Verbindungsanordnung angeordnet, dass sie nicht miteinander fluchten. Damit lässt sich einfach ein repetitives Muster ortsgleich auf entsprechenden Solarzellen angeordneter Verbindungselemente erreichen, ohne die relative Orientierung der Verbindungsabschnitte auf den Solarzellen, auf denen sie aufgebracht werden sollen oder aufgebracht sind, zu variieren. Gleichzeitig kann so erreicht werden, dass der zweite Verbindungsabschnitt einer ersten Verbindungsanordnung nicht mit dem ersten Verbindungsabschnitt einer zweiten Verbindungsanordnung in elektrischen Kontakt gebracht wird, die auf einer Solarzelle angeordnet ist, die benachbart zu der Solarzelle, auf der der erste Verbindungsabschnitt angeordnet ist, ausgerichtet ist.In order to enable a location-like arrangement on solar cells connected in series with one another, the first connection section and the second connection section are preferably arranged in the third connection section of the connection arrangement such that they are not aligned with one another. In this way, it is easy to achieve a repetitive pattern at the same place on connecting elements arranged on corresponding solar cells, without varying the relative orientation of the connecting sections on the solar cells on which they are to be applied or are applied. At the same time, it can be achieved that the second connection portion of a first connection arrangement is not brought into electrical contact with the first connection portion of a second connection arrangement which is arranged on a solar cell, which is aligned adjacent to the solar cell on which the first connection portion is arranged ,
Um die Verbindungsanordnung zur elektrisch leitfähigen Verbindung zweier miteinander zu verschaltender Solarzellen einzusetzen, sind der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt vorzugsweise zur Kontaktierung mindestens eines Busbars der jeweils zu kontaktierenden Solarzelle vorgesehen und eingerichtet. Dabei sind insbesondere der erste Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung eines Busbars einer ersten Solarzelle und der zweite Verbindungsabschnitt zur Kontaktierung eines Busbars einer zweiten Solarzelle vorgesehen. Statt eines Busbars können dabei auch jeweils mehrere Busbars gleicher Polarität auf einer Solarzelle kontaktiert und miteinander verbunden werden.In order to use the connection arrangement for the electrically conductive connection of two solar cells to be interconnected, the first and / or the second connection section are preferably provided and arranged for contacting at least one busbar of the respective solar cell to be contacted. In this case, in particular the first connection section for contacting a busbar of a first solar cell and the second connection section for contacting a busbar of a second solar cell are provided. Instead of a busbar, in each case several busbars of the same polarity can be contacted on a solar cell and connected to one another.
Um die Herstellung der Verbindungsanordnung möglichst einfach zu halten und eine einfache Handhabung der Verbindungsanordnung bei gleichzeitig guten elektrischen Eigenschaften zu erreichen, weisen die Verbindungsabschnitte vorzugsweise eine sich gerade erstreckende, längliche, rechteckförmige Form auf.In order to keep the manufacture of the connection arrangement as simple as possible and to achieve an easy handling of the connection arrangement with simultaneously good electrical properties, the connection sections preferably have a straight, oblong, rectangular shape.
Zur Minimierung des Widerstands und zur gleichmäßigen Stromableitung von den Busbars einer insbesondere großflächigen Solarzelle weist die Verbindungsanordnung in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte auf, das heißt, die mehreren ersten Verbindungsabschnitte sind jeweils parallel zueinander angeordnet, ebenso wie die mehreren zweiten und die mehreren dritten Verbindungsabschnitte jeweils unter sich zueinander parallel angeordnet sind. Die mehreren ersten Verbindungsabschnitte können aber beispielsweise rechtwinklig zu den mehreren dritten Verbindungsabschnitten angeordnet sein. Insbesondere ist es vorgesehen, mehrere erste und mehrere zweite Verbindungsabschnitte und einen einzigen dritten Verbindungsabschnitt vorzusehen.In order to minimize the resistance and for uniform current dissipation from the busbars of a solar cell, in particular a large area, the connection arrangement in a preferred embodiment of the invention in each case a plurality of parallel first, second and / or third connecting portions, that is, the plurality of first connecting portions are each arranged parallel to each other, as well as the plurality of second and the plurality of third connecting portions are each arranged in parallel with each other. However, for example, the plurality of first connecting portions may be perpendicular to the be arranged a plurality of third connecting portions. In particular, it is provided to provide a plurality of first and a plurality of second connecting portions and a single third connecting portion.
Um eine gleichmäßige Stromableitung von den Busbars besonders vorteilhaft zu realisieren, sind die mehreren parallelen Verbindungsabschnitt in bevorzugter Weise zueinander jeweils äquidistant angeordnet. Die Abstände zwischen den ersten Verbindungsabschnitten können sich dabei aber von den Abständen zwischen den jeweils mehreren zweiten oder ggf. jeweils mehreren dritten Verbindungsabschnitten unterscheiden.In order to realize a uniform current dissipation of the busbars particularly advantageous, the plurality of parallel connecting portion are arranged in a preferred manner to each other in each case equidistant. However, the distances between the first connection sections may differ from the distances between the respectively several second or, if appropriate, a plurality of third connection sections.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Verbindungsanordnung n erste Verbindungsabschnitte und n-1 zweite Verbindungsabschnitte auf. Damit ist es möglich, dass die Verbindungsanordnung derart auf zu kontaktierenden Solarzellen angeordnet wird, dass die zweiten Verbindungsabschnitte jeweils in die durch die Abstände zwischen den jeweils mehreren ersten Verbindungsabschnitten gebildeten Lücken eingreifen, so dass die zweiten Verbindungsabschnitte einer ersten Verbindungsanordnung nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten einer zweiten Verbindungsanordnung in Kontakt kommen, wenn mehrere Solarzellen, auf denen jeweils eine Verbindungsanordnung angeordnet ist, hintereinander seriell miteinander verschaltet sind.In a preferred embodiment of the invention, the connection arrangement has n first connection sections and n-1 second connection sections. Thus, it is possible for the connection arrangement to be arranged on solar cells to be contacted in such a way that the second connection sections in each case engage in the gaps formed by the spacings between the respective plurality of first connection sections so that the second connection sections of a first connection arrangement do not interfere with the first connection sections second connection arrangement come into contact when a plurality of solar cells, on each of which a connection arrangement is arranged, are connected in series with each other in series.
Um nur mit den Busbars zu kontaktierender Solarzellen wechselzuwirken, nicht jedoch Kurzschlüsse zwischen den elektrischen n-Kontakten und elektrischen p-Kontakten eines Halbleiters einer Solarzelle hervorzurufen, weist die Verbindungsanordnung vorzugsweise zumindest teilweise eine elektrische Isolierung auf. Diese elektrische Isolierung ist insbesondere lediglich an den Stellen, an denen ein elektrischer Kontakt zwischen der Verbindungsanordnung und einer zu kontaktierenden Solarzelle herzustellen ist, unterbrochen, das heißt, insbesondere im Bereich eines zu kontaktierenden Busbars einer Solarzelle.In order to interact only with the busbars to be contacted solar cells, but not cause short circuits between the electrical n-contacts and electrical p-contacts of a semiconductor of a solar cell, the connection arrangement preferably has at least partially an electrical insulation. This electrical insulation is in particular interrupted only at the points at which an electrical contact between the connection arrangement and a solar cell to be contacted is to be established, that is to say, in particular in the region of a busbar to be contacted of a solar cell.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand nachstehender Figuren verdeutlicht werden. Es zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the following figures. Show it:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Solarzelle,1 shows a cross section through a solar cell,
Figur 2 eine Ansicht der Rückseite einer Solarzelle, Figur 3 eine rückseitige Ansicht einer ersten Verschaltungsanordnung zweierFIG. 2 shows a view of the rear side of a solar cell, FIG. 3 shows a rear view of a first interconnection arrangement of two
Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul,Solar cell devices to a solar cell module,
Figur 4 einen Querschnitt durch eine Solarzellenvorrichtung,FIG. 4 shows a cross section through a solar cell device,
Figur 5 eine rückseitige Ansicht einer zweiten Verschaltungsanordnung zweierFigure 5 is a rear view of a second interconnection arrangement of two
Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul undSolar cell devices to a solar cell module and
Figur 6 eine rückseitige Ansicht einer dritten Verschaltungsanordnung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul.6 shows a rear view of a third interconnection arrangement of two solar cell devices to a solar cell module.
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Solarzelle 1 mit einem Halbleiter 2, der eine texturierte Halbleiteroberfläche 3 aufweist. Oberhalb der texturierten Halbleiteroberfläche 3 sind eine erste Passivierungsschicht 4, und eine Antireflexionsschicht 5 angeordnet. Dabei befinden sich die texturierte Halbleiteroberfläche 3, die erste Passivierungsschicht 4 und die Antireflexionsschicht 5 auf der dem Licht zugewandten Seite bzw. Vorderseite V der Solarzelle 1. Die Oberfläche der Solarzelle kann auch in anderer Weise ausgebildet sein.FIG. 1 shows a cross section through a solar cell 1 with a semiconductor 2, which has a textured semiconductor surface 3. Above the textured semiconductor surface 3, a first passivation layer 4, and an antireflection layer 5 are arranged. In this case, the textured semiconductor surface 3, the first passivation layer 4 and the antireflection layer 5 are located on the side or front side V of the solar cell 1 facing the light. The surface of the solar cell can also be formed in another way.
Die der Vorderseite V gegenüberliegende Seite der Solarzelle 1 ist die dem Licht abgewandte Seite bzw. Rückseite R der Solarzelle 1. In einem unteren Bereich desThe side of the solar cell 1 opposite the front side V is the side or rear side R of the solar cell 1 facing away from the light. In a lower region of the solar cell 1
Halbleiters 2, das heißt, auf dem der Rückseite R zugewandten Bereich des Halbleiters 2, ist eine sich parallel zur Rückseite R erstreckende alternierende Abfolge aus Diffusionsgebieten hoher p-Dotierung 6 und Diffusionsgebieten hoher n-Dotierung 7 ausgebildet. Unterhalb dieser Diffusionsgebiete 6, 7 weist die Solarzelle 1 eine dielektrische zweite Passivierungsschicht 8 auf, die eine elektrische Kontaktierung der Diffusionsgebiete 6, 7 von der Rückseite R aus verhindert.Semiconductor 2, that is, on the rear side R facing the region of the semiconductor 2, a parallel to the back R extending alternating sequence of diffusion regions of high p-type doping 6 and diffusion regions of high n-type doping 7 is formed. Below these diffusion regions 6, 7, the solar cell 1 has a dielectric second passivation layer 8, which prevents electrical contacting of the diffusion regions 6, 7 from the rear side R.
Auf der der Rückseite R der Solarzelle 1 zugewandten Seite der zweiten Passivierungsschicht 8 weist die Solarzelle 1 elektrische n-Kontakte 9 und elektrische p- Kontakte 10 auf, die durch Durchbrüche 1 1 als Kontaktöffnungen in der zweiten Passivierungsschicht 8 mit den entsprechenden p-dotierten Diffusionsgebieten 6 bzw. n- dotierten Diffusionsgebieten 7 elektrisch leitfähig verbunden sind. Über diese elektrischen n- Kontakte 9 und elektrischen p-Kontakte 10 kann ein bei Lichteinfall auf die Solarzelle hergestellter Strom abgeführt werden. Die elektrischen Kontakte 9, 10 sind in der Regel als Kontaktfinger ausgeführt, wie in den nachfolgenden Zeichnungen besser zu erkennen ist. Die Figur 2 zeigt eine rückseitige Ansicht einer Solarzelle 1 , bei der die fingerartige Struktur der elektrischen Kontakte 9, 10 gut erkannt werden kann. So verlaufen die elektrischen Kontakte 9, 10 wie ineinander greifende Finger (interdigitierend) zu am Rand und in der Mitte der Solarzelle angeordneten Stromsammeischienen, den so genannten Busbars.On the side of the second passivation layer 8 facing the rear side R of the solar cell 1, the solar cell 1 has electrical n-contacts 9 and electrical p-contacts 10 which pass through openings 11 as contact openings in the second passivation layer 8 with the corresponding p-doped diffusion regions 6 and n-doped diffusion regions 7 are electrically conductively connected. By means of these electrical n-contacts 9 and electrical p-contacts 10, a current produced by incident light on the solar cell can be dissipated. The electrical contacts 9, 10 are usually designed as a contact fingers, as can be seen better in the following drawings. 2 shows a rear view of a solar cell 1, in which the finger-like structure of the electrical contacts 9, 10 can be well recognized. Thus, the electrical contacts 9, 10 extend as interdigitated fingers (interdigitating) to the edge and in the middle of the solar cell arranged bus bars, the so-called busbars.
So weist die Solarzelle 1 der Figur 2 zwei n-Busbars 12 auf, die jeweils am Rand der Solarzelle 1 angeordnet sind. Mit diesen n-Busbars 12 sind alle elektrischen n-Kontakte 9 der Solarzelle 1 verbunden. In der Mitte der Solarzelle 1 ist ein p-Busbar 13 angeordnet, mit dem die entsprechenden p-Kontakte 10 der Solarzelle 1 verbunden sind. Die Busbars 12, 13 weisen eine Längserstreckungsrichtung L auf, die in der Abbildung der Figur 2 von oben nach unten bzw. unten nach oben verläuft. Dabei haben die Busbars 12, 13 keine streng rechteckförmige Gestalt. Vielmehr weist der p-Busbar 13 eine rautenförmige Gestalt auf, während die n-Busbars 12 an ihren Enden jeweils leicht abgewinkelt ausgestaltet sind. Die Busbars 12, 13 der Solarzelle 1 sind dennoch im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Alternativ können die Busbars auch mit einer anderen länglichen Form, beispielsweise rechteckig, ausgebildet sein.Thus, the solar cell 1 of Figure 2, two n-busbars 12, which are each arranged at the edge of the solar cell 1. With these n-busbars 12 all electrical n-contacts 9 of the solar cell 1 are connected. In the middle of the solar cell 1, a p-busbar 13 is arranged, with which the corresponding p-contacts 10 of the solar cell 1 are connected. The busbars 12, 13 have a longitudinal direction L, which extends in the figure of Figure 2 from top to bottom or bottom to top. The busbars 12, 13 have no strictly rectangular shape. Rather, the p-busbar 13 has a rhombic shape, while the n-busbars 12 are each configured slightly angled at their ends. The busbars 12, 13 of the solar cell 1 are nevertheless aligned substantially parallel to each other. Alternatively, the busbars may also be formed with another elongate shape, for example rectangular.
Die Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zweier Solarzellen 1 a, 1 b, die miteinander zu einem Solarzellenmodul verschaltet sind. Dabei sind die Solarzellen 1 a, 1 b - wie in der Figur 2 - von ihrer Rückseite her dargestellt, so dass man die fingerartigen elektrischen n- und p-Kontakte 9, 10 sehen kann. Die n-Busbars 12 einer ersten Solarzelle 1 a, die in der Figur 3 rechts dargestellt ist, sind mit dem p-Busbar 13 einer zweiten Solarzelle 1 b, die in der Figur 3 links dargestellt ist, mittels einer Verbindungsanordnung 14 miteinander verbunden.3 shows a first embodiment of two solar cells 1 a, 1 b, which are interconnected to form a solar cell module. Here, the solar cells 1 a, 1 b - as shown in the figure 2 - shown by its back, so that you can see the finger-like electrical N and P contacts 9, 10. The n-busbars 12 of a first solar cell 1 a, which is shown on the right in FIG. 3, are interconnected to the p-busbar 13 of a second solar cell 1 b, which is shown on the left in FIG. 3, by means of a connection arrangement 14.
Die Solarzellen 1 a, 1 b, die mittels der Verbindungsanordnung 14 verbunden sind, können dabei gemäß den Figuren 1 und 2 ausgebildet sein. Es sind jedoch auch anders gestaltete Solarzellen durch die Verbindungsanordnung 14 verbindbar. Es ist lediglich erforderlich, dass sowohl der Emitter-Kontakt als auch der Kollektor-Kontakt auf der Rückseite der Solarzelle ausgebildet sind. Die Solarzellen können beispielsweise auch als Emitter-Wrap- Through-Solarzellen ausgebildet sein.The solar cells 1 a, 1 b, which are connected by means of the connection arrangement 14, can be formed in accordance with FIGS. 1 and 2. However, differently shaped solar cells can also be connected by the connection arrangement 14. It is only necessary that both the emitter contact and the collector contact are formed on the back of the solar cell. The solar cells can also be designed, for example, as emitter-wrap-through solar cells.
Die Verbindungsanordnung 14 weist eine Form einer zweistieligen Heugabel auf, was durch die Anordnung dreier parallel zueinander ausgerichteter erster Verbindungsabschnitte 141 , einem dazu senkrecht angeordneten dritten Verbindungsabschnitt 143 und zweier auf der Seite des dritten Verbindungsabschnitts 143 angeordneter zweiter Verbindungsabschnitte 142, die der Seite gegenüber liegt, auf welcher die ersten Verbindungsabschnitte 141 am dritten Verbindungsabschnitt 143 angeordnet sind, erreicht wird. Der dritte Verbindungsabschnitt 143 der Verbindungsanordnung 14 ist dabei direkt über einem der n-Busbars der ersten Solarzelle 1 a angeordnet und kontaktiert diesen mittels dreier Verbindungspunkte 15. Die ersten Verbindungsabschnitte 141 kontaktieren zudem den zweiten n-Busbar 12, der ersten Solarzelle 1a. Damit sind beide n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a miteinander elektrisch verbunden. Um einen Kurzschluss mit den elektrischen Kontakten 9, 10 bzw. dem p-Busbar 13 zu verhindern, ist die Verbindungsanordnung 14 gegenüber den zuvor genannten Elementen elektrisch isoliert ausgeführt.The connection assembly 14 has a shape of a two-piece pitchfork, which is arranged by the arrangement of three parallel aligned first connecting portions 141, a perpendicular thereto arranged third connecting portion 143 and two on the side of the third connecting portion 143 second connecting portions 142, which is opposite to the side, on which the first connection portions 141 are arranged on the third connection portion 143 is achieved. The third connection section 143 of the connection arrangement 14 is arranged directly above one of the n-busbars of the first solar cell 1a and contacts it by means of three connection points 15. The first connection sections 141 also contact the second n-busbar 12, the first solar cell 1a. Thus, both n-busbars 12 of the first solar cell 1a are electrically connected to each other. In order to prevent a short circuit with the electrical contacts 9, 10 or the p-busbar 13, the connection arrangement 14 is designed to be electrically insulated from the aforementioned elements.
Die zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 stehen über Verbindungspunkte 15 mit dem p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1 b in Kontakt. Das bedeutet, dass die Verbindungsanordnung 14 die n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1a mit dem p-Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1 b elektrisch miteinander verbindet. Damit sind die erste Solarzelle 1 a und die zweite Solarzelle 1 b miteinander in Serie verschaltet.The second connection sections 142 of the connection arrangement 14 are in contact via connection points 15 with the p-busbar 13 of the second solar cell 1b. This means that the connection arrangement 14 electrically connects the n-busbars 12 of the first solar cell 1a to the p-busbar 13 of the second solar cell 1b. Thus, the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b are interconnected in series.
Die an der Unterseite der Busbars 12, 13 der zweiten Solarzelle 1 b angeordnete Verbindungsanordnung 14 ist entsprechend der Verbindungsanordnung 14 der ersten Solarzelle 1a mit den n-Busbars 12 der zweiten Solarzelle 1 b verbunden und dient zum weiteren Verschalten der zweiten Solarzelle 1 b mit dem p-Busbar einer weiteren, in der Figur 3 nicht dargestellten Solarzelle.The connection arrangement 14 arranged on the underside of the busbars 12, 13 of the second solar cell 1 b is connected to the n-busbars 12 of the second solar cell 1 b in accordance with the connection arrangement 14 of the first solar cell 1 a and serves for further interconnecting the second solar cell 1 b with the second solar cell 1 b p-busbar another, not shown in the figure 3 solar cell.
Die Verbindungsanordnung 14 vermittelt eine elektrische Verbindung der ersten Solarzelle 1 a mit der zweiten Solarzelle 1 b, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung L der Busbars 12, 13 der beiden Solarzellen 1 a, 1 b erstreckt.The connection arrangement 14 mediates an electrical connection of the first solar cell 1 a to the second solar cell 1 b, which extends substantially perpendicular to the longitudinal extension direction L of the busbars 12, 13 of the two solar cells 1 a, 1 b.
Statt der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Anordnung zweier n-Busbars 12 und eines p- Busbars 13 pro Solarzelle 1 , 1a, 1 b könnten alternativ auch jeweils zwei p-Busbars 13 und nur ein n-Busbar 12 vorgesehen sein.Instead of the arrangement of two n-busbars 12 and one p-busbar 13 per solar cell 1, 1a, 1b shown in FIGS. 2 and 3, two p-busbars 13 and only one n-busbar 12 could alternatively be provided.
Die Figur 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer Solarzelle 1 mit einer Verbindungsanordnung z. B. gemäß der Figur 3, bei der die dem Licht abgewandte Rückseite R der Solarzelle 1 oben und die dem Licht zugewandte Vorderseite V der Solarzelle 1 unten angeordnet ist. Für bereits eingeführte Elemente werden die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor erläuterten Figuren verwendet.FIG. 4 shows a diagrammatic cross-sectional view of a solar cell 1 with a connection arrangement, for example, FIG. B. according to the figure 3, in which the light facing away from the back R of the solar cell 1 above and the light facing front side V of the solar cell 1 is arranged below. For already introduced elements, the same reference numerals are used as in the previously explained figures.
Auf der Rückseite des Halbleiters 2 sind in der Darstellung der Figur 4 die beiden an den Randseiten der Solarzelle 1 angeordneten n-Busbars 12 sowie der mittig angeordnete p- Busbar 13 zu sehen. Der Schnitt durch die Solarzelle 1 ist dabei an einer Stelle durchgeführt, an der die n-Busbars 12 durch die fingerartigen elektrischen n-Kontakte 9 kontaktiert werden. Die elektrischen n-Kontakte 9 stehen nicht in direktem elektrischen Kontakt mit dem p- Busbar 13, um einen Kurzschluss zu verhindern.In the representation of FIG. 4, the two n-busbars 12 arranged on the edge sides of the solar cell 1 as well as the centrally arranged p-type are shown on the back side of the semiconductor 2. Busbar 13 to see. The section through the solar cell 1 is carried out at a point at which the n-busbars 12 are contacted by the finger-like electrical n-contacts 9. The n-type electrical contacts 9 are not in direct electrical contact with the p-busbar 13 to prevent a short circuit.
Oberhalb der Busbars 12, 13, das heißt, auf der der Rückseite R zugewandeten Seite des Halbleiters 2, ist eine dielektrische Isolierschicht 16 auf den Busbars 12, 13 und den elektrischen Kontakten 9, 10 aufgebracht, die einen unerwünschten Kontakt zwischen den Busbars 12, 13 und den elektrischen Kontakten 9, 10 mit jenseits der dielektrischen Isolierschicht 16 angeordneten Elementen verhindert. Direkt auf der Isolierschicht 16 befindet sich als rückseitiger Abschluss der Solarzelle 1 das Verbindungselement 14, das durch Löcher 15 in der Isolierschicht 16, die Verbindungspunkte darstellen, in elektrischem Kontakt mit den n-Busbars 12 der Solarzelle 1 steht.Above the busbars 12, 13, that is, on the side of the semiconductor 2 facing the rear side R, a dielectric insulating layer 16 is applied to the busbars 12, 13 and the electrical contacts 9, 10, which cause undesired contact between the busbars 12, 13 and the electrical contacts 9, 10 with beyond the dielectric insulating layer 16 arranged elements prevented. Directly on the insulating layer 16 is located as the rear end of the solar cell 1, the connecting element 14, which is through holes 15 in the insulating layer 16, the connection points, in electrical contact with the n-busbars 12 of the solar cell 1.
Bei dem in der Figur 4 dargestellten Querschnitt durch die Solarzelle 1 ist dabei der Bereich erfasst, der von dem ersten Verbindungsabschnitt 141 der Verbindungsanordnung 14 eingenommen wird. Bei einem Schnitt durch eine Solarzelle an einer Stelle, an der das Verbindungselement 14 einer benachbarten Solarzelle den p-Busbar 13 der Solarzelle kontaktierte, wäre ein Verbindungspunkt 15 in der dielektrischen Isolierschicht 16 entsprechend derart ausgebildet, dass ein Kontakt zwischen dem Verbindungselement 14 und dem p-Busbar 13 der Solarzelle ermöglicht wäre, nicht jedoch eine elektrische Verbindung zwischen dem n-Busbar 12 und dem Verbindungselement 14.In the cross section through the solar cell 1 shown in FIG. 4, the area occupied by the first connection section 141 of the connection arrangement 14 is detected. In a section through a solar cell at a point at which the connecting element 14 of an adjacent solar cell contacted the p-busbar 13 of the solar cell, a connection point 15 in the dielectric insulating layer 16 would be correspondingly designed such that a contact between the connecting element 14 and the p -Busbar 13 of the solar cell would be possible, but not an electrical connection between the n-busbar 12 and the connecting element fourteenth
Die Isolierschicht 16 kann sowohl direkt unter dem Verbindungselement 14 auf der Rückseite R der Solarzelle 1 angeordnet sein als auch Teil des Verbindungselements 14 sein.The insulating layer 16 may be arranged both directly under the connecting element 14 on the back R of the solar cell 1 and be part of the connecting element 14.
Die Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verbindung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul. Dabei werden für bereits eingeführte Elemente wiederum die bekannten Bezugszeichen verwendet. Ein Unterschied zu dem in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der dritte Verbindungsabschnitt 143 des Verbindungselementes 14 nicht auf einem der n-Busbars 12 der Solarzelle 1 a, 1 b angeordnet ist, sondern sich in einer Lücke zwischen der ersten Solarzelle 1 a und der zweiten Solarzelle 1 b befindet. Damit kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt 143 den n-Busbar 12 der ersten Solarzelle 1a nicht mehr direkt, vielmehr kontaktieren die drei parallel zueinander ausgerichteten ersten Verbindungsabschnitte 141 der Verbindungsanordnung 14 beide n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1 a gleichermaßen über Kontaktpunkte 15. Diese Kontaktpunkte 15 bzw. Verbindungsbereiche zur punktuellen Kontaktierung sind in den Bereichen ausgebildet, in denen die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit den n-Busbars überlappen. Sie müssen dabei nicht notwendigerweise den gesamten Überlappungsbereich ausfüllen, sondern können lediglich in einem Teilbereich des Überlappungsbereichs zwischen den ersten Verbindungsabschnitten 141 und den n-Busbars 12 ausgebildet sein.FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a connection of two solar cell devices to a solar cell module. Again, the known reference numerals are used for already introduced elements. A difference from the embodiment shown in Figure 3 is that the third connecting portion 143 of the connecting element 14 is not disposed on one of the n-busbars 12 of the solar cell 1 a, 1 b, but in a gap between the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b is located. Thus, the third connection section 143 no longer contacts the n-busbar 12 of the first solar cell 1a directly. Instead, the three mutually parallel first connection sections 141 of the connection arrangement 14 contact both n-busbars 12 of the first solar cell 1a equally via contact points 15. These contact points 15 respectively. Connecting areas for punctiform contacting are formed in the areas where the first connecting portions 141 overlap with the n-busbars. They do not necessarily have to fill the entire overlap area, but can only be formed in a partial area of the overlapping area between the first connecting sections 141 and the n-busbars 12.
Die Anzahl der Kontaktpunkte 15 entspricht der Anzahl der Verbindungsabschnitte 141 , 142, 143, die von dem entsprechenden Verbindungselement 14 kontaktiert werden. Dabei unterscheidet sich die Anzahl der Kontaktpunkte 15 auf den n-Busbars 12 von der Anzahl der Kontaktpunkte auf den p-Busbars, was sich in einer asymmetrischen Ausgestaltung des Verbindungselements 14 widerspiegelt.The number of contact points 15 corresponds to the number of connecting portions 141, 142, 143, which are contacted by the corresponding connecting element 14. In this case, the number of contact points 15 on the n-busbars 12 differs from the number of contact points on the p-busbars, which is reflected in an asymmetrical configuration of the connecting element 14.
Die ersten Verbindungsabschnitte 141 weisen jeweils eine Länge auf, die es ihnen ermöglicht, beide an den Randbereichen der ersten Solarzelle 1 a angeordneten n-Busbars 12 zu kontaktieren und gleichzeitig den mittig angeordneten p-Busbar 13 zu überspannen, ohne diesen zu kontaktieren. Hinsichtlich einer hierzu erforderlichen Isolierung zwischen der Verbindungsanordnung 14 und den elektrischen Kontakten 9, 10 sowie dem nicht zu kontaktierenden Busbar 13 der Solarzelle 1a wird auf die Darstellung der Figur 4 verwiesen.The first connection sections 141 each have a length which enables them to contact both n-busbars 12 arranged at the edge regions of the first solar cell 1a and at the same time to span the centrally arranged p-busbar 13 without contacting it. With regard to insulation required for this purpose between the connection arrangement 14 and the electrical contacts 9, 10 and the busbar 13 of the solar cell 1a not to be contacted, reference is made to the representation of FIG.
Auch die zweiten Verbindungsabschnitte 142, die ebenso wie die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit dem dritten Verbindungsabschnitt 143 der Verbindungsanordnung 14 verbunden sind, überspannen den nicht zu kontaktierenden n- Busbar 12 der zweiten Solarzelle 1 b, um anschließend an Verbindungspunkten 15 den p- Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1 b zu kontaktieren. Die Kontaktpunkte 15 zwischen den beiden parallel zueinander angeordneten zweiten Verbindungselementen 142 und dem p- Busbar 13 der zweiten Solarzelle 1 b sind dabei äquivalent zu den Verbindungspunkten 15 zwischen den ersten Verbindungsabschnitten 141 und den n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1 a ausgestaltet.The second connection sections 142, which are connected to the third connection section 143 of the connection arrangement 14 as well as the first connection sections 141, span the non-contact n-busbar 12 of the second solar cell 1 b, and then connect the p-busbar 13 to the connection points 15 second solar cell 1 b to contact. The contact points 15 between the two mutually parallel second connecting elements 142 and the p-busbar 13 of the second solar cell 1 b are equivalent to the connection points 15 between the first connecting portions 141 and the n-busbars 12 of the first solar cell 1 a configured.
Die Figur 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Verschaltung zweier Solarzellenvorrichtungen zu einem Solarzellenmodul. Im Unterschied zu den in den Figuren 3 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen weisen die erste Solarzelle 1a und die zweite Solarzelle 1 b der in der Figur 6 dargestellten Anordnung jeweils zwei n-Busbars 12 und zwei p-Busbars 13 auf. Die Verbindungselemente 14 weisen bei diesem Ausführungsbeispiel vier erste Abschnitte 141 und drei zweite Abschnitte 142 sowie einen dritten Abschnitt 143 auf. Dies ist insbesondere der etwas breiteren Ausführung der Solarzellen geschuldet. Ebenso wäre es denkbar, wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen drei erste Verbindungsabschnitte 141 und zwei zweite Verbindungsabschnitte 142 einzusetzen oder eine andere Anzahl an Verbindungsabschnitten vorzusehen.FIG. 6 shows a third exemplary embodiment of an interconnection of two solar cell devices to form a solar cell module. In contrast to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 3 and 5, the first solar cell 1 a and the second solar cell 1 b of the arrangement illustrated in FIG. 6 each have two n-busbars 12 and two p-busbars 13. The connecting elements 14 have in this embodiment, four first portions 141 and three second portions 142 and a third portion 143. This is due in particular to the somewhat wider version of the solar cells. Likewise, it would be conceivable, as in the previous embodiments, three first Insert connecting portions 141 and two second connecting portions 142 or provide a different number of connecting portions.
Die ersten Verbindungsabschnitte 141 kontaktieren die beiden n-Busbars 12 der ersten Solarzelle 1 a und überspannen dabei kontaktfrei einen der beiden p-Busbars 13 der erstenThe first connection sections 141 contact the two n-busbars 12 of the first solar cell 1 a, thereby spanning one of the two p-busbars 13 of the first one without contact
Solarzelle 1a. Die drei zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 kontaktieren darüber hinaus die beiden p-Busbars 13 der zweiten Solarzelle 1 b und überspannen dabei einen der beiden n-Busbars der zweiten Solarzelle 1 b kontaktfrei. DieSolar cell 1a. The three second connection sections 142 of the connection arrangement 14 moreover contact the two p-busbars 13 of the second solar cell 1 b, thereby spanning one of the two n-busbars of the second solar cell 1 b without contact. The
Kontaktierung der ersten bzw. zweiten Verbindungsabschnitte 141 , 142 und den entsprechenden Busbars 12, 13 erfolgt punktuell über Kontaktpunkte 15.Contacting of the first or second connection sections 141, 142 and the corresponding busbars 12, 13 takes place selectively via contact points 15.
Der dritte Verbindungsabschnitt 143, an dessen erster Seite die ersten Verbindungsabschnitte 141 und an dessen zweiter, der ersten gegenüber liegenden Seite die zweiten Verbindungsabschnitte 142 angeordnet sind und der somit die ersten Verbindungsabschnitte 141 mit den zweiten Verbindungsabschnitten 142 verbindet, ist - wie auch beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 - zwischen den beiden Solarzellen 1 a und 1 b angeordnet. Das heißt, auch in dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 kontaktiert der dritte Verbindungsabschnitt 143 einen Busbar 12, 13 einer der beiden Solarzellen 1 a, 1 b nicht direkt.The third connection portion 143, on the first side of which the first connection portions 141 and on the second, the first opposing side, the second connection portions 142 are arranged and thus connects the first connection portions 141 with the second connection portions 142 is - as in the embodiment of Figure 5 - arranged between the two solar cells 1 a and 1 b. That is, even in the embodiment of FIG. 6, the third connection section 143 does not directly contact a busbar 12, 13 of one of the two solar cells 1 a, 1 b.
Die zweiten Verbindungsabschnitte 142 sind derart am dritten Verbindungsabschnitt 143 angeordnet, dass sie nicht mit den ersten Verbindungsabschnitten 141 fluchten, sondern vielmehr in einer mittigen Position zwischen zwei ersten Verbindungsabschnitten 141 angeordnet sind. Dadurch können sie in die Lücke, die zwischen zwei ersten Verbindungsabschnitten 141 der Verbindungsanordnung 14 an der zweiten Solarzelle 1 b vorliegt, eingeführt werden. Somit kontaktieren die zweiten Verbindungsabschnitte 142 der Verbindungsanordnung 14 der ersten Solarzelle 1 a nicht die ersten Verbindungsabschnitte 141 der Verbindungsanordnung 14 der zweiten Solarzelle 1 b, selbst wenn ein solcher Kontakt aufgrund der Längenausdehnung der ersten Verbindungsabschnitte 141 bzw. zweiten Verbindungsabschnitte 142 möglich wäre.The second connection portions 142 are disposed on the third connection portion 143 so as not to be flush with the first connection portions 141, but rather are arranged in a central position between two first connection portions 141. Thereby, they can be introduced into the gap existing between two first connection portions 141 of the connection assembly 14 on the second solar cell 1b. Thus, the second connection portions 142 of the connection assembly 14 of the first solar cell 1a do not contact the first connection portions 141 of the connection assembly 14 of the second solar cell 1b even if such contact were possible due to the longitudinal extension of the first connection portions 141 and second connection portions 142, respectively.
Folglich ist durch die versetzte Anordnung der ersten Verbindungsabschnitte 141 und der zweiten Verbindungsabschnitte 142 am dritten Verbindungsabschnitt 143 eine repetitive Anordnung miteinander verschalteter Solarzellen, die jeweils ein Verbindungselement 14 tragen, möglich. Dies trifft nicht nur für das in der Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern auch für die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung zu.Consequently, the staggered arrangement of the first connecting portions 141 and the second connecting portions 142 on the third connecting portion 143, a repetitive arrangement of interconnected solar cells, each carrying a connecting element 14, possible. This is true not only for the embodiment shown in Figure 6, but also for the other embodiments of the invention.
* * * * * Bezugszeichenliste * * * * * LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Solarzelle1 solar cell
1 a erste Solarzelle1 a first solar cell
1 b zweite Solarzelle1 b second solar cell
2 Halbleiter2 semiconductors
3 texturierte Halbleiteroberfläche3 textured semiconductor surface
4 erste Passivierungsschicht4 first passivation layer
5 Antireflexionsschicht5 antireflection coating
6 Diffusionsgebiete hoher p-Dotierung6 diffusion regions of high p-type doping
7 Diffusionsgebiete hoher n-Dotierung7 diffusion areas of high n-type doping
8 zweite Passivierungsschicht8 second passivation layer
9 elektrischer n-Kontakt9 electrical n-contact
10 elektrischer p-Kontakt10 electrical p-contact
1 1 Kontaktöffnungen in der zweiten Passivierungsschicht1 1 contact openings in the second passivation layer
12 n-Busbar12 n busbar
13 p-Busbar13 p-busbar
14 Verbindungsanordnung14 connection arrangement
141 erster Verbindungsabschnitt141 first connection section
142 zweiter Verbindungsabschnitt142 second connection section
143 dritter Verbindungsabschnitt143 third connecting portion
15 Kontaktpunkt15 contact point
16 Isolierschicht16 insulating layer
L Längserstreckungsrichtung der Busbars L longitudinal direction of the busbars

Claims

Patentansprüche claims
1. Solarzellenvorrichtung aufweisend eine Solarzelle (1 ) mit1. solar cell device comprising a solar cell (1) with
• einem Halbleiter (2), der mindestens einen p-dotierten Bereich (6) und mindestens einen n-dotierten Bereich (7) aufweist,A semiconductor (2) having at least one p-doped region (6) and at least one n-doped region (7),
• auf einer Rückseite (R) der Solarzelle (1 ) angeordneten elektrischen p-Kontakten (10) und elektrischen n-Kontakten (9), die mit den entsprechend dotierten Bereichen (6, 7) des Halbleiters (2) verbunden sind, und• on a back side (R) of the solar cell (1) arranged electrical p-contacts (10) and electrical n-contacts (9) which are connected to the corresponding doped regions (6, 7) of the semiconductor (2), and
• mindestens einem p-Busbar (13), der mit den elektrischen p-Kontakten (10) verbunden ist, und mindestens einem n-Busbar (12), der mit den elektrischen n-At least one p-busbar (13) connected to the electrical p-contacts (10) and at least one n-busbar (12) connected to the electrical n-busbars (12);
Kontakten (9) verbunden ist, wobei die Busbars (12, 13) jeweils den Strom der elektrischen Kontakte (9, 10) sammeln und eine Längserstreckungsrichtung (L) aufweisen, sowie eine Verbindungsanordnung (14), die zur elektrisch leitfähigen Verbindung mindestens eines der Busbars (12, 13) der Solarzelle (1 ) mit mindestens einem BusbarContacts (9) is connected, wherein the busbars (12, 13) in each case collect the current of the electrical contacts (9, 10) and a longitudinal extension direction (L), and a connection arrangement (14) for electrically conductive connection of at least one of Busbars (12, 13) of the solar cell (1) with at least one busbar
(13, 12) einer benachbarten Solarzelle ausgebildet ist,(13, 12) of an adjacent solar cell is formed,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen im Wesentlichen senkrecht zurthe connection arrangement (14) at least one substantially perpendicular to
Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars verlaufenden ersten Verbindungsabschnitt (141 ) aufweist, der an Verbindungsbereichen (15) punktuell mit mindestens einem Busbar (12, 13) verbunden ist.Longitudinal extension direction (L) of the busbars extending first connecting portion (141), which is connected at connecting areas (15) selectively with at least one busbar (12, 13).
2. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen zweiten Verbindungsabschnitt (142) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars (12, 13) ausgerichtet ist, und mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der im Wesentlichen parallel zur Längserstreckungsrichtung (L) der Busbars (12, 13) ausgerichtet ist.2. Solar cell device according to claim 1, characterized in that the connection arrangement (14) has at least one second connecting portion (142), which is aligned substantially perpendicular to the longitudinal extension direction (L) of the busbars (12, 13), and at least one third connecting portion (14). 143) which is aligned substantially parallel to the longitudinal extension direction (L) of the busbars (12, 13).
3. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste3. Solar cell device according to claim 2, characterized in that the first
Verbindungsabschnitt (141 ) auf einer ersten Seite des dritten VerbindungsabschnittsConnecting portion (141) on a first side of the third connecting portion
(143) angeordnet ist und der der zweite Verbindungsabschnitt (142) auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist. (143) is arranged and the second connecting portion (142) on a second, the first side opposite side of the third connecting portion (143) is arranged.
4. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verbindungsabschnitt (141 , 142) derart am dritten Verbindungsabschnitt (143) angeordnet sind, dass sie nicht miteinander fluchten.4. Solar cell device according to claim 2 or 3, characterized in that the first and the second connecting portion (141, 142) are arranged on the third connecting portion (143) that they are not aligned.
5. Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbindungsabschnitt (142) zur Kontaktierung mindestens eines Busbars (13, 12) einer benachbarten Solarzelle vorgesehen und eingerichtet ist, wobei dieser Busbar (13, 12) eine Polarität aufweist, die der Polarität des durch den ersten Verbindungsabschnitt (141 ) kontaktierten Busbars (12, 13) entgegengesetzt ist.5. Solar cell device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the second connecting portion (142) for contacting at least one busbar (13, 12) of an adjacent solar cell is provided and arranged, said busbar (13, 12) has a polarity which is opposite to the polarity of the bus bar (12, 13) contacted by the first connection portion (141).
6. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Solarzelle (1 ) mindestens drei Busbars (12, 13) aufweist und der erste Verbindungsabschnitt (141 ) mindestens zwei Busbars (12, 13) gleicher Polarität der Solarzelle (1 ) miteinander verbindet.6. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the solar cell (1) has at least three busbars (12, 13) and the first connecting portion (141) at least two busbars (12, 13) of the same polarity of the solar cell (1) interconnects ,
7. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (141 ) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (142) eine Länge aufweisen, die derart bemessen ist, dass der erste Verbindungsabschnitt (141 ) und/oder der zweite Verbindungsabschnitt (142) mindestens einen Busbar (12, 13) überspannen, den sie nicht kontaktieren.7. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting portion (141) and / or the second connecting portion (142) have a length which is dimensioned such that the first connecting portion (141) and / or the second connecting portion (142) span at least one busbar (12, 13) they do not contact.
8. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht kontaktierte Busbar (12, 13) eine Polarität aufweist, die der Polarität des oder der durch den ersten Verbindungsabschnitt (141 ) und/oder den zweiten Verbindungsabschnitt (142) kontaktierten Busbars (12, 13) entgegengesetzt ist.8. Solar cell device according to claim 7, characterized in that the non-contacted bus bar (12, 13) has a polarity which is the polarity of or by the first connecting portion (141) and / or the second connecting portion (142) contacted busbars (12 , 13) is opposite.
9. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) eine sich gerade erstreckende, längliche Form aufweisen.9. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting portions (141, 142, 143) have a straight extending, elongated shape.
10. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) aufweist.10. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection arrangement (14) in each case a plurality of parallel first, second and / or third connecting portions (141, 142, 143).
1 1. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) zueinander jeweils äquidistant angeordnet sind. 1 1. A solar cell device according to claim 10, characterized in that the plurality of parallel connecting portions (141, 142, 143) to each other are arranged equidistantly.
12. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) n erste Verbindungsabschnitte (141 ) und n-1 zweite Verbindungsabschnitte (142) aufweist.12. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection arrangement (14) has n first connecting portions (141) and n-1 second connecting portions (142).
13. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anzahl der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung auf dem n-Busbar (12) von der Anzahl der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung auf dem p-Busbar (13) unterscheidet.13. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the number of connection regions (15) for punctual contacting on the n-busbar (12) of the number of connection regions (15) for selective contacting on the p-busbar (13 ) is different.
14. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) gegenüber dem Halbleiter (2) außerhalb der Verbindungsbereiche (15) zur punktuellen Kontaktierung des oder der zu kontaktierenden Busbars (12, 13) elektrisch isoliert ist.14. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection arrangement (14) relative to the semiconductor (2) outside the connection regions (15) for selective contacting of the busbar or to be contacted (12, 13) is electrically insulated.
15. Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) auf einem der Busbars (12, 13) der Solarzelle (1 ) angeordnet ist.15. Solar cell device according to one of claims 2 to 14, characterized in that the third connecting portion (143) on one of the busbars (12, 13) of the solar cell (1) is arranged.
16. Solarzellenvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) den Busbar (12, 13), auf dem er angeordnet ist, punktuell kontaktiert.16. Solar cell device according to claim 15, characterized in that the third connecting portion (143) the busbar (12, 13), on which it is arranged selectively contacted.
17. Solarzellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verbindungsabschnitt (143) benachbart eines Randbereichs der17. Solar cell device according to one of claims 2 to 16, characterized in that the third connecting portion (143) adjacent to an edge region of
Solarzelle (1 ) angeordnet ist.Solar cell (1) is arranged.
18. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der elektrischen p-Kontakte (10) und der elektrischen n-Kontakte (9) mit den entsprechenden Halbleiterbereichen (6, 7) durch einen punktförmigen oder einen linienartigen Kontaktbereich realisiert ist.18. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the connection of the electrical p-contacts (10) and the electrical n-contacts (9) with the corresponding semiconductor regions (6, 7) is realized by a point-like or line-like contact region ,
19. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehr als 2 Busbars (12, 13) aufweist.19. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises more than 2 busbars (12, 13).
20. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei p-Busbars (13) und einen n-Busbar (12) oder umgekehrt. 20. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized by two p-busbars (13) and an n-busbar (12) or vice versa.
21. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei p-Busbars (13) und zwei n-Busbars (12).21. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized by two p-busbars (13) and two n-busbars (12).
22. Solarzellenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Busbars (12, 13) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.22. Solar cell device according to one of the preceding claims, characterized in that the busbars (12, 13) are arranged substantially parallel to each other.
23. Solarzellenmodul bestehend aus mindestens zwei Solarzellenvorrichtungen nach Anspruch 1.23. Solar cell module consisting of at least two solar cell devices according to claim 1.
24. Solarzellenmodul nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jeder p-Busbar (13) bzw. n-Busbar (12) einer ersten Solarzelle (1 a) mit jedem n-Busbar (12) bzw. p- Busbar (13) einer benachbarten Solarzelle (1 b) mittels einer Verbindungsanordnung (14) elektrisch leitfähig verbunden ist.24. Solar cell module according to claim 23, characterized in that each p-busbar (13) or n-busbar (12) of a first solar cell (1 a) with each n-busbar (12) or p-busbar (13) one adjacent solar cell (1 b) by means of a connection arrangement (14) is electrically conductively connected.
25. Solarzellenmodul nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen jeweils im Wesentlichen senkrecht zu den Busbars (12, 13) ausgerichteten ersten und zweiten Verbindungsabschnitt (141 , 142) und mindestens einen im Wesentlichen parallel zu den Busbars (12, 13) ausgerichteten dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der zwischen zwei Solarzellen (1 a, 1 b) angeordnet ist.25. Solar cell module according to claim 23 or 24, characterized in that the connection arrangement (14) at least one respectively substantially perpendicular to the busbars (12, 13) aligned first and second connecting portion (141, 142) and at least one substantially parallel to the Busbars (12, 13) aligned third connecting portion (143) which is arranged between two solar cells (1 a, 1 b).
26. Verbindungsanordnung zur Verbindung zweier Solarzellen (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) mindestens einen ersten und einen zweiten Verbindungsabschnitt (141 , 142) aufweist, die parallel zueinander verlaufen, und mindestens einen dritten Verbindungsabschnitt (143) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zum ersten und zweiten Verbindungsabschnitt (141 , 142) verläuft, wobei der erste Verbindungsabschnitt (141 ) zur Kontaktierung einer ersten Solarzelle (1a) und der zweite Verbindungsabschnitt (142) zur Kontaktierung einer zweiten Solarzelle (1 b), die benachbart zur ersten Solarzelle (1 a) angeordnet ist, vorgesehen und eingerichtet sind.26. Connecting arrangement for connecting two solar cells (1) according to claim 1, characterized in that the connecting arrangement (14) has at least one first and one second connecting section (141, 142) which run parallel to one another, and at least one third connecting section (143) which is substantially perpendicular to the first and second connecting portions (141, 142), wherein the first connecting portion (141) for contacting a first solar cell (1a) and the second connecting portion (142) for contacting a second solar cell (1 b), which is arranged adjacent to the first solar cell (1 a), are provided and set up.
27. Verbindungsanordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungsabschnitt (141 ) auf einer ersten Seite des dritten VerbindungsabschnittsA connection arrangement according to claim 26, characterized in that the first connection portion (141) is on a first side of the third connection portion
(143) angeordnet ist und der der zweite Verbindungsabschnitt (142) auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des dritten Verbindungsabschnitts (143) angeordnet ist.(143) is arranged and the second connecting portion (142) on a second, the first side opposite side of the third connecting portion (143) is arranged.
28. Verbindungsanordnung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verbindungsabschnitt (141 , 142) derart am dritten28. Connecting arrangement according to claim 26 or 27, characterized in that the first and the second connecting portion (141, 142) in such a way on the third
Verbindungsabschnitt (143) angeordnet sind, dass sie nicht miteinander fluchten.Connecting portion (143) are arranged so that they are not aligned.
29. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Verbindungsabschnitt (141 , 142) zur Kontaktierung mindestens eines Busbars (12, 13) der jeweils zu kontaktierenden29. Connecting arrangement according to one of claims 26 to 28, characterized in that the first and / or second connecting portion (141, 142) for contacting at least one busbar (12, 13) of each to be contacted
Solarzelle (1 a, 1 b) vorgesehen und eingerichtet sind.Solar cell (1 a, 1 b) are provided and set up.
30. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) eine sich gerade erstreckende, längliche Form aufweisen.A connection arrangement according to any one of claims 26 to 29, characterized in that the connecting portions (141, 142, 143) have a straight elongate shape.
31. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) jeweils mehrere parallele erste, zweite und/oder dritte Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) aufweist.31. Connecting arrangement according to one of claims 26 to 30, characterized in that the connection arrangement (14) each having a plurality of parallel first, second and / or third connecting portions (141, 142, 143).
32. Verbindungsanordnung nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren parallelen Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) zueinander jeweils äquidistant angeordnet sind.32. Connecting arrangement according to claim 31, characterized in that the plurality of parallel connecting portions (141, 142, 143) are arranged in each case equidistant from each other.
33. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (14) n erste Verbindungsabschnitte (141 ) und n-1 zweite Verbindungsabschnitte (142) aufweist.33. Connecting arrangement according to one of claims 26 to 32, characterized in that the connection arrangement (14) has n first connecting portions (141) and n-1 second connecting portions (142).
34. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest teilweise eine elektrische Isolierung (16) aufweist.34. Connecting arrangement according to one of claims 26 to 33, characterized in that it comprises at least partially an electrical insulation (16).
35. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (141 , 142, 143) in eine Folie integriert sind. 35. Connecting arrangement according to one of claims 26 to 33, characterized in that the connecting portions (141, 142, 143) are integrated in a film.
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