EP2769418A1 - Solar module with ribbon cable, and a method for the manufacture of same - Google Patents
Solar module with ribbon cable, and a method for the manufacture of sameInfo
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- EP2769418A1 EP2769418A1 EP12784507.1A EP12784507A EP2769418A1 EP 2769418 A1 EP2769418 A1 EP 2769418A1 EP 12784507 A EP12784507 A EP 12784507A EP 2769418 A1 EP2769418 A1 EP 2769418A1
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Definitions
- Photovoltaic layer systems for the direct conversion of sunlight into electrical energy are well known. Commonly, these are referred to as “solar cells”, wherein the term “thin film solar cells” refers to layer systems with small thicknesses of only a few microns, the carrier substrates for sufficient mechanical strength.
- Known carrier substrates include inorganic glass, plastics (polymers) or metals, in particular metal alloys, and can be designed as rigid plates or flexible films, depending on the respective layer thickness and the specific material properties.
- thin-film solar cells having a semiconductor layer of amorphous, micromorphous or polycrystalline silicon, cadmium telluride (CdTe), gallium arsenide (GaAs) or a chalcopyrite compound, in particular copper-indium / gallium disulphurite / Diselenide, abbreviated by the formula Cu (In, Ga) (S, Se) 2 , proved to be advantageous.
- copper indium diselenide (CuInSe 2 or CIS) is characterized by a particularly high absorption coefficient due to its adapted to the spectrum of sunlight band gap.
- Thin-film solar modules have the special advantage that the solar cells can already be connected in integrated form during layer production.
- thin-film solar modules have already been described several times. For example only in this regard to the documents DE 4324318 Cl and
- the various layers for the production of the solar cells are applied directly to a substrate, which is glued with a front-side transparent cover layer to a weather-resistant composite.
- the layer structure between sub ⁇ strate and cover layer comprises a back electrode, a front electrode and a semiconductor layer.
- Typical Wei ⁇ se be performed, the voltage terminals of the solar cell assembly on the back electrode layer by means of metal strips on the back of the substrate.
- each solar module is usually connected by connected to the junction box connection cable to ei ⁇ nem module string in series.
- each solar module connected with the solar cells to ⁇ antiparallel free-wheeling or bypass diode, which state in the normal operation in which the solar module supplies power is reverse biased.
- ⁇ antiparallel free-wheeling or bypass diode which state in the normal operation in which the solar module supplies power is reverse biased.
- verhin damage to the solar module are ⁇ changed, for example, if no current is supplied due to a ⁇ Ver shading or a module defect as may the provided by the other solar modules current through the freewheeling diode to flow.
- the international patent application WO 2009/134939 A2 describes a solar module in which several Anschlußdo ⁇ sen, each having a bypass diode are electrically connected to each other.
- the two outer junction boxes each have a connection cable for interconnection with other solar modules.
- An electrical connection of the junction boxes with each other follows through flat electrical conductors inside the solar module.
- the junction boxes are contacted on their underside, with which they are placed on the back of the solar module.
- the German Offenlegungsschrift DE 102009041968 AI shows a solar module with patched on the underside junction boxes, each having a bypass diode. Contacting of the junction boxes takes place on their underside.
- An electrical connection of the junction boxes underneath one another takes place through a conductor track in the interior of the solar module.
- the object of the present invention to further develop conventional solar panels in Advantageous ter manner, in particular simplifies the auto ⁇ automated production and the manufacturing cost to be reduced ⁇ .
- a solar module with a plurality of series-connected solar cells for photovoltaic power generation is shown.
- the solar module is preferably a thin film solar module with in in tegrated ⁇ form interconnected thin-film solar cells.
- the semiconductor layer consists of a chalcopyrite compound, which is, for example, an I-III-VI semiconductor from the group copper indium / gallium disulphur diselenide (Cu (In, Ga) (S, Se) 2) beispielswei ⁇ se copper-indium-diselenide (CuInSe 2 or CIS) or pretext ⁇ te compounds can act.
- the solar cells are typically located between a first substrate and a second substrate often formed as a cover layer (eg cover plate), the may contain the inorganic glass substrates, for example, polymers or metal alloys, and may be configured as a rigid or flexible sheets Plat ⁇ th as a function of layer thickness and material properties.
- cover layer eg cover plate
- the solar module has two (resulting) ⁇ voltage terminals of opposite polarity, respectively by a connecting conductor to a module outside (ie module ⁇ outer surface) or substrate outside (ie Substratau touch- surface) are performed.
- the two connection conductors are electrically connected to the module outer side in each case to a separate Anschlußussein ⁇ direction, each terminal device is in a separate terminal housing (eg junction box or junction box), so that the solar module has two terminal housing, in each of which a connection device is arranged.
- the ⁇ at the connection housing are each mounted on the outside module or module outer surface to which the two resulting voltage Connections are guided through the connecting conductors.
- module outside refers to an outer side (ie, outer surface) of the thus ⁇ larmoduls. In the module outside is at the same time at an outer side (ie, outer surface) of a sub ⁇ strats (first or second substrate).
- the two connecting conductors for this purpose are electrically connected to an electrode layer, for example a back electrode layer, of the interconnected solar cells.
- the two connection conductors are electrically connected to each other by the solar cells connected in series.
- the two connection leads each open into a separate connection housing.
- the two connection housings are used to connect the solar module with an electrical load, in particular for the serial connection of the solar module with other solar modules.
- the two connection conductors of the solar module are electrically interconnected with the interposition of at least one free-wheeling or bypass diode connected in antiparallel with the solar cells.
- the freewheeling diode is preferably arranged in one of the two connection housings.
- the two connection conductors or the two connection devices to which the connection conductors are electrically connected are electrically connected to one another by a flat-band conductor arranged between the two connection housings, which is fastened to the module outer side (ie module outer surface) or substrate outer side (ie outer substrate surface).
- the ribbon conductor is thus not located in the interior of the solar module (ie between the two substrates), but is arranged on the outer surface of the solar module facing the environment.
- the ribbon conductor makes it possible, in a particularly advantageous manner, to integrate the electrical connection between the two connection conductors in an automated process sequence with little technical complexity. Since the ribbon conductor has a defined geometry, it can be gripped by an automated gripping member in a simple manner for attachment to the module outside (ie module outer surface). In addition, a particularly simple and reliable automated attachment of the ribbon conductor, for example by means Verkle ⁇ advertising, on the typically glass module outside or module outer surface allows. In contrast, an electrical connection of the two connecting conductors with a cross-sectionally round connection cable in the automation would cause considerable problems, since the geometry of such a connection cable is not defined and thus complex and costly Position detection means (eg optical sensors) should be vorzuse ⁇ hen to bring the gripping member in position.
- Position detection means eg optical sensors
- connection cable to a glass module outside or module outer surface due to the relatively small contact surface (example ⁇ way by bonding) to realize only with considerable effort, which can not be ruled out that such attachment to the high mechanical loads in practice in the long term not withstand.
- connection cable were only connected to the two connection housings, there would always be the risk that the connection cable would be used abusively as a carrying device.
- a simple automation of the electrical connection of the two connecting conductors with the interposition of the freewheeling diode can be achieved only by the attached on the outside of the module ribbon conductor, which time and cost can be saved in the industrial Serienzu- production.
- the ribbon conductor is surrounded at least between the two connection housings by an envelope made of an electrically insulating material. It may be advantageous if the disposed within the associated terminal housing end portions of the ribbon ⁇ conductor are free for easy electrical contact.
- the electrically insulating sleeve located/2017in- least in a portion of the flat strip conductor, which extends from a connection housing to the other Range ⁇ housing. In particular, the insulating sheath may also extend into the two connection housings. Through the shell of the ribbon conductor to the outside environment is electrically insulated.
- the ribbon conductor is attached to the outside of the module (ie module outer surface), which is achieved, for example, characterized in that the flat ⁇ strip conductor is bonded to the module outside.
- the ER- inventive solar module of the flat strip conductor buildin ⁇ saturated by a module on the outer side (ie, modulus outer surface) cover made of an electrically insulating material is covered.
- a module on the outer side (ie, modulus outer surface) cover made of an electrically insulating material is covered.
- Preferably glued to this effect to the Modulau ⁇ Hzseite (ie module outer surface) cover can fulfill various functions.
- One function is to protect the ribbon conductor from mechanical impact to improve fatigue life.
- a white ⁇ tere function may be to attach the ribbon conductor to the module outside. In this case, overall may be possible to dispense with a separate mounting of the ribbon ⁇ conductor to the module outside, and it may be the other hand also provided to attach the ribbon conductor itself to the module exterior to achieve on particularly good connection with the module outside len.
- the flat strip conductor is not fastened on the outside of the module itself, but only through the cover. It can also be advantageous if the flat-band conductor is electrically connected to the two connection conductors, in particular through the connection devices, in such a way that it is not fixed or fixed in the band plane or in the band direction. In this way, thermal chucks ⁇ voltages can be at least substantially reduced at the usually high temperature fluctuations to which the solar module is often exposed in practice.
- the ribbon cable allows a particularly simple electrical connection of the connection conductors in the two connection housings.
- the Dolphinge ⁇ housing equipped for this purpose with an associated with the Connecting conductor electrically connected contact element, in ⁇ example, a spring contact element or a terminal contact ⁇ element, which can be brought into electrical contact with one of the two end portions of the ribbon conductor.
- the contact element is adapted to automatically get in electrical contact with the ribbon ⁇ conductor during the attachment of the terminal housing to the Modulaußensei ⁇ te, whereby a simple automation of the electrical contact of the ribbon conductor is made possible in the connection housings, so that time and cost the automated module production can be saved.
- the invention further extends to a method for the automated production of a solar module with a plurality of series-connected solar cells for photovoltaic power generation, in which the solar module has two voltage terminals of opposite polarity, each of which is connected to a module outer side through a connecting conductor. Module outer surface are guided, wherein the ⁇ in the connection conductor are each electrically connected to a separate connection device, each connection device is located in a separate connection housing.
- the method comprises the following steps: A step in which the two connection housings are respectively fastened to the outside of the module (ie module outer surface).
- the ribbon cable is glued to the module outside (ie module outer surface) for this purpose.
- a the flat strip conductor covering Cover B ⁇ ckung to the module outer side ie, modulus outer surface
- contact elements are automatically brought into electrical contact with the ribbon conductor during the attachment of the connection housing to the outside of the module.
- FIGS. 7-8 are schematic illustrations for illustrating variants of the connection conductors in the solar module of FIG. 1. Detailed description of the drawings
- the solar module 1 which in this case is, for example, a thin-film solar module, comprises a plurality of solar cells 2 which are connected in series with each other in an integrated form and which are each marked with a diode symbol.
- the solar module 1 is based here at ⁇ play, on the so-called substrate configuration which will be explained in more detail in connection with FIG. 2.
- Two (thin-film) solar cells 2 are shown by way of example in FIG. 2, it being understood that the solar module generally has a large number (eg, approximately 100) of solar cells 2.
- the solar module 1 comprises an electrically insulating sub ⁇ strat 7 (in the introduction to as "first sub- strat") having applied thereto a layer structure for forming a photovoltaic active
- the layer structure is integrally ⁇ arranged on the light-entry-side front side (III) of the substrate. 7
- the substrate 7 here consists, for example, of glass with a relatively low light transmittance, although other insulating materials with sufficient strength, as well as inert behavior compared to the process steps carried out, can equally be used.
- the layer structure comprises a back electrode layer 9 arranged on the front side (III) of the substrate 7.
- the back electrode layer 9 contains, for example, a layer of an opaque metal such as molybdenum and is applied to the substrate 7, for example by sputtering.
- the back electrode layer 9 has, for example, a layer thickness of about 1 ⁇ m.
- the back electrode layer 9 comprises a shape
- the photovoltaically active absorber layer 8 contains a p-doped semiconductor layer 10, for example a p-type chalcopyrite semiconductor, such as a compound of the group copper indium diselenide
- the semiconductor ⁇ layer 10 has a layer thickness of 500 nm to 5 ym, and in particular of about 2 .mu.m.
- a buffer layer 11 is deposited, which here, for example, a single layer of cadmium sulfide (CdS) and a single layer intrinsic zinc oxide (i-ZnO).
- a front electrode layer 12 is applied, for example by vapor deposition.
- the Fronte ⁇ lektroden für 12 is for radiation in the semiconductor ter Mrs 11 sensitive spectral transparent
- the transparent front electrode layer 12 may (Transparent Conductive Electrode TCO) are referred to in general terms as a TCO layer and is based on a doped metal oxide, in ⁇ play, n-type, aluminum-doped zinc oxide
- the layer thickness of the front electrode layer 12 is ⁇ example 300 nm.
- the layer system is subdivided by known methods for producing a (thin-film) solar module 1 into individual photovoltaically active regions, ie solar cells 2.
- the subdivision is made by cuts 13 using a suitable structuring technology such as Laser writing and mechanical processing, for example by lifting or scribing.
- the individual solar cells 2 are connected in series via an electrode region 14 of the back electrode layer 9.
- the solar module 1 has, for example, 100 series strigic ⁇ preparing solar cells 2, and an open circuit voltage of 56 volts.
- both the resulting positive (+) and the resulting negative (-) voltage connection of the solar module 1 are passed over the back ⁇ electrode layer 9 and there electrically kontak ⁇ animal, which will be explained in more detail below.
- an intermediate layer 15 which at ⁇ game as polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate (EVA) is applied on the Frontelektro- dentik 12, contains.
- the thickness of the intermediate layer 15 is, for example, 0.76 mm.
- the layer structure of substrate 7, the back electrode layer 9 and active photovoltaic absorber layer 8 sealed via the intermediate layer 15 having a cover disk 16 (in the introductory description referred to as "second substrate") connected ih ⁇ rer back side (II) is bonded.
- the cover plate 16 is transparent to sunlight and contains, for example, hardened, extra-white, low-iron glass.
- the cover ⁇ disc 16 for example, has an area of 1.6 x 0.7 m.
- the solar cells 2 can be irradiated by incident on the front side (I) of the cover plate 16 light, which is indicated in Fig. 2 by the arrows.
- edge area between sub- strat 7 and shroud 16 is circumferentially sealed with a Randversie ⁇ gelung 34 as a vapor diffusion barrier, in ⁇ preferably with a plastic material, such as polyisobutylene, the corrosion-sensitive Photovolt aisch active absorber layer 8 before atmospheric oxygen and
- the edge seal 34 can be seen in FIGS. 7 and 8.
- the entire solar module 1 is mounted for mounting at the place of use in an aluminum hollow chamber frame, which is not shown here.
- the two resulting voltage connections (+, -) are conducted through two connecting conductors 17 to the rear side (IV) or back surface of the substrate 7, which are illustrated in FIGS. 1, 7 and 8.
- the solar module 1 has the same structure in the region of the two connecting conductors 17.
- the connecting conductor 17 comprises a band-shaped metal foil 30, for example consisting of aluminum, with a thickness of, for example, 0.1 mm and a width of, for example, 20 mm.
- the metal foil 30 is (at ⁇ play one side here), covered with an insulating film 31 made of an electrically insulating material such as polyimide, the insulating film 31 is disposed on the outer side, i.e. on the substrate 7 side facing away from the foil conductor 17 ,
- the connection conductor 17 comprises a tin-plated copper strip.
- the band-shaped metal foil 30 is connected on both sides with an insulating film 31 ⁇ .
- the insulating film 31 is glued to the metal foil 30, for example. It is also conceivable to laminate the metal foil 30 into two insulating films 31.
- the metal foil 30 of the two connection conductors 17 is electrically connected to a band-shaped electrical conductor, a so-called bus bar 36.
- the two busbars 36 each contact one (here formed for example by the back electrode layer 9) resulting voltage connection (+, -) of the solar module 1 and extend only in Area of the plane of the back electrode layer 9.
- the busbars 36 thus serve for electrically connecting the two voltage terminals with the Anschlußusseitern 17.
- Each bus bar 36 is here, for example, as a metal foil, in particular aluminum foil formed.
- the metal foil 30 of the two lead conductors 17 and the busbar 36 are electrically connected therewith can be ⁇ of two parts and different from each other, in particular they may be prepared from egg nem mutually different material.
- the metal foil 30 of the two connection conductors 17 and the bus bar 36 connected electrically may be a one-part or one-piece metal foil, so that the busbar 36 merely represents a foil section of the metal foil 30 of the connection conductor 17.
- the two busbars 36 are electrically conductively connected to the back electrode layer 9, for example, by welding, bonding, soldering or gluing with an electrically conductive adhesive.
- the electrical connection to the back electrode layer 9 preferably takes place by ultrasonic bonding.
- the two connection conductors 17 are each guided at the lateral module edge 32 out of the composite of substrate 7 and cover disk 16, around the substrate edge 33 of the substrate 7, and down to the rear side (IV) of the substrate 7 , The two
- Terminal conductors 17 each have a connection point 18 for electrical contacting, which, for example, on the back (IV) of the substrate 7 at a distance of about 20 mm from the side edge (substrate edge 33)
- Connection points 18 can be arranged in principle anywhere on the back (IV) of the substrate 7.
- the electrical contacting of the two connection conductors 17 at the connection points 18 takes place in each case by a first connection device 19 in a connection box 3, which for this purpose has an electrical contact element, for example a spring or clamping contact element.
- a spring contact element is shown, which contacts the metal foil 30 of the connecting conductor 17 ⁇ .
- an electrical connection by soldering, bonding with a conductive adhesive or ultrasonic bonding would be possible.
- connecting conductor 17 made of aluminum it is convenient to provide the connection to tin ⁇ 18 to improve the electrical conductivity.
- connection points 18 do not have to be bright, but can equally be coated with a protective layer of varnish or an art ⁇ material foil to protect the metallic contact surface from oxidation and corrosion during Heinrichsprozes ⁇ ses.
- the protective layer can be penetrated for electrical contacting with an object, for example a contact pin or a contact needle.
- the protective layer from a glued-on and removable plastic film which is removed before the actual electrical contact with the contact element.
- junction boxes 3 which for example consist of plastic and are manufactured by injection molding ⁇ method.
- the two junction boxes 3 are mounted on the back (IV) or outer surface of the substrate 7, for example by gluing, which allows a simple and fast automated assembly.
- the bonding of the junction boxes 3 to the substrate 7 can be done, for example, with an acrylate adhesive or a polyurethane adhesive. In addition to a simple and durable connection, these adhesives perform a sealing function and protect the electrical components contained from moisture and corrosion.
- the interior of the junction boxes 3 can also be filled with a sealant such as polyisobutylene, at least partially, to increase the dielectric strength and to reduce the risk of a penetration ⁇ streams of moisture and consequent creep.
- connection conductor 17 in each case an opening 35, for example designed as a bore, is provided in the substrate 7, through which the connection conductor 17 is guided on the rear side (IV) or outer surface of the substrate 7.
- the connection conductor 17 has a metal foil 30, depending ⁇ but no insulation 31.
- the two junction boxes 3 each have a connection cable 4 with a pole connection 5, which is electrically connected to the first connection device 19.
- the solar module 1 with an electrical load such as an inverter can be connected.
- the two pole terminals 5 can be used in particular for the serial connection of the solar module 1 with further solar modules (not shown).
- a free-wheeling diode 6 is arranged, which is connected in anti-parallel to the forward direction of the solar cell 2 of the solar module 1 with the two connection ⁇ conductors 17 in series.
- the electrical connection Zvi ⁇ rule the two connection conductors 17 and the two first connecting means 19 is illustrated in Fig. 1 in schematic form by an electrical line 20.
- the electrical connection between the two connection conductors 17 or the two first connection devices 19 comprises a flat-band conductor 21 arranged between the two connection boxes 3, which extends with its two end sections 22 into the connection boxes 3.
- 3 shows a plan view of the rear side (IV) or outer surface of the substrate 7 and a sectional view through the substrate 7 in the region of the ribbon conductor 21, wherein the section line is indicated in the top view.
- the ribbon conductor 21 has a defined geometric shape, so that it can be gripped by a gripping member in a relatively simple manner for assembly.
- the flat strip conductor 21 comprises an electrically conductive metal strip 26, which is surrounded by an insulating sleeve 23 made of an electrically insulating material, wherein the two end portions 22 of the metal bands 26 are exposed within the junction boxes 3.
- the metal band 26 is, for example, an aluminum or tin-plated copper tape having a thickness of at ⁇ play 10 to 30 ym, a width of for example 50 mm and a length of for example 60 cm.
- the metal strip 26 is covered with an electrically insulating film of, for example, polyimide, the electrically insulating film being located on all sides, in particular also on the side of the flat strip conductor 21 facing the substrate 7.
- the flat strip conductor 21 is glued with its broad surface on the back (IV) or back outer surface of the substrate 7 by an adhesive layer 29, which allows a simple and fast automated assembly to the substrate 7.
- the gluing of the flat strip conductor 21 can take place in ⁇ example with an acrylic adhesive or a polyurethane adhesive. It is also conceivable, the flat type conductor 21 having a two-sided adhesive tape on the substrate 7 to smal ⁇ ben.
- the flat conductor 21 is distinguished by a very high aspect ratio (ratio width to thickness), so that even with a very flat design, a low electrical resistance of, for example, less than 10 mQ is realized. At a current of 3 A for example, this would lead to a power loss, for example 30 mV, corresponding to a loss of efficiency of at ⁇ play, about 0.06%.
- the two end sections 22 of the ribbon conductor 21 are each completely within the junction boxes 3, wherein the insulating sleeve 23 into the junction boxes
- connection points 24 for electrical contacting which is illustrated in greater detail in FIG. 4 by a sectional view in the region of an end section 22.
- FIG. 4 is a section in the region of an end section 22 Darge ⁇ represents, wherein the solar module 1 in the region of the two Endab ⁇ sections 22 has a same structure.
- the two end sections 22 are electrically contacted by a second connection device 25 having an electrical contact element made of an electrically conductive material, here for example a spring contact element, which comes into contact with the surface of the metal strip 26 in a spring-loaded manner.
- a spring contact element When using such a spring contact element, the end portions 22 each attached to the substrate 7 (ange ⁇ sticks) be.
- the two spring contact elements 25 are electrically connected with the interposition of the freewheeling diode 6 with the two first connection means 19, to which the two connection conductors 17 are connected.
- the two second connection directions 25 for the electrical connection of the metal strip 26 of the flat Bandleiter 21 and the two first connection means 25 for the electrical connection of the metal foils 30 of the connection conductors 17 may be formed as components of a common connection device.
- each spring contact element can be designed such that it automatically engages the metal strip 26 or metal foil 30 by the (automated) assembly of the connection socket 3 on the substrate 7 passes, whereby the automati ⁇ - oriented production of the solar module 1 is facilitated.
- connection points 24 need not be metallic bright, but may be coated with a protective layer of paint or plastic foil in order to protect the metallic contact surface from oxidation and corrosion during the manufacturing process.
- the protective layer may be for the electrical contact with an object, for example a clock pin or Kon ⁇ a contact needle penetrated.
- the protective layer from a glued-on and removable plastic film, which is removed before the actual electrical contact.
- Fig. 5 is based on a corresponding plan view and sectional view of a variant of the solar module 1 Darge ⁇ represents.
- a cover film 27 is additionally provided, which is arranged over the ribbon conductor 21 already bonded to the substrate 7 and adhesively bonded to the back side (IV) of the substrate 7.
- the cover film 27 is thus not on the substrate 7 side facing of the flat strip conductor 21.
- the cover film 27 is wider than the flat strip conductor 21 and has two laterally projecting film regions 28.
- the cover film 27 may be glued to the ribbon conductor 21.
- the cover film 27 is bonded only to the substrate 7 and is the flat conductor 21 unconnected.
- the cover film 27 is made of an electrically insulating material, such as plastic. Anschaubit comparable in FIG. 5, the cover sheet 27 may extend into the inside An ⁇ junction boxes 3, wherein the end portions 22 for electrical contacting remain free.
- the cover film 27 serves for a mechanical protection of the ribbon conductor 21, wherein in addition the attachment of the flat ribbon conductor 21 is reinforced on the substrate 7.
- FIG. 6 shows a further variant of the solar module 1 on the basis of a plan view and sectional illustration.
- This variant differs from the variant shown in Fig. 5 only in that the ribbon conductor 21 has no insulating sleeve 21 and is not glued to the substrate 7.
- An attachment of the ribbon conductor 21 or metal bands 26 on the substrate 7 is carried out only by the adhered to the substrate 7 cover 27.
- the cover film 27 is bonded to the metal strip 26.
- the cover film 27 is not glued to the metal strip 26.
- the two end sections 22 are each in the junction boxes 3 at least in the directions of the band plane of the metal strip 6 movably contacted electrically, so that the metal strip 26 can perform thermal volume changes, without generating mechanical stresses.
- This can be achieved beispielswei ⁇ se by electrical contacting by the two spring contact elements 25.
- ⁇ measure the durability can be improved.
- the covering foil 27 of the flat strip conductor 21 has a greater width, ie the dimension of the two laterally projecting foil regions 28 is greater than that of the flat ribbon conductor 21 in FIG. 5.
- the width of the cover film 27 is smaller than that of the flat ⁇ strip conductor 21 of Fig. 5.
- the invention provides a solar module, in particular a thin-film solar module, in which the connection lines for connecting the solar cells to the connection devices in the connection boxes are electrically interconnected by a ribbon conductor with the interposition of a freewheeling diode.
- the ribbon conductor allows a technically easy to implement automated fastening ⁇ tion on the substrate, the ribbon conductor can be reliably and securely connected to the substrate, for example by gluing.
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Abstract
The invention relates to a solar module, more particularly a thin-film solar module having a plurality of solar cells connected in series for the photovoltaic generation of power, and having the following features: the solar module has two voltage terminals of opposite polarity, which are each connected to an external surface of the module; each of the two leads is electrically connected to a separate terminal device, wherein each terminal device is located in a separate terminal housing; each of the two terminal housings is attached to the outer surface of module; the two leads are electrically interconnected through a flyback diode; the two terminal devices are electrically connected by a ribbon cable that is arranged between the two terminal housings and attached to the external surface of the module. The invention further relates to a manufacturing method for such a solar module.
Description
Solarmodul mit Flachbandleiter, sowie Verfahren Solar module with ribbon cable, as well as process
zu dessen Herstellung for its production
Beschreibung description
Photovoltaische Schichtensysteme zur direkten Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie sind hinlänglich bekannt. Gemeinhin werden diese als "Solarzellen" bezeichnet, wobei sich der Begriff "Dünnschichtsolarzellen" auf Schichtensysteme mit geringen Dicken von nur wenigen Mikrometern bezieht, die Trägersubstrate für eine ausreichende mechanische Festigkeit benötigen. Bekannte Trägersubstrate umfassen anorganisches Glas, Kunststoffe (Polymere) oder Metalle, insbesondere Metalllegierungen, und können in Ab- hängigkeit von der jeweiligen Schichtdicke und den spezifischen Materialeigenschaften als starre Platten oder biegsame Folien ausgestaltet sein. Photovoltaic layer systems for the direct conversion of sunlight into electrical energy are well known. Commonly, these are referred to as "solar cells", wherein the term "thin film solar cells" refers to layer systems with small thicknesses of only a few microns, the carrier substrates for sufficient mechanical strength. Known carrier substrates include inorganic glass, plastics (polymers) or metals, in particular metal alloys, and can be designed as rigid plates or flexible films, depending on the respective layer thickness and the specific material properties.
Hinsichtlich der technologischen Handhabbarkeit und des Wirkungsgrads haben sich Dünnschichtsolarzellen mit einer Halbleiterschicht aus amorphem, mikromorphem oder polykristallinem Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) , Galli- um-Arsenid (GaAs) oder einer Chalkopyrit-Verbindung, insbesondere Kupfer-Indium/Gallium-Dischwefel/Diselenid, abge- kürzt durch die Formel Cu(In,Ga) (S,Se)2, als vorteilhaft erwiesen. Insbesondere Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2 bzw. CIS) zeichnet sich aufgrund seines an das Spektrum des Sonnenlichts angepassten Bandabstands durch einen besonders hohen Absorptionskoeffizienten aus. In terms of technological handling and efficiency, thin-film solar cells having a semiconductor layer of amorphous, micromorphous or polycrystalline silicon, cadmium telluride (CdTe), gallium arsenide (GaAs) or a chalcopyrite compound, in particular copper-indium / gallium disulphurite / Diselenide, abbreviated by the formula Cu (In, Ga) (S, Se) 2 , proved to be advantageous. In particular copper indium diselenide (CuInSe 2 or CIS) is characterized by a particularly high absorption coefficient due to its adapted to the spectrum of sunlight band gap.
Mit einzelnen Solarzellen können typischer Weise nur Spannungspegel von weniger als 1 Volt erreicht werden. Um eine technisch brauchbare Ausgangs Spannung zu erhalten, werden eine Vielzahl Solarzellen in einem Solarmo- dul seriell miteinander verschaltet. Hierbei bietenWith individual solar cells typically only voltage levels of less than 1 volt can be achieved. In order to obtain a technically usable output voltage, a large number of solar cells are connected in series in a solar module. Offer this
Dünnschicht solarmodule den besonderen Vorteil, dass die Solarzellen schon während der Schichtenherstellung in integrierter Form verschaltet werden können. In der Pa-
tentliteratur wurden Dünnschicht solarmodule bereits mehrfach beschrieben. Lediglich beispielhaft sei diesbezüglich auf die Druckschriften DE 4324318 Cl und Thin-film solar modules have the special advantage that the solar cells can already be connected in integrated form during layer production. In the In the literature, thin-film solar modules have already been described several times. For example only in this regard to the documents DE 4324318 Cl and
EP 2200097 AI verwiesen. EP 2200097 AI referenced.
Bei der so genannten Substratkonfiguration werden die verschiedenen Schichten zur Herstellung der Solarzellen direkt auf ein Substrat aufgebracht, das mit einer vorderseitigen transparenten Deckschicht zu einem bewitterungsstabilen Verbund verklebt wird. Der Schichtenaufbau zwischen Sub¬ strat und Deckschicht umfasst eine Rückelektroden- , eine Frontelektroden- und eine Halbleiterschicht. Typischer Wei¬ se werden die Spannungsanschlüsse des Solarzellenverbunds über die Rückelektrodenschicht mittels Metallbänder auf die Rückseite des Substrats geführt. Dort befinden sich An¬ schlussdosen, die beispielsweise über Kontaktklemmen die Metallbänder elektrisch kontaktieren. In the so-called substrate configuration, the various layers for the production of the solar cells are applied directly to a substrate, which is glued with a front-side transparent cover layer to a weather-resistant composite. The layer structure between sub ¬ strate and cover layer comprises a back electrode, a front electrode and a semiconductor layer. Typical Wei ¬ se be performed, the voltage terminals of the solar cell assembly on the back electrode layer by means of metal strips on the back of the substrate. There are An ¬ outlet boxes that contact the metal strips electrically, for example via contact terminals.
In der Praxis werden meist mehrere Solarmodule durch an die Anschlussdosen angeschlossene Anschlusskabel zu ei¬ nem Modulstrang in Reihe verschaltet. Typischer Weise wird jedes Solarmodul mit einer zu den Solarzellen an¬ tiparallelen Freilauf- bzw. Bypassdiode verschaltet, welche im normalen Betriebs zustand, in dem das Solarmo- dul Strom liefert, in Sperrrichtung gepolt ist. Ande¬ rerseits kann eine Beschädigung des Solarmoduls verhin¬ dert werden, falls beispielsweise aufgrund einer Ver¬ schattung oder eines Moduldefekts kein Strom geliefert wird, da der von den anderen Solarmodulen gelieferte Strom über die Freilaufdiode fließen kann. In practice, several solar modules are usually connected by connected to the junction box connection cable to ei ¬ nem module string in series. Typically, each solar module connected with the solar cells to ¬ antiparallel free-wheeling or bypass diode, which state in the normal operation in which the solar module supplies power is reverse biased. Ande ¬ hand, can verhin damage to the solar module are ¬ changed, for example, if no current is supplied due to a ¬ Ver shading or a module defect as may the provided by the other solar modules current through the freewheeling diode to flow.
Die internationale Patentanmeldung WO 2009/134939 A2 beschreibt ein Solarmodul, bei dem mehrere Anschlussdo¬ sen, die jeweils über eine Bypassdiode verfügen, elekt- risch miteinander verbunden sind. Die beiden äußeren Anschlussdosen weisen jeweils ein Anschlusskabel zur Verschaltung mit anderen Solarmodulen auf. Eine elektrische Verbindung der Anschlussdosen untereinander er-
folgt durch flächige elektrische Leiter im Innern des Solarmoduls. Die Anschlussdosen werden auf ihrer Unterseite, mit der sie auf die Rückseite des Solarmoduls aufgesetzt sind, kontaktiert. Die deutsche Offenle- gungsschrift DE 102009041968 AI zeigt ein Solarmodul mit auf der Unterseite aufgesetzten Anschlussdosen, die jeweils über eine Bypassdiode verfügen. Eine Kontaktie- rung der Anschlussdosen erfolgt auf deren Unterseite. Eine elektrische Verbindung der Anschlussdosen unterei- nander erfolgt durch eine Leiterbahn im Innern des Solarmoduls . The international patent application WO 2009/134939 A2 describes a solar module in which several Anschlußdo ¬ sen, each having a bypass diode are electrically connected to each other. The two outer junction boxes each have a connection cable for interconnection with other solar modules. An electrical connection of the junction boxes with each other follows through flat electrical conductors inside the solar module. The junction boxes are contacted on their underside, with which they are placed on the back of the solar module. The German Offenlegungsschrift DE 102009041968 AI shows a solar module with patched on the underside junction boxes, each having a bypass diode. Contacting of the junction boxes takes place on their underside. An electrical connection of the junction boxes underneath one another takes place through a conductor track in the interior of the solar module.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, herkömmliche Solarmodule in vorteilhaf- ter Weise weiterzubilden, wobei insbesondere die auto¬ matisierte Fertigung vereinfacht und die Herstellungs¬ kosten verringert werden sollen. Diese und weitere Auf¬ gaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Solarmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben. In contrast, the object of the present invention to further develop conventional solar panels in Advantageous ter manner, in particular simplifies the auto ¬ automated production and the manufacturing cost to be reduced ¬. These and other objects are achieved according to the proposal of the invention by a solar module and a method for its production with the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are indicated by the features of the subclaims.
Erfindungsgemäß ist ein Solarmodul mit einer Mehrzahl seriell verschalteter Solarzellen zur photovoltaischen Energieerzeugung gezeigt. Bei dem Solarmodul handelt es sich vorzugsweise um ein Dünnschichtsolarmodul mit in in¬ tegrierter Form verschalteten Dünnschichtsolarzellen. Insbesondere besteht die Halbleiterschicht aus einer Chalkopyrit-Verbindung, bei der es sich beispielsweise um einen I-III-VI-Halbleiter aus der Gruppe Kupfer-Indium/Gal- lium-Dischwefel/Diselenid (Cu(In,Ga) (S,Se)2), beispielswei¬ se Kupfer-Indium-Diselenid (CuInSe2 bzw. CIS) oder verwand¬ te Verbindungen, handeln kann. According to the invention, a solar module with a plurality of series-connected solar cells for photovoltaic power generation is shown. In the solar module is preferably a thin film solar module with in in tegrated ¬ form interconnected thin-film solar cells. In particular, the semiconductor layer consists of a chalcopyrite compound, which is, for example, an I-III-VI semiconductor from the group copper indium / gallium disulphur diselenide (Cu (In, Ga) (S, Se) 2) beispielswei ¬ se copper-indium-diselenide (CuInSe 2 or CIS) or pretext ¬ te compounds can act.
Die Solarzellen befinden sich typischer Weise zwischen einem ersten Substrat und einem häufig als Deckschicht (z.B. Deckplatte) ausgebildeten zweiten Substrat, wobei die bei-
den Substrate beispielsweise anorganisches Glas, Polymere oder Metalllegierungen enthalten können und in Abhängigkeit von Schichtdicke und Materialeigenschaften als starre Plat¬ ten oder biegsame Folien ausgestaltet sein können. The solar cells are typically located between a first substrate and a second substrate often formed as a cover layer (eg cover plate), the may contain the inorganic glass substrates, for example, polymers or metal alloys, and may be configured as a rigid or flexible sheets Plat ¬ th as a function of layer thickness and material properties.
Das Solarmodul verfügt über zwei (resultierende) Spannungs¬ anschlüsse gegensätzlicher Polarität, die jeweils durch einen Anschlussleiter auf eine Modulaußenseite (d.h. Modul¬ außenfläche) bzw. Substrataußenseite (d.h. Substrataußen- fläche) geführt sind. Die beiden Anschlussleiter sind an der Modulaußenseite jeweils an eine separate Anschlussein¬ richtung elektrisch angeschlossen, wobei sich jede Anschlusseinrichtung in einem separaten Anschlussgehäuse (z.B. Anschlussdose bzw. Anschlussbox) befindet, so dass das Solarmodul zwei Anschlussgehäuse aufweist, in denen jeweils eine Anschlusseinrichtung angeordnet ist. Die bei¬ den Anschlussgehäuse sind jeweils auf der Modulaußenseite bzw. Modulaußenfläche, auf welche die beiden resultierenden Spannungsanschlusse durch die Anschlussleiter geführt sind, befestigt. The solar module has two (resulting) ¬ voltage terminals of opposite polarity, respectively by a connecting conductor to a module outside (ie module ¬ outer surface) or substrate outside (ie Substrataußen- surface) are performed. The two connection conductors are electrically connected to the module outer side in each case to a separate Anschlußussein ¬ direction, each terminal device is in a separate terminal housing (eg junction box or junction box), so that the solar module has two terminal housing, in each of which a connection device is arranged. The ¬ at the connection housing are each mounted on the outside module or module outer surface to which the two resulting voltage Connections are guided through the connecting conductors.
Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff "Modulaußenseite" eine Außenseite (d.h. Außenfläche) des So¬ larmoduls. Bei der Modulaußenseite handelt es sich gleich- zeitig um eine Außenseite (d.h. Außenfläche) eines Sub¬ strats (erstes oder zweites Substrat) . For the purposes of the present invention, the term "module outside" refers to an outer side (ie, outer surface) of the thus ¬ larmoduls. In the module outside is at the same time at an outer side (ie, outer surface) of a sub ¬ strats (first or second substrate).
Im Solarmodul sind die beiden Anschlussleiter zu diesem Zweck mit einer Elektrodenschicht, beispielsweise Rück- elektrodenschicht , der verschalteten Solarzellen elektrisch verbunden. Somit sind die beiden Anschlussleiter durch die in Reihe verschalteten Solarzellen elektrisch miteinander verbunden. Andererseits münden die beiden Anschlussleiter jeweils in ein separates Anschlussgehäuse. Die beiden An- schlussgehäuse dienen zur Verbindung des Solarmoduls mit einer elektrischen Last, insbesondere zum seriellen Verschalten des Solarmoduls mit weiteren Solarmodulen.
Die beiden Anschlussleiter des Solarmoduls sind unter Zwischenschaltung mindestens einer zu den Solarzellen antiparallel verschalteten Freilauf- bzw. Bypassdiode elektrisch miteinander verbunden. Die Freilaufdiode ist vorzugsweise in einem der beiden Anschlussgehäuse angeordnet. Durch die Freilaufdiode wird ein Schutz des Solarmoduls bei fehlender Stromerzeugung beispielsweise infolge Verschattung erreicht . Erfindungsgemäß sind die beiden Anschlussleiter bzw. die beiden Anschlusseinrichtungen, an welche die Anschlussleiter elektrisch angeschlossen sind, durch einen zwischen den beiden Anschlussgehäusen angeordneten Flachbandleiter, welcher an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) bzw. Substrataußenseite (d.h. Substrataußenfläche) befestigt ist, elektrisch miteinander verbunden. Der Flachbandleiter befindet sich somit nicht im Innern des Solarmoduls (d.h. zwischen den beiden Substraten) , sondern ist auf der der Umgebung zugewandten Außenfläche des Solarmoduls angeord- net. In the solar module, the two connecting conductors for this purpose are electrically connected to an electrode layer, for example a back electrode layer, of the interconnected solar cells. Thus, the two connection conductors are electrically connected to each other by the solar cells connected in series. On the other hand, the two connection leads each open into a separate connection housing. The two connection housings are used to connect the solar module with an electrical load, in particular for the serial connection of the solar module with other solar modules. The two connection conductors of the solar module are electrically interconnected with the interposition of at least one free-wheeling or bypass diode connected in antiparallel with the solar cells. The freewheeling diode is preferably arranged in one of the two connection housings. By the freewheeling diode protection of the solar module is achieved in the absence of power generation, for example due to shading. According to the invention, the two connection conductors or the two connection devices to which the connection conductors are electrically connected are electrically connected to one another by a flat-band conductor arranged between the two connection housings, which is fastened to the module outer side (ie module outer surface) or substrate outer side (ie outer substrate surface). The ribbon conductor is thus not located in the interior of the solar module (ie between the two substrates), but is arranged on the outer surface of the solar module facing the environment.
Der Flachbandleiter ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine technisch wenig aufwändige Integration der elektrischen Verbindung zwischen den beiden Anschlusslei- tern in einen automatisierten Prozessablauf. Da der Flachbandleiter eine definierte Geometrie aufweist, kann er durch ein automatisiertes Greiforgan in einfacher Weise zur Befestigung an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) gegriffen werden. Zudem ist eine besonders einfache und zuverlässige automatisierte Befestigung des Flachbandleiters, beispielsweise mittels Verkle¬ bung, an der typischerweise gläsernen Modulaußenseite bzw. Modulaußenfläche ermöglicht. Im Gegensatz hierzu würde eine elektrische Verbindung der beiden Anschluss- leiter mit einem im Querschnitt runden Verbindungskabel in der Automatisierung für erhebliche Probleme sorgen, da die Geometrie eines solchen Verbindungskabels nicht definiert ist und somit aufwändige und kostenintensive
Lageerkennungsmittel (z.B. optische Sensoren) vorzuse¬ hen wären, um das Greiforgan in Stellung zu bringen. Zudem ist die Befestigung eines Verbindungskabels an einer gläsernen Modulaußenseite bzw. Modulaußenfläche aufgrund der relativ geringen Kontakt fläche (beispiels¬ weise durch Verklebung) nur mit erheblichem Aufwand zu realisieren, wobei nicht ausgeschlossen werden kann, dass eine solche Befestigung den hohen mechanischen Belastungen in der Praxis auf Dauer nicht standhält. Wür- de andererseits ein solches Verbindungskabel nur an den beiden Anschlussgehäusen verbunden werden, bestünde stets die Gefahr, dass das Verbindungskabel missbräuch- lich als Trageinrichtung verwendet wird. Tatsächlich kann erst durch den an der Modulaußenseite befestigten Flachbandleiter eine einfache Automatisierung der elektrischen Verbindung der beiden Anschlussleiter unter Zwischenschaltung der Freilaufdiode erreicht werden, wodurch in der industriellen Serienfer- tigung Zeit und Kosten eingespart werden können. The ribbon conductor makes it possible, in a particularly advantageous manner, to integrate the electrical connection between the two connection conductors in an automated process sequence with little technical complexity. Since the ribbon conductor has a defined geometry, it can be gripped by an automated gripping member in a simple manner for attachment to the module outside (ie module outer surface). In addition, a particularly simple and reliable automated attachment of the ribbon conductor, for example by means Verkle ¬ advertising, on the typically glass module outside or module outer surface allows. In contrast, an electrical connection of the two connecting conductors with a cross-sectionally round connection cable in the automation would cause considerable problems, since the geometry of such a connection cable is not defined and thus complex and costly Position detection means (eg optical sensors) should be vorzuse ¬ hen to bring the gripping member in position. In addition, the attachment of a connection cable to a glass module outside or module outer surface due to the relatively small contact surface (example ¬ way by bonding) to realize only with considerable effort, which can not be ruled out that such attachment to the high mechanical loads in practice in the long term not withstand. If, on the other hand, such a connection cable were only connected to the two connection housings, there would always be the risk that the connection cable would be used abusively as a carrying device. In fact, a simple automation of the electrical connection of the two connecting conductors with the interposition of the freewheeling diode can be achieved only by the attached on the outside of the module ribbon conductor, which time and cost can be saved in the industrial Serienzu- production.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Solarmoduls ist der Flachbandleiter zumindest zwischen den beiden Anschlussgehäusen von einer Hülle aus ei- nem elektrisch isolierenden Material umgeben. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn die innerhalb des zugehörigen Anschlussgehäuses angeordneten Endabschnitte des Flachband¬ leiters für eine einfache elektrische Kontaktierung frei sind. Die elektrisch isolierende Hülle befindet sich zumin- dest in einem Abschnitt des Flachbandleiters, welcher sich von dem einen Anschlussgehäuse zu dem anderen Anschlussge¬ häuse erstreckt. Insbesondere kann sich die isolierende Umhüllung auch bis in die beiden Anschlussgehäuse hinein erstrecken. Durch die Hülle wird der Flachbandleiter zur äußeren Umgebung hin elektrisch isoliert. In an advantageous embodiment of the solar module according to the invention, the ribbon conductor is surrounded at least between the two connection housings by an envelope made of an electrically insulating material. It may be advantageous if the disposed within the associated terminal housing end portions of the ribbon ¬ conductor are free for easy electrical contact. The electrically insulating sleeve located zumin- least in a portion of the flat strip conductor, which extends from a connection housing to the other Anschlussge ¬ housing. In particular, the insulating sheath may also extend into the two connection housings. Through the shell of the ribbon conductor to the outside environment is electrically insulated.
Im erfindungsgemäßen Solarmodul ist der Flachbandleiter an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) befestigt,
was beispielsweise dadurch erreicht wird, dass der Flach¬ bandleiter mit der Modulaußenseite verklebt ist. In the solar module according to the invention the ribbon conductor is attached to the outside of the module (ie module outer surface), which is achieved, for example, characterized in that the flat ¬ strip conductor is bonded to the module outside.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des er- findungsgemäßen Solarmoduls ist der Flachbandleiter von einer an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) befes¬ tigten Abdeckung aus einem elektrisch isolierenden Material abgedeckt. Die zu diesem Zweck vorzugsweise an die Modulau¬ ßenseite (d.h. Modulaußenfläche) geklebte Abdeckung kann verschiedene Funktionen erfüllen. Eine Funktion besteht darin den Flachbandleiter vor mechanischen Einwirkungen zu schützen, um die Dauerhaltbarkeit zu verbessern. Eine wei¬ tere Funktion kann darin bestehen, den Flachbandleiter an der Modulaußenseite zu befestigen. In diesem Fall kann ge- gebenenfalls auf eine separate Befestigung des Flachband¬ leiters an der Modulaußenseite verzichtet werden, wobei es andererseits aber auch vorgesehen sein kann, den Flachbandleiter selbst an der Modulaußenseite zu befestigen, um eine besonders gute Verbindung mit der Modulaußenseite zu erzie- len. In a further advantageous embodiment of the ER- inventive solar module of the flat strip conductor buildin ¬ saturated by a module on the outer side (ie, modulus outer surface) cover made of an electrically insulating material is covered. Preferably glued to this effect to the Modulau ¬ ßenseite (ie module outer surface) cover can fulfill various functions. One function is to protect the ribbon conductor from mechanical impact to improve fatigue life. A white ¬ tere function may be to attach the ribbon conductor to the module outside. In this case, overall may be possible to dispense with a separate mounting of the ribbon ¬ conductor to the module outside, and it may be the other hand also provided to attach the ribbon conductor itself to the module exterior to achieve on particularly good connection with the module outside len.
Bei einer im Hinblick auf mechanischen Stress durch hohe Temperaturschwankungen besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Flachbandleiter nicht selbst an der Modulau- ßenseite befestigt, sondern nur durch die Abdeckung. Von Vorteil kann es weiterhin sein, wenn der Flachbandleiter mit den beiden Anschlussleitern, insbesondere durch die Anschlusseinrichtungen, elektrisch so verbunden ist, dass er in der Bandebene bzw. in Bandrichtung nicht festgelegt bzw. fixiert ist. Auf diese Weise können thermische Span¬ nungen bei den üblicherweise hohen Temperaturschwankungen, denen das Solarmodul in der Praxis häufig ausgesetzt ist, zumindest weitgehend reduziert werden. Der Flachbandleiter ermöglicht eine besonders einfache elektrische Verbindung der Anschlussleiter in den beiden Anschlussgehäusen. Vorzugsweise verfügen die Anschlussge¬ häuse zu diesem Zweck jeweils über ein mit dem zugehörigen
Anschlussleiter elektrisch verbundenes Kontaktelement, bei¬ spielsweise ein Federkontaktelement oder ein Klemmkontakt¬ element, das in elektrischen Kontakt mit einem der beiden Endabschnitte des Flachbandleiters gebracht werden kann. Vorteilhaft ist das Kontaktelement dazu ausgebildet, bei der Befestigung des Anschlussgehäuses an der Modulaußensei¬ te selbsttätig in elektrischen Kontakt mit dem Flachband¬ leiter zu gelangen, wodurch eine einfache Automatisierung der elektrischen Kontaktierung des Flachbandleiters in den Anschlussgehäusen ermöglicht ist, so dass Zeit und Kosten bei der automatisierten Modulfertigung eingespart werden können . In a particularly advantageous embodiment with regard to mechanical stress due to high temperature fluctuations, the flat strip conductor is not fastened on the outside of the module itself, but only through the cover. It can also be advantageous if the flat-band conductor is electrically connected to the two connection conductors, in particular through the connection devices, in such a way that it is not fixed or fixed in the band plane or in the band direction. In this way, thermal chucks ¬ voltages can be at least substantially reduced at the usually high temperature fluctuations to which the solar module is often exposed in practice. The ribbon cable allows a particularly simple electrical connection of the connection conductors in the two connection housings. Preferably, the Anschlussge ¬ housing equipped for this purpose with an associated with the Connecting conductor electrically connected contact element, in ¬ example, a spring contact element or a terminal contact ¬ element, which can be brought into electrical contact with one of the two end portions of the ribbon conductor. Advantageously, the contact element is adapted to automatically get in electrical contact with the ribbon ¬ conductor during the attachment of the terminal housing to the Modulaußensei ¬ te, whereby a simple automation of the electrical contact of the ribbon conductor is made possible in the connection housings, so that time and cost the automated module production can be saved.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Verfah- ren zur automatisierten Herstellung eines Solarmoduls mit einer Mehrzahl seriell verschalteter Solarzellen zur photo- voltaischen Energieerzeugung, bei dem das Solarmodul über zwei Spannungsanschlüsse gegensätzlicher Polarität verfügt, die jeweils durch einen Anschlussleiter auf eine Modulau- ßenseite bzw. Modulaußenfläche geführt sind, wobei die bei¬ den Anschlussleiter jeweils an eine separate Anschlusseinrichtung elektrisch angeschlossen sind, wobei sich jede Anschlusseinrichtung in einem separaten Anschlussgehäuse befindet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Einen Schritt, bei dem die beiden Anschlussgehäuse jeweils an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) befestigt werden. Einen Schritt, bei dem die beiden Anschlussleiter unter Zwischenschaltung einer insbesondere in einem der beiden Anschlussgehäuse angeordneten Freilaufdiode elekt- risch miteinander verbunden werden, wobei zur elektrischen Verbindung der beiden Anschlussleiter ein zwischen den beiden Anschlussgehäusen angeordneter Flachbandleiter an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) befestigt wird. Beispielsweise wird der Flachbandleiter zu diesem Zweck mit der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) verklebt. Bei¬ spielsweise wird eine den Flachbandleiter abdeckende Abde¬ ckung an der Modulaußenseite (d.h. Modulaußenfläche) befes¬ tigt, wobei es insbesondere möglich ist, dass der Flach-
bandleiter ausschließlich durch die Abdeckung an der Modulaußenseite befestigt wird. Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn bei der Befestigung der Anschlussgehäuse an der Modulaußenseite Kontaktelemente selbsttätig in elektrischen Kontakt mit dem Flachbandleiter gebracht werden. The invention further extends to a method for the automated production of a solar module with a plurality of series-connected solar cells for photovoltaic power generation, in which the solar module has two voltage terminals of opposite polarity, each of which is connected to a module outer side through a connecting conductor. Module outer surface are guided, wherein the ¬ in the connection conductor are each electrically connected to a separate connection device, each connection device is located in a separate connection housing. The method comprises the following steps: A step in which the two connection housings are respectively fastened to the outside of the module (ie module outer surface). A step in which the two connection conductors are electrically connected to one another with the interposition of a freewheeling diode arranged in one of the two connection housings, wherein a flat-band conductor arranged between the two connection housings is fastened to the outside of the module (ie module outer surface) for electrical connection of the two connection conductors. For example, the ribbon cable is glued to the module outside (ie module outer surface) for this purpose. In ¬ play, a the flat strip conductor covering Cover B ¬ ckung to the module outer side (ie, modulus outer surface) is buildin ¬ Untitled, wherein it is in particular possible that the flat belt is fastened exclusively by the cover on the outside of the module. Furthermore, it may be advantageous if contact elements are automatically brought into electrical contact with the ribbon conductor during the attachment of the connection housing to the outside of the module.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. In den Figuren sind gleiche bzw. gleich wir kende Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet Es zeigen : eine schematische Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Solarmoduls; eine schematische Schnittdarstellung des Solarmoduls von Fig. 1 ; eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Flachbandleiters des Solar¬ moduls von Fig. 1 ; eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der Kontaktierung des Flachbandleiters in einer Anschlussdose des So¬ larmoduls von Fig. 1 ; schematische Darstellungen zur Veranschauli¬ chung von Varianten des Flachbandleiters von Fig. 3; The invention will now be explained in more detail by means of embodiments, reference being made to the accompanying figures. In the figures, the same or equal to we kende elements are designated by the same reference numerals. They show: a schematic representation of the structure of the solar module according to the invention; a schematic sectional view of the solar module of Fig. 1; a schematic representation for illustrating the ribbon conductor of the solar ¬ module of Fig. 1; a schematic representation for illustrating the contacting of the ribbon conductor in a junction box of So ¬ larmoduls of Fig. 1; schematic representations for illustration ¬ tion of variants of the ribbon conductor of Fig. 3;
Fig. 7-8 schematische Darstellungen zur Veranschauli¬ chung von Varianten der Anschlussleiter im Solarmodul von Fig. 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen FIGS. 7-8 are schematic illustrations for illustrating variants of the connection conductors in the solar module of FIG. 1. Detailed description of the drawings
Seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet, worin der Aufbau eines insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichneten Solarmoduls gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht ist. Demnach umfasst das Solarmodul 1, bei dem es sich hier beispielsweise um ein Dünnschichtsolarmodul handelt, eine Mehrzahl in integrierter Form seriell miteinander verschal- teter Solarzellen 2, die jeweils mit einem Diodensymbol gekennzeichnet sind. Das Solarmodul 1 basiert hier bei¬ spielsweise auf der so genannten Substratkonfiguration, welche in Verbindung mit Fig. 2 näher erläutert wird. In Fig. 2 sind beispielhaft zwei (Dünnschicht-) Solarzellen 2 gezeigt, wobei es sich versteht, dass das Solarmodul in der Regel über eine Vielzahl (z.B. ca. 100) Solarzellen 2 verfügt . Referring first to Figures 1 and 2, there is illustrated the construction of a solar module, generally designated by reference numeral 1, in accordance with the present invention. Accordingly, the solar module 1, which in this case is, for example, a thin-film solar module, comprises a plurality of solar cells 2 which are connected in series with each other in an integrated form and which are each marked with a diode symbol. The solar module 1 is based here at ¬ play, on the so-called substrate configuration which will be explained in more detail in connection with FIG. 2. Two (thin-film) solar cells 2 are shown by way of example in FIG. 2, it being understood that the solar module generally has a large number (eg, approximately 100) of solar cells 2.
Das Solarmodul 1 umfasst ein elektrisch isolierendes Sub¬ strat 7 (in der Beschreibungseinleitung als "erstes Sub- strat" bezeichnet) mit einem darauf aufgebrachten Schichtenaufbau zur Ausbildung einer photovoltaisch aktiven The solar module 1 comprises an electrically insulating sub ¬ strat 7 (in the introduction to as "first sub- strat") having applied thereto a layer structure for forming a photovoltaic active
Absorberschicht 8. Der Schichtenaufbau ist auf der licht- eintrittsseitigen Vorderseite (III) des Substrats 7 ange¬ ordnet. Das Substrat 7 besteht hier beispielsweise aus Glas mit einer relativ geringen Lichtdurchlässigkeit, wobei gleichermaßen andere isolierende Materialien mit genügender Festigkeit, sowie inertem Verhalten gegenüber den durchgeführten Prozessschritten eingesetzt werden können. Der Schichtenaufbau umfasst eine auf der Vorderseite (III) des Substrats 7 angeordnete Rückelektrodenschicht 9. Die Rückelektrodenschicht 9 enthält beispielsweise eine Schicht aus einem lichtundurchlässigen Metall wie Molybdän und wird beispielsweise durch Kathodenzerstäuben auf das Substrat 7 aufgebracht. Die Rückelektrodenschicht 9 hat beispielsweise eine Schichtdicke von etwa 1 ym. In einer anderen Ausfüh-
rungsform umfasst die Rückelektrodenschicht 9 einen Absorber layer 8. The layer structure is integrally ¬ arranged on the light-entry-side front side (III) of the substrate. 7 The substrate 7 here consists, for example, of glass with a relatively low light transmittance, although other insulating materials with sufficient strength, as well as inert behavior compared to the process steps carried out, can equally be used. The layer structure comprises a back electrode layer 9 arranged on the front side (III) of the substrate 7. The back electrode layer 9 contains, for example, a layer of an opaque metal such as molybdenum and is applied to the substrate 7, for example by sputtering. The back electrode layer 9 has, for example, a layer thickness of about 1 μm. In another version The back electrode layer 9 comprises a shape
Schichtstapel unterschiedlicher Einzelschichten. Layer stack of different individual layers.
Auf der Rückelektrodenschicht 9 ist die photovoltaisch ak- tive Absorberschicht 8 abgeschieden, deren Bandabstand vor¬ zugsweise in der Lage ist, einen möglichst großen Anteil des Sonnenlichts zu absorbieren. Die photovoltaisch aktive Absorberschicht 8 enthält eine p-dotierte Halbleiterschicht 10, beispielsweise einen p-leitenden Chalkopyrithalbleiter, wie eine Verbindung der Gruppe Kupfer-Indium-DiselenidOn the back electrode layer 9, the photovoltaic ac- tive absorber layer 8 is deposited, the band gap is preferably before ¬ able to absorb the greatest possible proportion of the sunlight. The photovoltaically active absorber layer 8 contains a p-doped semiconductor layer 10, for example a p-type chalcopyrite semiconductor, such as a compound of the group copper indium diselenide
(CuInSe2) , insbesondere Cu(In,Ga) (S,Se)2. Die Halbleiter¬ schicht 10 hat beispielsweise eine Schichtdicke von 500 nm bis 5 ym und insbesondere von etwa 2 ym. Auf der Halblei¬ terschicht 10 ist eine Pufferschicht 11 abgeschieden, die hier beispielsweise eine Einzellage Cadmiumsulfid (CdS) und eine Einzellage intrinsisches Zinkoxid (i-ZnO) enthält. Auf die Pufferschicht 11 ist eine Frontelektrodenschicht 12 aufgebracht, beispielsweise durch Aufdampfen. Die Fronte¬ lektrodenschicht 12 ist für Strahlung im für die Halblei- terschicht 11 empfindlichen Spektralbereich transparent(CuInSe 2 ), in particular Cu (In, Ga) (S, Se) 2 . The semiconductor ¬ layer 10, for example, has a layer thickness of 500 nm to 5 ym, and in particular of about 2 .mu.m. On the semiconducting ¬ terschicht 10, a buffer layer 11 is deposited, which here, for example, a single layer of cadmium sulfide (CdS) and a single layer intrinsic zinc oxide (i-ZnO). On the buffer layer 11, a front electrode layer 12 is applied, for example by vapor deposition. The Fronte ¬ lektrodenschicht 12 is for radiation in the semiconductor terschicht 11 sensitive spectral transparent
("Fensterschicht")/ um eine nur geringe Schwächung des ein¬ strahlenden Sonnenlichts zu gewährleisten. Die transparente Frontelektrodenschicht 12 kann verallgemeinernd als TCO- Schicht (TCO = Transparent Conductive Electrode) bezeichnet werden und basiert auf einem dotierten Metalloxid, bei¬ spielsweise n-leitendes, Aluminium-dotiertes Zinkoxid ("Window layer") / to ensure only a slight weakening of the radiant sunlight ¬ . The transparent front electrode layer 12 may (Transparent Conductive Electrode TCO) are referred to in general terms as a TCO layer and is based on a doped metal oxide, in ¬ play, n-type, aluminum-doped zinc oxide
(AZO) . Durch die Frontelektrodenschicht 12, die Puffer¬ schicht 11 und die Halbleiterschicht 10 wird ein pn- Heteroübergang gebildet, das heißt eine Abfolge von unter- schiedlichen Schichten vom entgegen gesetzten Leitungstyp. Die Schichtdicke der Frontelektrodenschicht 12 beträgt bei¬ spielsweise 300 nm. (AZO). Through the front electrode layer 12, the buffer ¬ layer 11 and the semiconductor layer 10, a pn heterojunction is formed, that is, a sequence of different layers of the opposite conductivity type. The layer thickness of the front electrode layer 12 is ¬ example 300 nm.
Das Schichtsystem ist mit an sich bekannten Verfahren zur Herstellung eines (Dünnschicht-) Solarmoduls 1 in einzelne photovoltaisch aktive Bereiche, d.h. Solarzellen 2, unterteilt. Die Unterteilung erfolgt durch Einschnitte 13 unter Einsatz einer geeigneten Strukturierungstechnologie wie
Laserschreiben und mechanische Bearbeitung, beispielsweise durch Abheben oder Ritzen. Die einzelnen Solarzellen 2 sind über einen Elektrodenbereich 14 der Rückelektrodenschicht 9 seriell miteinander verschaltet. The layer system is subdivided by known methods for producing a (thin-film) solar module 1 into individual photovoltaically active regions, ie solar cells 2. The subdivision is made by cuts 13 using a suitable structuring technology such as Laser writing and mechanical processing, for example by lifting or scribing. The individual solar cells 2 are connected in series via an electrode region 14 of the back electrode layer 9.
Das Solarmodul 1 weist beispielsweise 100 seriell verschal¬ tete Solarzellen 2 und eine LeerlaufSpannung von 56 Volt auf. Im hier dargestellten Beispiel werden sowohl der resultierende positive (+) als auch der resultierende negati- ve (-) Spannungsanschluss des Solarmoduls 1 über die Rück¬ elektrodenschicht 9 geführt und dort elektrisch kontak¬ tiert, was weiter unten näher erläutert wird. The solar module 1 has, for example, 100 series verschal ¬ preparing solar cells 2, and an open circuit voltage of 56 volts. In the example shown here, both the resulting positive (+) and the resulting negative (-) voltage connection of the solar module 1 are passed over the back ¬ electrode layer 9 and there electrically kontak ¬ animal, which will be explained in more detail below.
Zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist auf der Frontelektro- denschicht 12 eine Zwischenschicht 15 aufgebracht, die bei¬ spielsweise Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) enthält. Die Dicke der Zwischenschicht 15 beträgt beispielsweise 0,76 mm. Zusätzlich ist der Schichtenaufbau aus Substrat 7, Rückelektrodenschicht 9 und photovoltaisch aktiver Absorberschicht 8 über die Zwischenschicht 15 mit einer Deckscheibe 16 (in der Beschreibungseinleitung als "zweites Substrat" bezeichnet) versiegelt, welcher mit ih¬ rer Rückseite (II) verklebt ist. Die Deckscheibe 16 ist für Sonnenlicht transparent und enthält beispielsweise gehärte- tes, extraweißes Glas mit geringem Eisengehalt. Die Deck¬ scheibe 16 weist beispielsweise eine Fläche von 1,6 m x 0,7 m auf. Die Solarzellen 2 können durch auf der Vorderseite (I) der Deckscheibe 16 einfallendes Licht, welches in Fig. 2 durch die Pfeile angedeutet ist, bestrahlt werden. Die Vorderseite (I) bzw. Vorderfläche der Deckscheibe 16 und die Rückseite (IV) bzw. Rückfläche des Substrats 7 bil¬ den die Modulaußenseite bzw. Modulaußenfläche. To protect against environmental influences, an intermediate layer 15 which at ¬ game as polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate (EVA) is applied on the Frontelektro- denschicht 12, contains. The thickness of the intermediate layer 15 is, for example, 0.76 mm. In addition, the layer structure of substrate 7, the back electrode layer 9 and active photovoltaic absorber layer 8 sealed via the intermediate layer 15 having a cover disk 16 (in the introductory description referred to as "second substrate") connected ih ¬ rer back side (II) is bonded. The cover plate 16 is transparent to sunlight and contains, for example, hardened, extra-white, low-iron glass. The cover ¬ disc 16 for example, has an area of 1.6 x 0.7 m. The solar cells 2 can be irradiated by incident on the front side (I) of the cover plate 16 light, which is indicated in Fig. 2 by the arrows. The front (I) or front surface of the cover plate 16 and the rear side (IV) or rear surface of the substrate 7 bil ¬ which the outside module or module outer surface.
Zudem ist es zweckmäßig wenn der Randbereich zwischen Sub- strat 7 und Deckscheibe 16 umlaufend mit einer Randversie¬ gelung 34 als Dampfdiffusionssperre versiegelt wird, vor¬ zugsweise mit einem Kunststoffmaterial , beispielsweise Polyisobutylen, um die korrosionsempfindliche photovolt-
aisch aktive Absorberschicht 8 vor Luftsauerstoff und In addition, it is advantageous if the edge area between sub- strat 7 and shroud 16 is circumferentially sealed with a Randversie ¬ gelung 34 as a vapor diffusion barrier, in ¬ preferably with a plastic material, such as polyisobutylene, the corrosion-sensitive Photovolt aisch active absorber layer 8 before atmospheric oxygen and
Feuchtigkeit zu schützen. Die Randversiegelung 34 ist in Fig. 7 und 8 erkennbar. Das gesamte Solarmodul 1 ist für die Montage am Verwendungsort in einem Aluminium-Hohl- kammerrahmen befestigt, der hier nicht dargestellt ist. To protect moisture. The edge seal 34 can be seen in FIGS. 7 and 8. The entire solar module 1 is mounted for mounting at the place of use in an aluminum hollow chamber frame, which is not shown here.
Im Solarmodul 1 sind die beiden resultierenden Spannungsanschlüsse (+, -) durch zwei Anschlussleiter 17 auf die Rückseite (IV) bzw. Rückfläche des Substrats 7 geführt, welche in den Figuren 1, 7 und 8 veranschaulicht sind. In the solar module 1, the two resulting voltage connections (+, -) are conducted through two connecting conductors 17 to the rear side (IV) or back surface of the substrate 7, which are illustrated in FIGS. 1, 7 and 8.
Es sei nun Fig. 7 betrachtet, worin ein Schnitt durch das Solarmodul 1 im Bereich eines Anschlussleiters 17 gezeigt ist. Das Solarmodul 1 hat im Bereich der beiden Anschluss- leiter 17 einen gleichen Aufbau. 7, wherein a section through the solar module 1 in the region of a connecting conductor 17 is shown. The solar module 1 has the same structure in the region of the two connecting conductors 17.
Demnach umfasst der Anschlussleiter 17 eine bandförmige Metallfolie 30, beispielsweise bestehend aus Aluminium, mit einer Dicke von beispielsweise 0,1 mm und einer Breite von beispielsweise 20 mm. Die Metallfolie 30 ist (hier bei¬ spielsweise einseitig) mit einer Isolierfolie 31 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Polyimid, beklebt, wobei die Isolierfolie 31 auf der außen liegenden Seite, das heißt auf der dem Substrat 7 abgewandten Seite des Folienleiters 17 angeordnet ist. In einer alternativen Ausführung umfasst der Anschlussleiter 17 ein verzinntes Kupferband. Gleichermaßen wäre es auch möglich, dass die bandförmige Metallfolie 30 beidseitig mit einer Isolier¬ folie 31 verbunden ist. Die Isolierfolie 31 ist beispiels- weise auf die Metallfolie 30 geklebt. Denkbar ist auch, die Metallfolie 30 in zwei Isolierfolien 31 einzulaminieren . Accordingly, the connecting conductor 17 comprises a band-shaped metal foil 30, for example consisting of aluminum, with a thickness of, for example, 0.1 mm and a width of, for example, 20 mm. The metal foil 30 is (at ¬ play one side here), covered with an insulating film 31 made of an electrically insulating material such as polyimide, the insulating film 31 is disposed on the outer side, i.e. on the substrate 7 side facing away from the foil conductor 17 , In an alternative embodiment, the connection conductor 17 comprises a tin-plated copper strip. Similarly, it would also be possible that the band-shaped metal foil 30 is connected on both sides with an insulating film 31 ¬ . The insulating film 31 is glued to the metal foil 30, for example. It is also conceivable to laminate the metal foil 30 into two insulating films 31.
Die Metallfolie 30 der beiden Anschlussleiter 17 ist mit einem bandförmigen elektrischen Leiter, einer so genannten Busbar 36 elektrisch verbunden. Die beiden Busbars 36 kontaktieren jeweils einen (hier beispielsweise von der Rückelektrodenschicht 9 gebildeten) resultierenden Spannungsan- schluss (+, -) des Solarmoduls 1 und erstrecken sich nur im
Bereich der Ebene der Rückelektrodenschicht 9. Die Busbars 36 dienen somit zum elektrischen Verbinden der beiden Spannungsanschlüsse mit den Anschlusseitern 17. Jede Busbar 36 ist hier beispielsweise als Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, ausgebildet. Die Metallfolie 30 der beiden Anschlussleiter 17 und die damit elektrisch verbundene Busbar 36 können zweiteilig ausgebildet und von¬ einander verschieden sein, insbesondere können sie aus ei- nem voneinander verschiedenen Material bestehen. Alternativ ist es aber auch möglich, dass es sich bei der Metallfolie 30 der beiden Anschlussleiter 17 und der damit elektrisch verbundenen Busbar 36 um eine einteilige bzw. einstückige Metallfolie handelt, so dass die Busbar 36 lediglich einen Folienabschnitt der Metallfolie 30 des Anschlussleiters 17 darstellt . The metal foil 30 of the two connection conductors 17 is electrically connected to a band-shaped electrical conductor, a so-called bus bar 36. The two busbars 36 each contact one (here formed for example by the back electrode layer 9) resulting voltage connection (+, -) of the solar module 1 and extend only in Area of the plane of the back electrode layer 9. The busbars 36 thus serve for electrically connecting the two voltage terminals with the Anschlußusseitern 17. Each bus bar 36 is here, for example, as a metal foil, in particular aluminum foil formed. The metal foil 30 of the two lead conductors 17 and the busbar 36 are electrically connected therewith can be ¬ of two parts and different from each other, in particular they may be prepared from egg nem mutually different material. Alternatively, however, it is also possible for the metal foil 30 of the two connection conductors 17 and the bus bar 36 connected electrically to be a one-part or one-piece metal foil, so that the busbar 36 merely represents a foil section of the metal foil 30 of the connection conductor 17.
Die beiden Busbars 36 sind mit der Rückelektrodenschicht 9 beispielsweise durch Schweißen, Bonden, Löten oder Kleben mit einem elektrisch leitfähigen Kleber elektrisch leitend verbunden. Bei einer Aluminiumfolie erfolgt die elektrische Verbindung mit der Rückelektrodenschicht 9 vorzugsweise durch Ultraschallbonden. In dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel sind die beiden Anschlussleiter 17 jeweils am seitlichen Modulrand 32 aus dem Verbund von Substrat 7 und Deckscheibe 16 heraus, um den Substratrand 33 des Substrats 7 herum, und bis auf die Rückseite (IV) des Substrats 7 geführt. Die beiden The two busbars 36 are electrically conductively connected to the back electrode layer 9, for example, by welding, bonding, soldering or gluing with an electrically conductive adhesive. In the case of an aluminum foil, the electrical connection to the back electrode layer 9 preferably takes place by ultrasonic bonding. In the example shown in FIG. 7, the two connection conductors 17 are each guided at the lateral module edge 32 out of the composite of substrate 7 and cover disk 16, around the substrate edge 33 of the substrate 7, and down to the rear side (IV) of the substrate 7 , The two
Anschlussleiter 17 weisen jeweils eine Anschlussstelle 18 zur elektrischen Kontaktierung auf, die beispielsweise auf der Rückseite (IV) des Substrats 7 in einem Abstand von etwa 20 mm von dessen Seitenrand (Substratrand 33) Terminal conductors 17 each have a connection point 18 for electrical contacting, which, for example, on the back (IV) of the substrate 7 at a distance of about 20 mm from the side edge (substrate edge 33)
angeordnet sind, wobei es sich versteht, dass die are arranged, it being understood that the
Anschlussstellen 18 grundsätzlich an beliebigen Stellen der Rückseite (IV) des Substrats 7 angeordnet sein können.
Die elektrische Kontaktierung der beiden Anschlussleiter 17 an den Anschlussstellen 18 erfolgt jeweils durch eine erste Anschlusseinrichtung 19 in einer Anschlussdose 3, welche zu diesem Zweck über ein elektrisches Kontaktelement, bei- spielsweise ein Feder- oder Klemmkontaktelement, verfügt. In Fig. 7 ist beispielhaft ein Federkontaktelement gezeigt, welches die Metallfolie 30 des Anschlussleiters 17 kontak¬ tiert. Alternativ wäre beispielsweise auch eine elektrische Verbindung durch Verlötung, Verklebung mit einem leitfähi- gen Kleber oder Ultraschallbonden möglich. Für Anschlussleiter 17 aus Aluminium ist es zweckmäßig, die Anschluss¬ stellen 18 zu verzinnen, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. Andererseits müssen die Anschlussstellen 18 nicht metallisch blank sein, sondern können gleichermaßen mit einer Schutzschicht aus einem Lack oder einer Kunst¬ stofffolie überzogen sein, um die metallische Kontaktfläche vor Oxidation und Korrosion während des Herstellungsprozes¬ ses zu schützen. Die Schutzschicht kann für die elektrische Kontaktierung mit einem Gegenstand, beispielsweise ein Kon- taktstift oder eine Kontaktnadel, durchdrungen werden. Connection points 18 can be arranged in principle anywhere on the back (IV) of the substrate 7. The electrical contacting of the two connection conductors 17 at the connection points 18 takes place in each case by a first connection device 19 in a connection box 3, which for this purpose has an electrical contact element, for example a spring or clamping contact element. In Fig. 7 by way of example, a spring contact element is shown, which contacts the metal foil 30 of the connecting conductor 17 ¬ . Alternatively, for example, an electrical connection by soldering, bonding with a conductive adhesive or ultrasonic bonding would be possible. For connecting conductor 17 made of aluminum, it is convenient to provide the connection to tin ¬ 18 to improve the electrical conductivity. On the other hand, the connection points 18 do not have to be bright, but can equally be coated with a protective layer of varnish or an art ¬ material foil to protect the metallic contact surface from oxidation and corrosion during Herstellungsprozes ¬ ses. The protective layer can be penetrated for electrical contacting with an object, for example a contact pin or a contact needle.
Denkbar ist auch, die Schutzschicht aus einer aufgeklebten und abziehbaren Kunststoff-Folie zu fertigen, die vor dem eigentlichen elektrischen Kontaktieren mit dem Kontaktelement entfernt wird. It is also conceivable to manufacture the protective layer from a glued-on and removable plastic film which is removed before the actual electrical contact with the contact element.
Die Kontaktierung der Anschlussstellen 18 der beiden Anschlussleiter 17 erfolgt in den Anschlussdosen 3, welche beispielsweise aus Kunststoff bestehen und im Spritzguss¬ verfahren hergestellt sind. Die beiden Anschlussdosen 3 sind auf der Rückseite (IV) bzw. Außenfläche des Substrats 7 beispielsweise durch Kleben befestigt sind, was eine ein¬ fache und schnelle automatisierte Montage ermöglicht. Das Verkleben der Anschlussdosen 3 mit dem Substrat 7 kann beispielsweise mit einem Acrylatkleber oder einem Polyurethan- kleber erfolgen. Neben einer einfachen und dauerhaften Verbindung erfüllen diese Kleber eine Dichtfunktion und schützen die enthaltenen elektrischen Komponenten vor Feuchtigkeit und Korrosion. Das Innere der Anschlussdosen 3 kann
auch mit einem Dichtmittel, beispielsweise Polyisobutylen, zumindest teilweise gefüllt werden, um die elektrische Durchschlagsfestigkeit zu erhöhen und die Gefahr des Ein¬ dringens von Feuchtigkeit und damit einhergehende Kriech- ströme zu vermindern. The contacting of the connection points 18 of the two connection conductors 17 takes place in the junction boxes 3, which for example consist of plastic and are manufactured by injection molding ¬ method. The two junction boxes 3 are mounted on the back (IV) or outer surface of the substrate 7, for example by gluing, which allows a simple and fast automated assembly. The bonding of the junction boxes 3 to the substrate 7 can be done, for example, with an acrylate adhesive or a polyurethane adhesive. In addition to a simple and durable connection, these adhesives perform a sealing function and protect the electrical components contained from moisture and corrosion. The interior of the junction boxes 3 can also be filled with a sealant such as polyisobutylene, at least partially, to increase the dielectric strength and to reduce the risk of a penetration ¬ streams of moisture and consequent creep.
In Fig. 8 ist eine alternative Ausgestaltung des Solarmo¬ duls 1 im Bereich des Anschlussleiters 17 veranschaulicht. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zu Fig. 7 erläutert und ansonsten wird auf die dort gemachten Ausführungen Bezug genommen. Demnach ist für jeden Anschlussleiter 17 jeweils eine hier beispielsweise als Bohrung ausgeführte Durchbrechung 35 im Substrat 7 vorgesehen, durch welche der Anschlussleiter 17 auf die Rückseite (IV) bzw. Außenfläche des Substrats 7 geführt ist. Der Anschlussleiter 17 weist eine Metallfolie 30, je¬ doch keine Isolierhülle 31 auf. In FIG. 8, an alternative embodiment of the Solarmo ¬ duls 1 in the region of the terminal lead 17 is illustrated. In order to avoid unnecessary repetition, only the differences from FIG. 7 are explained, and otherwise reference is made to the statements made there. Accordingly, for each connection conductor 17, in each case an opening 35, for example designed as a bore, is provided in the substrate 7, through which the connection conductor 17 is guided on the rear side (IV) or outer surface of the substrate 7. The connection conductor 17 has a metal foil 30, depending ¬ but no insulation 31.
Wie in Fig. 1 gezeigt, verfügen die beiden Anschlussdosen 3 jeweils über ein Anschlusskabel 4 mit einem Polanschluss 5, der mit der ersten Anschlusseinrichtung 19 elektrisch verbunden ist. An den beiden Polanschlüssen 5 kann das Solarmodul 1 mit einer elektrischen Last, beispielsweise einen Wechselrichter, verbunden werden. Die beiden Polanschlüsse 5 können insbesondere zur seriellen Verschaltung des Solarmoduls 1 mit weiteren (nicht dargestellten) Solarmodulen dienen . As shown in FIG. 1, the two junction boxes 3 each have a connection cable 4 with a pole connection 5, which is electrically connected to the first connection device 19. At the two pole terminals 5, the solar module 1 with an electrical load, such as an inverter can be connected. The two pole terminals 5 can be used in particular for the serial connection of the solar module 1 with further solar modules (not shown).
In einer der beiden Anschlussdosen 3 ist eine Freilaufdiode 6 angeordnet, die antiparallel zur Durchlassrichtung der Solarzellen 2 des Solarmoduls 1 mit den beiden Anschluss¬ leitern 17 in Serie verschaltet ist. Durch die Freilaufdio¬ de 6 wird verhindert, dass das Solarmodul 1 beispielsweise im Falle einer Verschattung oder eines Moduldefekts durch Verpolung beschädigt wird. Die elektrische Verbindung zwi¬ schen den beiden Anschlussleitern 17 bzw. den beiden ersten Anschlusseinrichtungen 19 ist in Fig. 1 in schematischer Weise durch eine elektrische Leitung 20 veranschaulicht.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfasst die elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlussleitern 17 bzw. den beiden ersten Anschlusseinrichtungen 19 einen zwischen den beiden Anschlussdosen 3 angeordneten Flachbandleiter 21, der sich mit seinen beiden Endabschnitten 22 jeweils bis in die Anschlussdosen 3 hinein erstreckt. Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Rückseite (IV) bzw. Außenfläche des Substrats 7 sowie eine Schnittdarstellung durch das Substrat 7 im Be- reich des Flachbandleiters 21, wobei die Schnittlinie in der AufSichtsdarstellung angegeben ist. In one of the two junction boxes 3, a free-wheeling diode 6 is arranged, which is connected in anti-parallel to the forward direction of the solar cell 2 of the solar module 1 with the two connection ¬ conductors 17 in series. By freewheeling ¬ de 6 prevents the solar module 1 is damaged, for example, in the case of shading or module defect by reverse polarity. The electrical connection Zvi ¬ rule the two connection conductors 17 and the two first connecting means 19 is illustrated in Fig. 1 in schematic form by an electrical line 20. As shown in FIG. 3, the electrical connection between the two connection conductors 17 or the two first connection devices 19 comprises a flat-band conductor 21 arranged between the two connection boxes 3, which extends with its two end sections 22 into the connection boxes 3. 3 shows a plan view of the rear side (IV) or outer surface of the substrate 7 and a sectional view through the substrate 7 in the region of the ribbon conductor 21, wherein the section line is indicated in the top view.
Der Flachbandleiter 21 hat eine definierte geometrische Form, so dass er von einem Greiforgan in relativ einfacher Weise für eine Montage gegriffen werden kann. Wie aus der Schnittdarstellung ersichtlich, umfasst der Flachbandleiter 21 ein elektrisch leitendes Metallband 26, das von einer Isolierhülle 23 aus einem elektrisch isolierenden Material umgeben ist, wobei die beiden Endabschnitte 22 des Metall- bands 26 innerhalb der Anschlussdosen 3 frei liegen. Bei dem Metallband 26 handelt es sich beispielsweise um ein Aluminium- oder verzinntes Kupferband einer Dicke von bei¬ spielsweise 10 bis 30 ym, einer Breite von beispielsweise 50 mm und einer Länge von beispielsweise 60 cm. Das Metall- band 26 ist mit einer elektrisch isolierenden Folie aus beispielsweise Polyimid beklebt, wobei sich die elektrisch isolierende Folie auf allen Seiten, insbesondere auch auf der dem Substrat 7 zugewandten Seite des Flachbandleiters 21 befindet. Der Flachbandleiter 21 ist mit seiner breiten Fläche auf die Rückseite (IV) bzw. rückseitige Außenfläche des Substrats 7 durch eine Klebschicht 29 geklebt, was eine einfache und schnelle automatisierte Montage am Substrat 7 ermöglicht. Das Verkleben des Flachbandleiters 21 kann bei¬ spielsweise mit einem Acrylatkleber oder einem Polyurethan- kleber erfolgen. Denkbar ist auch, den Flachbandleiter 21 mit einem zweiseitigen Klebeband auf das Substrat 7 zu kle¬ ben. Abhängig von der elektrischen Kontaktierungsweise können dessen Endabschnitte 22 mit dem Substrat 7 verklebt
oder aber relativ zum Substrat 7 frei bewegbar sein. Durch die große Klebefläche kann der Flachbandleiter 21 zuverläs¬ sig und dauerhaft stabil am Substrat 7 befestigt werden. Generell zeichnet sich der Flachbandleiter 21 durch ein sehr hohes Aspektverhältnis (Verhältnis Breite zu Dicke) aus, so dass auch bei sehr flacher Ausführung ein geringer elektrischer Widerstand von beispielsweise weniger als 10 mQ realisiert ist. Bei einem Strom von beispielsweise 3 A würde dies zu einem Spannungsverlust von beispielsweise 30 mV führen, entsprechend einem Wirkungsgradverlust von bei¬ spielsweise ca. 0,06%. The ribbon conductor 21 has a defined geometric shape, so that it can be gripped by a gripping member in a relatively simple manner for assembly. As can be seen from the sectional view, the flat strip conductor 21 comprises an electrically conductive metal strip 26, which is surrounded by an insulating sleeve 23 made of an electrically insulating material, wherein the two end portions 22 of the metal bands 26 are exposed within the junction boxes 3. The metal band 26 is, for example, an aluminum or tin-plated copper tape having a thickness of at ¬ play 10 to 30 ym, a width of for example 50 mm and a length of for example 60 cm. The metal strip 26 is covered with an electrically insulating film of, for example, polyimide, the electrically insulating film being located on all sides, in particular also on the side of the flat strip conductor 21 facing the substrate 7. The flat strip conductor 21 is glued with its broad surface on the back (IV) or back outer surface of the substrate 7 by an adhesive layer 29, which allows a simple and fast automated assembly to the substrate 7. The gluing of the flat strip conductor 21 can take place in ¬ example with an acrylic adhesive or a polyurethane adhesive. It is also conceivable, the flat type conductor 21 having a two-sided adhesive tape on the substrate 7 to smal ¬ ben. Depending on the electrical contacting manner, its end sections 22 can be glued to the substrate 7 or be freely movable relative to the substrate 7. Due to the large adhesion surface of the flat type conductor 21 can be reliabil ¬ sig and permanently secured stably to the substrate. 7 In general, the flat conductor 21 is distinguished by a very high aspect ratio (ratio width to thickness), so that even with a very flat design, a low electrical resistance of, for example, less than 10 mQ is realized. At a current of 3 A for example, this would lead to a power loss, for example 30 mV, corresponding to a loss of efficiency of at ¬ play, about 0.06%.
Die beiden Endabschnitte 22 des Flachbandleiters 21 befin- den sich jeweils vollständig innerhalb der Anschlussdosen 3, wobei sich die Isolierhülle 23 bis in die AnschlussdosenThe two end sections 22 of the ribbon conductor 21 are each completely within the junction boxes 3, wherein the insulating sleeve 23 into the junction boxes
3 hinein erstreckt. Die Endabschnitte 22 des Metallbands 26 dienen als Anschlussstellen 24 zur elektrischen Kontaktie- rung, was in Fig. 4 anhand einer Schnittdarstellung im Be- reich eines Endabschnitts 22 näher dargestellt ist. In Fig.3 extends into it. The end sections 22 of the metal strip 26 serve as connection points 24 for electrical contacting, which is illustrated in greater detail in FIG. 4 by a sectional view in the region of an end section 22. In Fig.
4 ist ein Schnitt im Bereich eines Endabschnitts 22 darge¬ stellt, wobei das Solarmodul 1 im Bereich der beiden Endab¬ schnitte 22 einen gleichen Aufbau hat. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, erfolgt eine elektrische Kon- taktierung der beiden Endabschnitte 22 jeweils durch eine zweite Anschlusseinrichtung 25 mit einem elektrischen Kontaktelement aus einem elektrisch leitfähigen Material, hier beispielsweise ein Federkontaktelement, das federbelastet zur Anlage gegen die Oberfläche des Metallbands 26 gelangt. Bei Verwendung eines solchen Federkontaktelements können die Endabschnitte 22 jeweils am Substrat 7 befestigt (ange¬ klebt) sein. Die beiden Federkontaktelemente 25 sind unter Zwischenschaltung der Freilaufdiode 6 mit den beiden ersten Anschlusseinrichtungen 19, an welche die beiden Anschlussleiter 17 angeschlossen sind, elektrisch verbunden. Insbesondere können die beiden zweiten Anschlussrichtungen 25 zum elektrischen Anschließen des Metallbands 26 des Flach-
bandleiters 21 und die beiden ersten Anschlusseinrichtung 25 zum elektrischen Anschließen der Metallfolien 30 der Anschlussleiter 17 als Bestandteile einer gemeinsamen Anschlusseinrichtung ausgebildet sein. 4 is a section in the region of an end section 22 Darge ¬ represents, wherein the solar module 1 in the region of the two Endab ¬ sections 22 has a same structure. As can be seen from FIG. 4, the two end sections 22 are electrically contacted by a second connection device 25 having an electrical contact element made of an electrically conductive material, here for example a spring contact element, which comes into contact with the surface of the metal strip 26 in a spring-loaded manner. When using such a spring contact element, the end portions 22 each attached to the substrate 7 (ange ¬ sticks) be. The two spring contact elements 25 are electrically connected with the interposition of the freewheeling diode 6 with the two first connection means 19, to which the two connection conductors 17 are connected. In particular, the two second connection directions 25 for the electrical connection of the metal strip 26 of the flat Bandleiter 21 and the two first connection means 25 for the electrical connection of the metal foils 30 of the connection conductors 17 may be formed as components of a common connection device.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung einer als Federkontaktelement ausgebildeten Anschlusseinrichtung liegt darin, dass jedes Federkontaktelement so ausgebildet sein kann, dass es durch die (automatisierte) Montage der Anschlussdo- se 3 am Substrat 7 selbsttätig in Kontakt mit dem Metall¬ band 26 bzw. Metallfolie 30 gelangt, wodurch die automati¬ sierte Fertigung des Solarmoduls 1 erleichtert ist. Alter¬ nativ wäre es jedoch auch möglich ein Klemmkontaktelement oder ein durch Verlötung, Veklebung mit einem leitfähigen Kleber oder Ultraschallbonden mit dem Metallband 26 zu verbindendes Kontaktelement (z.B. Draht) zu verwenden. A particular advantage of using a connection device designed as a spring contact element is that each spring contact element can be designed such that it automatically engages the metal strip 26 or metal foil 30 by the (automated) assembly of the connection socket 3 on the substrate 7 passes, whereby the automati ¬- oriented production of the solar module 1 is facilitated. Age ¬ natively, however, it would also be possible a clamping contact element or to be connected by soldering, a conductive adhesive or Veklebung with ultrasonic bonding with the metal strip 26 contact element (eg, wire) to use.
Besteht das Metallband 26 aus Aluminium ist es zweckmäßig, die Anschlussstellen 24 zu verzinnen, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. Es versteht sich, dass die Anschlussstellen 24 nicht metallisch blank sein müssen, sondern mit einer Schutzschicht aus Lack oder Kunststofffo- lie überzogen sein können, um die metallische Kontaktfläche vor Oxidation und Korrosion während des Herstellungsprozes- ses zu schützen. Die Schutzschicht kann für die elektrische Kontaktierung mit einem Gegenstand, beispielsweise ein Kon¬ taktstift oder eine Kontaktnadel, durchdrungen werden. If the metal strip 26 is made of aluminum, it is expedient to tin the connection points 24 in order to improve the electrical conductivity. It is understood that the connection points 24 need not be metallic bright, but may be coated with a protective layer of paint or plastic foil in order to protect the metallic contact surface from oxidation and corrosion during the manufacturing process. The protective layer may be for the electrical contact with an object, for example a clock pin or Kon ¬ a contact needle penetrated.
Denkbar ist auch, die Schutzschicht aus einer aufgeklebten und abziehbaren Kunststoff-Folie zu fertigen, die vor dem eigentlichen elektrischen Kontaktieren entfernt wird. It is also conceivable to manufacture the protective layer from a glued-on and removable plastic film, which is removed before the actual electrical contact.
In Fig. 5 ist anhand einer entsprechenden Aufsicht und Schnittdarstellung eine Variante des Solarmoduls 1 darge¬ stellt. Hierbei ist zusätzlich eine Abdeckfolie 27 vorgese- hen, welche über den bereits mit dem Substrat 7 verklebten Flachbandleiter 21 angeordnet und mit der Rückseite (IV) des Substrats 7 verklebt wird. Die Abdeckfolie 27 befindet sich somit nicht auf der dem Substrat 7 zugewandten Seite
des Flachbandleiters 21. Die Abdeckfolie 27 ist breiter als der Flachbandleiter 21 und verfügt über zwei seitlich überstehende Folienbereiche 28. Die Abdeckfolie 27 kann mit dem Flachbandleiter 21 verklebt sein. Bei einer alternativen Gestaltung ist die Abdeckfolie 27 nur mit dem Substrat 7 verklebt und liegt dem Flachbandleiter 21 unverbunden an. In Fig. 5 is based on a corresponding plan view and sectional view of a variant of the solar module 1 Darge ¬ represents. In this case, a cover film 27 is additionally provided, which is arranged over the ribbon conductor 21 already bonded to the substrate 7 and adhesively bonded to the back side (IV) of the substrate 7. The cover film 27 is thus not on the substrate 7 side facing of the flat strip conductor 21. The cover film 27 is wider than the flat strip conductor 21 and has two laterally projecting film regions 28. The cover film 27 may be glued to the ribbon conductor 21. In an alternative embodiment, the cover film 27 is bonded only to the substrate 7 and is the flat conductor 21 unconnected.
Die Abdeckfolie 27 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff. Wie in Fig. 5 ver- anschaulicht, kann sich die Abdeckfolie 27 bis in die An¬ schlussdosen 3 hinein erstrecken, wobei die Endabschnitte 22 für eine elektrische Kontaktierung frei bleiben. Die Abdeckfolie 27 dient für einen mechanischen Schutz des Flachbandleiters 21, wobei zudem die Befestigung des Flach- bandleiters 21 am Substrat 7 verstärkt wird. The cover film 27 is made of an electrically insulating material, such as plastic. Anschaulicht comparable in FIG. 5, the cover sheet 27 may extend into the inside An ¬ junction boxes 3, wherein the end portions 22 for electrical contacting remain free. The cover film 27 serves for a mechanical protection of the ribbon conductor 21, wherein in addition the attachment of the flat ribbon conductor 21 is reinforced on the substrate 7.
In Fig. 6 ist anhand einer Aufsicht und Schnittdarstellung eine weitere Variante des Solarmoduls 1 dargestellt. Diese Variante unterscheidet sich von der in Fig. 5 gezeigten Variante lediglich darin, dass der Flachbandleiter 21 über keine Isolierhülle 21 verfügt und mit dem Substrat 7 nicht verklebt ist. Eine Befestigung des Flachbandleiters 21 bzw. Metallbands 26 am Substrat 7 erfolgt nur durch die mit dem Substrat 7 verklebte Abdeckfolie 27. Bei einer möglichen Ausgestaltung ist die Abdeckfolie 27 mit dem Metallband 26 verklebt. Bei einer alternativen Ausgestaltung ist die Abdeckfolie 27 mit dem Metallband 26 nicht verklebt. Im letztgenannten Fall ist es von Vorteil, wenn die beiden Endabschnitte 22 jeweils in den Anschlussdosen 3 zumindest in den Richtungen der Bandebene des Metallbands 6 bewegbar elektrisch kontaktiert sind, so dass das Metallband 26 thermische Volumenänderungen vollführen kann, ohne hierbei mechanische Spannungen zu erzeugen. Dies kann beispielswei¬ se durch eine elektrische Kontaktierung durch die beiden Federkontaktelemente 25 erreicht werden. Durch diese Ma߬ nahme kann die Dauerhaltbarkeit verbessert sein.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Variante verfügt die Abdeckfo¬ lie 27 des Flachbandleiters 21 über eine größere Breite, d.h. die die Abmessung der beiden seitlich überstehenden Folienbereiche 28 ist größer als jene des Flachbandleiters 21 in Fig. 5. Alternativ wäre es auch denkbar, dass die Breite der Abdeckfolie 27 geringer ist als jene des Flach¬ bandleiters 21 von Fig. 5. FIG. 6 shows a further variant of the solar module 1 on the basis of a plan view and sectional illustration. This variant differs from the variant shown in Fig. 5 only in that the ribbon conductor 21 has no insulating sleeve 21 and is not glued to the substrate 7. An attachment of the ribbon conductor 21 or metal bands 26 on the substrate 7 is carried out only by the adhered to the substrate 7 cover 27. In a possible embodiment, the cover film 27 is bonded to the metal strip 26. In an alternative embodiment, the cover film 27 is not glued to the metal strip 26. In the latter case, it is advantageous if the two end sections 22 are each in the junction boxes 3 at least in the directions of the band plane of the metal strip 6 movably contacted electrically, so that the metal strip 26 can perform thermal volume changes, without generating mechanical stresses. This can be achieved beispielswei ¬ se by electrical contacting by the two spring contact elements 25. By this measure ¬ measure the durability can be improved. In the variant shown in FIG. 6, the covering foil 27 of the flat strip conductor 21 has a greater width, ie the dimension of the two laterally projecting foil regions 28 is greater than that of the flat ribbon conductor 21 in FIG. 5. Alternatively, it would also be conceivable that the width of the cover film 27 is smaller than that of the flat ¬ strip conductor 21 of Fig. 5.
Die Erfindung stellt ein Solarmodul, insbesondere Dünn- schichtsolarmodul , zur Verfügung, bei dem die Anschlusslei¬ ter zum Anschluss der Solarzellen an die Anschlusseinrichtungen in den Anschlussdosen unter Zwischenschaltung einer Freilaufdiode durch einen Flachbandleiter elektrisch miteinander verbunden sind. Der Flachbandleiter ermöglicht eine technisch einfach zu realisierende automatisierte Befesti¬ gung am Substrat, wobei der Flachbandleiter beispielsweise durch Verklebung zuverlässig und sicher mit dem Substrat verbunden werden kann.
The invention provides a solar module, in particular a thin-film solar module, in which the connection lines for connecting the solar cells to the connection devices in the connection boxes are electrically interconnected by a ribbon conductor with the interposition of a freewheeling diode. The ribbon conductor allows a technically easy to implement automated fastening ¬ tion on the substrate, the ribbon conductor can be reliably and securely connected to the substrate, for example by gluing.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
1 Solarmodul 1 solar module
2 Solarzelle 2 solar cell
3 Anschlussdose 3 junction box
4 Anschlusskabel 4 connection cables
5 Polanschluss 5 pole connection
6 Freilaufdiode 6 freewheeling diode
7 Substrat 7 substrate
8 Absorberschicht 8 absorber layer
9 Rückelektrodenschicht 9 back electrode layer
10 Halbleiterschicht 10 semiconductor layer
11 Pufferschicht 11 buffer layer
12 Frontelektrodenschicht 12 front electrode layer
13 Einschnitt 13 incision
14 Elektrodenbereich 14 electrode area
15 Zwischenschicht 15 intermediate layer
16 Deckscheibe 16 cover disk
17 Anschlussleiter 17 connection conductor
18 Anschlussstelle 18 connection point
19 erste Anschlusseinrichtung19 first connection device
20 Leitung 20 line
21 Flachbandleiter 21 ribbon conductor
22 Endabschnitt 22 end section
23 Isolierhülle 23 insulating cover
24 Anschlussstelle 24 connection point
25 zweite Anschlusseinrichtung 25 second connection device
26 Metallband 26 metal band
27 Abdeckfolie 27 cover film
28 Folienbereich 28 film area
29 Klebschicht 29 adhesive layer
30 Metallfolie 30 metal foil
31 Isolierfolie 31 insulating film
32 Modulrand 32 module edge
33 Substratrand 33 substrate edge
34 Randversiegelung 34 edge seal
35 Durchbrechung 35 opening
36 Busbar
36 busbar
Claims
1. Solarmodul (l)mit einer Mehrzahl seriell verschalteter Solarzellen (2) zur photovoltaischen Energieerzeugung, mit den folgenden Merkmalen: 1. Solar module (l) having a plurality of series-connected solar cells (2) for photovoltaic power generation, with the following features:
das Solarmodul verfügt über zwei Spannungsanschlüsse (+, -) gegensätzlicher Polarität, die jeweils durch einen Anschlussleiter (17) auf eine Modulaußenfläche (IV) geführt sind, the solar module has two voltage connections (+, -) of opposite polarity, which are each led through a connection conductor (17) to a module outer surface (IV),
- die beiden Anschlussleiter (17) sind jeweils an eine separate Anschlusseinrichtung (19) elektrisch angeschlossen, wobei sich jede Anschlusseinrichtung (19) in einem separaten Anschlussgehäuse (3) befindet, - The two connection conductors (17) are each electrically connected to a separate connection device (19), wherein each connection device (19) is located in a separate connection housing (3),
die beiden Anschlussgehäuse (3) sind jeweils an der Modulaußenfläche (IV) befestigt, the two connection housings (3) are each attached to the module outer surface (IV),
die beiden Anschlussleiter (17) sind unter Zwischenschaltung mindestens einer Freilaufdiode (6) elektrisch miteinander verbunden, the two connecting conductors (17) are electrically connected to one another with the interposition of at least one freewheeling diode (6),
die beiden Anschlusseinrichtungen (19) sind durch ei- nen zwischen den beiden Anschlussgehäusen (3) angeordneten Flachbandleiter (21), welcher an der Modulaußenfläche (IV) befestigt ist, elektrisch miteinander verbunden. the two connection devices (19) are electrically connected to one another by a ribbon conductor (21) arranged between the two connection housings (3), which is fastened to the module outer surface (IV).
2. Solarmodul (1) nach Anspruch 1, bei welchem der Flach- bandleiter (21) zumindest zwischen den beiden Anschlussgehäusen (3) von einer Hülle (23) aus einem elektrisch isolierenden Material umgeben ist. 2. Solar module (1) according to claim 1, wherein the flat band conductor (21) at least between the two connection housings (3) by a sheath (23) is surrounded by an electrically insulating material.
3. Solarmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem der Flachbandleiter (21) mit der Modulaußenfläche3. Solar module (1) according to one of claims 1 or 2, wherein the ribbon conductor (21) with the module outer surface
(IV) verklebt ist. (IV) is glued.
4. Solarmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem der Flachbandleiter (21) von einer an der Modulau- ßenfläche (IV) befestigten Abdeckung (27) aus einem elektrisch isolierenden Material abgedeckt ist. 4. Solar module (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the ribbon conductor (21) of a on the Modulau- ßenfläche (IV) attached cover (27) is covered from an electrically insulating material.
5. Solarmodul (1) nach Anspruch 4, bei welchem die Abde¬ ckung (27) mit der Modulaußenfläche (IV) verklebt ist. 5. Solar module (1) according to claim 4, wherein the Abde ¬ cover (27) with the module outer surface (IV) is glued.
6. Solarmodul (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei welchem die Abdeckung (27) mit dem Flachbandleiter (21) nicht verbunden ist. 6. Solar module (1) according to any one of claims 4 or 5, wherein the cover (27) with the ribbon conductor (21) is not connected.
7. Solarmodul (1) nach Anspruch 6, bei welchem der Flachbandleiter (21) mit den beiden Anschlussleitern (17) elekt- risch so verbunden ist, dass er in Bandrichtung nicht festgelegt ist. 7. Solar module (1) according to claim 6, wherein the ribbon conductor (21) with the two connection conductors (17) is electrically connected so that it is not fixed in the tape direction.
8. Solarmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem die Anschlusseinrichtungen (19) jeweils ein Kon- taktelement, insbesondere ein Federkontaktelement (25) , zur elektrischen Kontaktierung des Flachbandleiters (21) umfassen . 8. Solar module (1) according to one of claims 1 to 7, wherein the connection means (19) each comprise a contact element, in particular a spring contact element (25) for electrically contacting the ribbon conductor (21).
9. Solarmodul (1) nach Anspruch 8, bei welchem das Kon- taktelement (25) dazu ausgebildet ist, bei der Befestigung des Anschlussgehäuses (3) an der Modulaußenfläche (IV) selbsttätig in elektrischen Kontakt mit dem Flachbandleiter (21) zu gelangen. 9. The solar module (1) according to claim 8, wherein the contact element (25) is adapted to automatically get in the attachment of the terminal housing (3) on the module outer surface (IV) in electrical contact with the ribbon conductor (21).
10. Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Solarmoduls (1) mit einer Mehrzahl seriell verschalteter Solarzellen (2) zur photovoltaischen Energieerzeugung, wobei das Solarmodul über zwei Spannungsanschlüsse (+,-) gegensätzli¬ cher Polarität verfügt, die jeweils durch einen Anschluss- leiter (17) auf eine Modulaußenfläche (IV) geführt sind, wobei die beiden Anschlussleiter (17) jeweils an eine separate Anschlusseinrichtung (19) elektrisch angeschlossen sind, wobei sich jede Anschlusseinrichtung (19) in einem separaten Anschlussgehäuse (3) befindet, welches die fol- genden Schritte umfasst: 10. A method for the automated production of a solar module (1) having a plurality of series-connected solar cells (2) for the photovoltaic power generation, the solar module via two voltage terminals (+, -) has gegensätzli ¬ opposing polarity, each conductor by a connection (17 ) are guided on a module outer surface (IV), wherein the two connection conductors (17) are each electrically connected to a separate connection device (19), wherein each connection device (19) is located in a separate connection housing (3), which is the following Steps includes:
die beiden Anschlussgehäuse (3) werden jeweils an der Modulaußenfläche (IV) befestigt, die beiden Anschlusseinrichtungen (19) werden unter Zwischenschaltung einer Freilaufdiode (6) durch einen zwischen den beiden Anschlussgehäusen (3) angeordneten Flachbandleiter (21) elektrisch miteinander verbunden, wobei der Flachbandleiter (21) an der Modulaußenfläche (IV) befestigt wird . the two connection housings (3) are each attached to the module outer surface (IV), the two connection devices (19) are electrically connected to one another with the interposition of a freewheeling diode (6) by a flat strip conductor (21) arranged between the two connection housings (3), the flat strip conductor (21) being fastened to the module outer surface (IV).
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Flachbandleiter (21) mit der Modulaußenfläche (IV) verklebt wird. 11. The method according to claim 10, wherein the ribbon conductor (21) with the module outer surface (IV) is glued.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei welchem eine den Flachbandleiter (21) abdeckende Abdeckung (27) an der Modulaußenfläche (IV) befestigt wird. 12. The method according to any one of claims 10 or 11, wherein a flat ribbon conductor (21) covering the cover (27) on the module outer surface (IV) is attached.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Flachbandleiter (21) durch die Abdeckung (27) an der Modulaußenfläche (IV) befestigt wird. 13. The method of claim 12, wherein the ribbon conductor (21) through the cover (27) on the module outer surface (IV) is attached.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei wel- ehern bei der Befestigung der Anschlussgehäuse (3) an der Modulaußenfläche (IV) Kontaktelemente (25) selbsttätig in elektrischen Kontakt mit dem Flachbandleiter (21) gebracht werden . 14. The method according to any one of claims 11 to 13, wherein welhern when mounting the terminal housing (3) on the module outer surface (IV) contact elements (25) are automatically brought into electrical contact with the ribbon conductor (21).
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