JP2022545438A - 少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための方法及びこのタイプの接触を有する光電子部品 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも１つの保護層（７）を有する光電子部品（１０）を導電接触させるための方法に関し、この方法においては、ａ）少なくとも１つの保護層（７）を有する光電子部品（１０）であって、少なくとも１つの保護層（７）の下に配置された少なくとも１つの母線（１）を有する光電子部品（１０）が設けられ、ｂ）レーザの波長範囲が８ｐｍ～１２ｐｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層（７）内に少なくとも１つの開口（８）が形成され、少なくとも１つの保護層（７）の下に配置された少なくとも１つの母線（１）が少なくとも部分的に露出されることで、少なくとも１つの母線（１）が損傷されないようになっており、ｃ）少なくとも１つの保護層（７）の少なくとも１つの開口（８）の中に低融点はんだ付けが導入され、少なくとも１つの母線（１）とは反対側の少なくとも１つの開口（８）の側で、可撓性導電性素子（２）が位置合わせされ、固定され、ｄ）均一な入熱で誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの開口（８）に導電性接続素子（１１）が形成されることで、導電性素子（２）及び少なくとも１つの母線（１）が、少なくとも１つの接続素子（１１）を介して導電接触されるようになっている。
Description
本発明は、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための方法、及びこのタイプの接触を有する光電子部品に関する。
光電子工学は、光学及び半導体電子工学の分野で構成される。それは、特に、電子的に生成されたエネルギーの発光への変換、又は発光のエネルギーへの変換を可能にするシステム及び方法を包含している。光電子部品、特に、有機光起電力素子（ＯＰＶ：ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ）及び有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）は、電気エネルギーを生成するか、又は電気エネルギーを発光に変換するが、この電気エネルギーは、後で適用する目的で光起電力素子外へ送出するか、又は光起電力素子内に引き込まなければならない。それは、いわゆる母線を必要とし、可撓性光起電力素子の要件を満たさなければならない。母線は、光電子部品内に、変換されたエネルギーがそこに集中し、電流の形で伝達されるポイントを構成する。光起電力素子の分野では、光起電力素子の表面側又は裏面側で適用される母線が知られている。母線の断面寸法は、伝送される電流の強度に応じて決まる。しかしながら、外的影響から保護するために、特に、光起電力素子を機械的に、且つ、環境上の影響、例えば、湿気、又は酸素の拡散に対して保護するために、それらは通常、保護層が設けられているか、又は保護層に封入されている。母線は保護層よりも下に配置される。生成された電気エネルギーを光起電力素子から保護層を貫通させて送出するためには、保護層内に位置する母線は、保護層を貫通させて導電接触させなければならない。
国際公開第２００９／１３４６８Ａ１号パンフレットは、光電子部品を接触させるための方法を開示しており、同開示では、接触はドリル又はフライス削りによって行われている。この事例では、光電子部品を完全に積層化した後、積層の特定の領域が完全に貫通、又は除去され、露出した接触領域が外部からタップすることが可能な接続素子によって接触されている。
独国特許出願公開第１０２００７０５２９７２Ａ１号明細書は、ポリマー支持体上の金属薄層、例えば、太陽電池を接続させるための方法であって、金属層を接続させるために、レーザビームを使用してポリマー層に開口を形成し、次に、金属薄層をリベット留めするための方法を開示している。この方法では、レーザは、エネルギーを変化させて使用され、ポリマー支持体フィルムの中へと開口を導入し、金属薄層をリベット留めするために加えられるレーザのエネルギーは、時間的に制御されている。
特開２０１５１５４０４９Ａ号公報は、太陽電池の表面側に保護層を、裏面側に保護層を有する可撓性薄膜太陽電池であって、接続素子と、この接続素子に接続された接続連結部と、を有する可撓性薄膜太陽電池を開示している。接続連結部は、電流を引き出す目的で太陽電池の側面に配置された接続端子であって、太陽電池の層厚に比べ、薄い厚さを有する接続端子に接続されている。
米国特許出願公開第２０１１０３０８５６２Ａ１号明細書は、保護層を有する光起電力素子用の接続箱を開示しており、同開示では、接続箱は、保護層を突き抜けるように構成された接触ポイントを有することにより、保護層を有する光起電力素子との導電接触を形成する。
しかしながら、先行技術に関する不利な点は、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための既知の方法が、保護層の機能に悪影響を及ぼし、且つ／又はその下にある素子を少なくとも部分的に損傷させることである。さらに、既知の方法は、特に、光起電力素子を製造するためのロールツーロール法に適していない。
したがって、本発明は、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための方法を提供するという目的に基づくものであり、この方法では、上述した不利な点が生じず、特に、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品の簡単で、信頼性の高い電気接触が、特に、ロールツーロール法において提供され、特に、少なくとも１つの保護層、及び／又はその下に配置された素子の機能が悪影響を受けず、これらは、特に、損傷を受けていない。
この目的は独立特許請求項の主題によって実現される。有利な構成は、従属特許請求項から明らかである。
この目的は、特に、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品、特に、可撓性光電子部品を導電接触させるための方法を提供することによって実現される。方法は、以下の方法ステップ、すなわち、
ａ）少なくとも１つの保護層を有する光電子部品であって、少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線を有する光電子部品を設けるステップと、
ｂ）レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層内に少なくとも１つの開口を形成するステップであって、少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線が部分的に露出されることで、少なくとも１つの母線が損傷されないようにするステップと、
ｃ）少なくとも１つの保護層の少なくとも１つの開口の中に低融点はんだ付けを導入し、少なくとも１つの母線とは反対側の少なくとも１つの開口の側で、可撓性導電性素子を位置合わせし、固定するステップと、
ｄ）均一な入熱で誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの開口に少なくとも１つの導電性接続素子を形成することで、導電性素子及び少なくとも１つの母線が、少なくとも１つの接続素子を介して導電接触されるようにするステップと、
を含む。
ａ）少なくとも１つの保護層を有する光電子部品であって、少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線を有する光電子部品を設けるステップと、
ｂ）レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層内に少なくとも１つの開口を形成するステップであって、少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線が部分的に露出されることで、少なくとも１つの母線が損傷されないようにするステップと、
ｃ）少なくとも１つの保護層の少なくとも１つの開口の中に低融点はんだ付けを導入し、少なくとも１つの母線とは反対側の少なくとも１つの開口の側で、可撓性導電性素子を位置合わせし、固定するステップと、
ｄ）均一な入熱で誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの開口に少なくとも１つの導電性接続素子を形成することで、導電性素子及び少なくとも１つの母線が、少なくとも１つの接続素子を介して導電接触されるようにするステップと、
を含む。
１つの好適な実施形態では、ｄ）の後に、導電性素子は、少なくとも局部的に外側に向かって絶縁層で被覆される。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの開口は、母線の、導電性素子との導電接触が可能であるようなやり方で、保護層内にレーザアブレーションによって形成される。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）においてレーザアブレーションによって少なくとも１つの開口を形成するために、パラメータ、好ましくはエネルギー密度、パルス継続時間、パルス波形、パルス周波数、及び／又は少なくとも１つのレーザビームの波長は、少なくとも１つの保護層の材料及び層厚に応じて適合されている。
１つの好適な実施形態では、連続レーザが使用される。１つの代替的に好適な実施形態では、パルスレーザが使用される。１つの好適な実施形態では、ステップｂ）におけるレーザのパルス継続時間は、６０μｓ未満、好ましくは４０μｓ未満、好ましくは２０μｓ未満、好ましくは１０μｓ未満、好ましくは８μｓ未満、好ましくは６μｓ未満、又は、好ましくは４μｓ未満である。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）におけるレーザの波長範囲は、８μｍ～１２μｍ、好ましくは９μｍ～１２μｍ、好ましくは１０μｍ～１２μｍ、好ましくは１１μｍ～１２μｍ、好ましくは８μｍ～１１μｍ、好ましくは８μｍ～１０μｍ、好ましくは８μｍ～９μｍ、好ましくは９μｍ～１１μｍ、好ましくは９μｍ～１０μｍ、又は、好ましくは１０μｍ～１１μｍである。
１つの好適な実施形態では、ステップｄ）において誘導はんだ付けによって接続素子を形成するために、形成される接続素子の材料及び寸法に応じて、パラメータを適合させることで、誘導はんだ付けにより、少なくとも１つの母線と導電性素子とを導電接触させるための接続素子が確実に形成されるように、且つ、プロセス中に少なくとも１つの母線及び層システムを損傷しないようになっている。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）におけるレーザアブレーションの間、及び／又はステップｄ）における誘導はんだ付けの間に、蒸発した材料が吸収によって抽出される。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）におけるレーザアブレーションの場合の少なくとも１つのレーザビームのエネルギー密度が、少なくとも１つの保護層の除去深さに応じてアブレーションの間に適合される。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）におけるレーザアブレーションのサイクル時間は、４秒未満、好ましくは２秒未満であり、且つ／又はステップｄ）における誘導はんだ付けのサイクル時間は、１０秒未満、好ましくは４秒未満である。
１つの好適な実施形態では、ステップｂ）において、少なくとも１つの開口は、光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側で、少なくとも１つの保護層の中に導入される。
母線とは、呼び名の通り、特に、電気エネルギーの中央分配器として、好ましくは、少なくとも１つの電極及び／又は少なくとも１つの対電極と電気接触する目的で、入力ライン及び出力ラインに導電接続されている配置を意味すると理解される。母線は、特に、リボン、ストリップ、プレートのような平面状で、又は金属層として具現化されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、１０μｍ～５００μｍの、好ましくは１００μｍ～５００μｍの、好ましくは１０μｍ～２００μｍの、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～５０μｍの、又は、好ましくは２０μｍ～４０μｍの層厚を有する。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、熱に対する低い吸収性、及び／又は少なくとも１つのレーザビームの波長の高い反射性を有することで、ステップｂ）におけるレーザアブレーションの間に、少なくとも１つの母線がわずかに加熱されるだけであるようになっている。
光電子部品とは、特に、光起電力素子を意味すると理解される。
光起電力素子とは、特に光起電力セル、特に太陽電池を意味すると理解される。光起電力素子は、好ましくは、直列に、又は並列に相互接続させることが可能な複数の光起電力セルから構築されている。複数の光起電力セルは、様々なやり方で、光電子部品内に配置及び／又は相互接続させることができる。
１つの好適な実施形態では、光電子部品、特に、光起電力素子は、少なくとも１つの電極と、対電極と、少なくとも１つの光活性層を有する層システムと、を含み、層システムは、２つの電極間に配置されているとともに、少なくとも１つの母線は、電極及び／又は対電極で少なくとも部分的に導電接触されている。
１つの好適な実施形態では、電極、層システム、及び対電極は、レーザ構造化されることで、電極及び／又は対電極が、各場合において、光電子部品の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側から、又は各場合において、前記光電子部品の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から、少なくとも１つの母線と導電接触可能であるようになっている。これにより、特に、少なくとも１つの母線を介して、光電子部品の１つの平面、特に、層システムの広がりに平行な平面上で異なる電位の導電接触が可能になる。１つの好適な実施形態では、２つの母線が電極及び／又は対電極に配置されており、第１の母線が第１の電位に割り当てられ、第２の母線が第２の電位に割り当てられている。
１つの好適な実施形態では、光電子部品は可撓性光電子部品である。１つの好適な実施形態では、可撓性光電子部品は、可撓性光起電力素子、特に可撓性有機光起電力素子である。
可撓性光電子部品とは、特に、特定の領域において曲げ可能及び／又は伸張可能な光電子部品を意味すると理解される。
１つの好適な実施形態では、光起電力素子は、少なくとも１つの光活性層を有するセル、特に、ＣＩＳ、ＣＩＧＳ、ＧａＡｓ、若しくはＳｉセル、ペロフスカイトセル、又は有機光起電力素子（ＯＰＶ）、いわゆる有機太陽電池を含む。有機光起電力素子とは、特に、少なくとも１つの有機光活性層を有する光起電力素子、特に、有機高分子光起電力素子又は小分子に基づく有機光起電力素子を意味すると理解される。ポリマーは、蒸発性ではないため、溶液からしか塗布することができないという事実によってそれと区別されるが、小分子は、通常、蒸発性であり、ポリマーのように溶液としてだけでなく、蒸発技術によって、特に、真空からの蒸発によってもまた塗布することができる。特に好ましくは、光起電力素子は、小分子に基づく可撓性有機光起電力素子である。
１つの好適な実施形態では、層システムの光活性層は、真空中で蒸発性である小分子を含む。１つの好適な実施形態では、少なくとも層システムの光活性層は、真空中での気相成長によって塗布される。
小分子とは、特に、１００～２０００ｇ／モルの間の単分散モル質量を有する非有機高分子を意味すると理解され、それらは、標準圧力（我々を取り巻く大気の圧力）下で、且つ、室温で固相に存在する。特に、小分子は光活性である。なお、光活性であるとは、光入射を受けると、分子がその電荷の状態及び／又は分極状態を変化させることを意味すると理解される。
保護層とは、特に、起こり得る外的影響、特に、大気中の酸素及び／又は湿気の通過を防止するためのバリア層、機械的耐久性、特に、引っかき抵抗性を高めるための保護層、及び／又はフィルタ層、好ましくはＵＶフィルタを有する層を意味すると理解される。
保護層よりも下に配置された素子とは、特に、保護層が外的影響からその素子を保護するようなやり方で保護層に配置された素子を意味すると理解される。
１つの好適な実施形態では、光電子部品は、光電子部品の表面側に少なくとも１つの保護層、及び裏面側に少なくとも１つの保護層を有する。１つの好適な実施形態では、表面側の少なくとも１つの保護層のうちの少なくとも１つは、裏面側の少なくとも１つの保護層のうちの１つに接着剤で接合されている。
光電子部品の表面側とは、特に、光電子部品の、意図した通りに太陽の方向に向いている側を意味すると理解される。したがって、光電子部品の裏面側とは、特に、光電子部品の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側を意味すると理解される。
１つの好適な実施形態では、光電子部品は、少なくとも１つの保護層で構成された封入を有し、この封入が、光電子部品を拡散に対して気密に密閉、すなわち封止する。１つの好適な実施形態では、封入はポリマー封入である。
１つの好適な実施形態では、光電子部品は、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側から、導電性素子と導電接触されている。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、少なくとも１つの保護層の上に直接配置されている。１つの代替的に好適な実施形態では、導電性素子は、少なくとも１つの保護層上に塗布された導電接続層の上に配置されている。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、交差接続子として具現化されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層と、導電性素子との間に、少なくとも部分的に、機能層、好ましくは色層、フィルタ層、及び／又は接着剤層が配置されている。１つの好適な実施形態では、機能層は、ロールツーロール法によって少なくとも１つの保護層に塗布されている。
１つの好適な実施形態では、ステップｃ）及び／又はｄ）において、可撓性導電性素子が、少なくとも１つの母線とは反対側の少なくとも１つの開口の側で固定されている。
１つの好適な実施形態では、ステップｃ）において、可撓性導電性素子が、少なくとも１つの母線とは反対側の少なくとも１つの開口の側で、固定テープ、好ましくは接着テープによって、固定されている。
１つの好適な実施形態では、ステップｃ）及び／又はｄ）において、導電性素子が、少なくとも１つの母線とは反対側の少なくとも１つの開口の側で、加圧により固定されている。
１つの好適な実施形態では、接続材、特に接着剤が、少なくとも１つの母線と、少なくとも１つの保護層との間に塗布され、好ましくは、少なくとも１つの保護層及び少なくとも１つの母線は、ポジティブロック式で接続されている。１つの好適な実施形態では、接続材は、可視光に対して少なくとも実質的に透光性を有する。
１つの好適な実施形態では、光電子部品は、互いに上下に重なって配置された２つの保護層、好ましくは互いに上下に重なって配置された３つの保護層、又は、好ましくは互いに上下に重なって配置された４つの保護層を有する。１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの接続材、特に接着剤は、保護層間に配置されており、少なくとも１つの接続材のタイプは、個々の保護層で異なっている場合がある。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、好ましくはラッカー又はポリマーで構成されたフィルム又はコーティングから具現化されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、光電子部品の少なくとも１つの表面側フィルム及び少なくとも１つの裏面側フィルムから具現化されている。１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、封入として具現化されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、少なくとも１つの保護層によって被覆されることで、少なくとも１つの母線が、保護層を越えて延在しないように、したがって、少なくとも１つの保護層の外側のケーブルを介して電気的に接触できないようになっている。
本発明との関連において、均一な入熱とは、特に、はんだ付け位置において可能な限り均等な温度分布を実現するために、特に、誘導はんだ付けの間に、すべての側から均一に加熱されるはんだ付け位置を意味すると理解される。
本発明との関連において、低融点はんだ付けとは、特に、光電子部品の少なくとも電極及び層システムが損傷されない特定の温度未満で溶融するはんだ付けを意味すると理解され、好ましくは、低融点はんだ付けは、フラックスなしではんだ付けされる。
本発明による、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための方法は、先行技術に比べ、利点を有する。有利な点としては、簡単で、信頼性の高い光電子部品の導電接触が確実に得られる。有利な点としては、層システム及び／又は電極への損傷が回避される。有利な点としては、入熱を時間的にも熱的にも制限し、これにより、隣接する層システムへの損傷を回避する。有利な点としては、母線、特に、金属薄層として具現化された母線、並びに電極及び／又は対電極と、少なくとも１つの母線との間に配置された導電性接続材は、損傷されない。有利な点としては、少なくとも１つの保護層の拡散に対する気密は、低減されない。有利な点としては、方法は、特にコスト効率が良い。有利な点としては、方法は、ロールツーロール法において実施することが可能である。有利な点としては、非接触、且つ均一な入熱によって、少なくとも１つの母線と導電性素子との間の機械的ストレス、ひいては、亀裂の形成が回避される。有利な点としては、少なくとも１つの母線を接続箱に導電接触させるのにケーブルは必要ではない。有利な点としては、複数の母線、特に、複数の接続素子を、導電接触を介して接続させることができる。有利な点としては、光電子部品を導電接触させるのに必要な接続箱は、１つだけである。有利な点としては、短いサイクル時間で正確な繰り返し精度、及び高度な自動化が可能である。有利な点としては、接続箱は、光電子部品の様々な領域で容易に組み込むことができる。有利な点としては、接続箱を組み込む場合に起こり得る弱点の数が減る。有利な点としては、光起電力素子は、このような接触を用いて、ポジティブロック式で表面にしっかり固定させることができる。
本発明の１つの発展形態によれば、ステップｄ）の後に、少なくとも１つの導電性素子は、接続箱に導電接続され、接続箱は、光電子部品上に、好ましくは、光電子部品の角部から距離を置いた領域に配置されることが提供される。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、光電子部品の表面上に直接配置されている。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、少なくとも１つの保護層のエッジ、及び／又は光電子部品の封入に配置されている。１つの好適な実施形態では、接続箱は、光電子部品の表面に接着剤で接合されている。
接続箱とは、特に、光電子部品を電気回路に接続させるための素子を意味すると理解される。接続箱は、特に、光電子部品の少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線を、電気回路に導電接続させるのに役立つ。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、光電子部品の、層システムのない領域、特に、光活性層のない領域に配置されている。その結果、光活性層の劣化プロセスが回避される。
本発明の１つの発展形態によれば、ステップｂ）における少なくとも１つのレーザビームのレーザの媒質は、ＣＯ２であることが提供される。
本発明の１つの発展形態によれば、ステップｃ）において、はんだプリフォームが少なくとも１つの開口の中に導入されることが提供される。１つの好適な実施形態では、はんだプリフォームは、低融点はんだ付けから形成される。
本発明の１つの発展形態によれば、少なくとも１つの開口は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～３０ｍｍ２の断面積を有するとともに、好ましくは、接続素子の、少なくとも１つの母線との接触面積、及び／又は導電性素子との接触面積が、接続素子に面する母線の面積よりも小さいことが提供される。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの開口は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは０．１～３０ｍｍ２の、好ましくは１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～３０ｍｍ２の、好ましくは１～１０ｍｍ２の、好ましくは０．１～１０ｍｍ２の、好ましくは２０～５０ｍｍ２の、又は、好ましくは１０～３０ｍｍ２の断面積を有する。
１つの好適な実施形態では、開口は円形状に形成されているが、１つの代替的に好適な実施形態では、開口は、異なる多角形状又は楕円形状、特に、正方形状、三角形状、六角形状、又は八角形状に形成することができる。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの開口は、１０μｍ～５ｍｍの、好ましくは１００μｍ～５ｍｍ、１ｍｍ～５ｍｍの、好ましくは１ｍｍ～２ｍｍの、好ましくは１０μｍ～１ｍｍの、好ましくは１００μｍ～１ｍｍの、又は、好ましくは１０μｍ～１００μｍの直径を有する。
１つの好適な実施形態では、接続素子は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは０．１～３０ｍｍ２の、好ましくは１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～３０ｍｍ２の、好ましくは１～１０ｍｍ２の、好ましくは０．１～１０ｍｍ２の、好ましくは２０～５０ｍｍ２の、又は、好ましくは１０～３０ｍｍ２の断面積を有する。
１つの好適な実施形態では、接続素子は円形状に形成されているが、１つの代替的に好適な実施形態では、開口は、異なる多角形状又は楕円形状、特に、正方形状、三角形状、六角形状、又は八角形状に形成することができる。
１つの好適な実施形態では、接続素子は、１０μｍ～５ｍｍの、好ましくは１００μｍ～５ｍｍの、好ましくは１ｍｍ～５ｍｍの、好ましくは１ｍｍ～２ｍｍの、好ましくは１０μｍ～１ｍｍの、好ましくは１００μｍ～１ｍｍの、又は、好ましくは１０μｍ～１００μｍの直径を有する。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの開口の断面積は、接続素子の断面積に少なくとも実質的に対応する。
本発明の１つの発展形態によれば、接続素子を形成するための低融点はんだ付けは、ビスマス、銅、銀及びスズ、並びにこれらの元素のうちの少なくとも１つの合金からなる群から選択されることが提供される。１つの特に好適な実施形態では、接続素子を形成するための低融点はんだ付けは、スズ及びビスマス、又はその合金から、好ましくはスズ、ビスマス、銅及び銀から形成される。１つの好適な実施形態では、低融点はんだ付けは、重量で最大５％の、好ましくは重量で最大２％の量のさらなる元素の汚染物質を有する。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、フィルム、特に、透光性を有するフィルムから具現化されている。１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、又は熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）から具現化されている。
本発明の１つの発展形態によれば、少なくとも１つの接続材、好ましくは、接着剤は、少なくとも１つの保護層と、少なくとも１つの母線との間に配置されるとともに、ステップｂ）において、少なくとも１つの開口が、少なくとも１つの保護層内、及び少なくとも１つの保護層上に配置された接続材に形成されることが提供される。
１つの好適な実施形態では、接続材は、ポジティブロック式で少なくとも１つの保護層及び／又は少なくとも１つの母線に接続されている。１つの好適な実施形態では、接続材は、少なくとも実質的に透光性を有する接着剤である。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線の、導電性素子との導電接触、及び導電性素子の、接続箱との導電接触は、ケーブルなしで実施される。１つの代替的に好適な実施形態では、導電性素子の、接続箱との導電接触は、少なくとも１つのケーブルを介して実施される。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの保護層は、１０μｍ～５００μｍの、好ましくは１００μｍ～５００μｍの、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～５０μｍの、又は、好ましくは２０μｍ～４０μｍの層厚を有する。
本発明の１つの発展形態によれば、導電性素子は、プレート又はストリップであって、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～６０μｍの層厚を有するプレート又はストリップとして具現化されるか、又は、ワイヤであって、好ましくは０．１ｍｍ２～２ｍｍ２の、好ましくは０．５ｍｍ２～１ｍｍ２の断面積を有するワイヤとして具現化されることが提供される。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、１０μｍ～５００μｍの、１０μｍ～２００μｍの、好ましくは１００μｍ～２００μｍの、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～６０μｍの、又は、好ましくは２０μｍ～４０μｍの層厚を有する。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、０．１ｍｍ２～２ｍｍ２の、好ましくは０．１ｍｍ２～１．５ｍｍ２、好ましくは０．２ｍｍ２～１．５ｍｍ２の、好ましくは０．５ｍｍ２～１．５ｍｍ２の、好ましくは０．２ｍｍ２～１ｍｍ２の、又は、好ましくは０．５ｍｍ２～１ｍｍ２の断面積を有する。
本発明の１つの発展形態によれば、少なくとも１つの母線は、少なくとも１つの金属又はその合金で構成された、好ましくは銅及びスズで構成された金属層として具現化されるとともに、好ましくは、少なくとも１つの母線及び導電性素子が同じ材料から具現化されていることが提供される。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、接続素子に密着させて接続され、且つ／又は導電性素子は、接続素子に密着させて接続される。
１つの好適な実施形態では、ステップｄ）において誘導はんだ付けした後に、接続素子を有する開口内及び／又は開口上に、封止材が塗布されることで、接続素子を有する少なくとも１つの開口が封止されるようになっている。
本発明の１つの発展形態によれば、ステップｄ）の後に、少なくとも１つの導電性素子は、接続箱であって、光電子部品上に配置された接続箱に導電接続されることが提供される。
１つの好適な実施形態では、ステップｄ）の後に、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品の導電性素子に接続箱を導電接続させる目的で、ステップｅ）において、レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層内に、好ましくは、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から、ステップｄ）において得られた導電性素子との少なくとも１つの接続開口が形成され、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側の少なくとも１つの保護層の背後に配置された導電性素子が、少なくとも部分的に露出されることで、導電性素子が損傷されないようになっている。
１つの代替的に好適な実施形態では、ステップｅ）において、少なくとも１つの接続開口は、光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側で、導電性素子の絶縁層の中に導入される。
関連するパラメータを用いたステップｅ）におけるレーザアブレーションの実施は、ステップｂ）のそれに実質的に相当する。
１つの好適な実施形態では、ステップｅ）においてレーザアブレーションによって少なくとも１つの接続開口を形成する目的で、パラメータ、好ましくはエネルギー密度、パルス継続時間、パルス波形、パルス周波数、及び／又は少なくとも１つのレーザビームの波長は、少なくとも１つの保護層の材料及び層厚に応じて適合されている。
１つの好適な実施形態では、ステップｅ）における少なくとも１つのレーザビームのレーザの媒質は、ＣＯ２である。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの接続開口は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～４０ｍｍ２の、又は、好ましくは１～３０ｍｍ２の断面積を有する。
１つの好適な実施形態では、ステップｆ）において、ステップｅ）において形成された少なくとも１つの保護層の少なくとも１つの接続開口の中にはんだ付けが導入され、接続箱は、導電性素子とは反対側の少なくとも１つの接続開口の側で、位置合わせ、及び固定され、ステップｇ）において、誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの接続開口に導電性接続素子が形成されることで、導電性素子及び接続箱が、少なくとも１つの接続素子を介して導電接触されるようになっている。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、ステップｆ）及び／又はステップｇ）において導電性素子とは反対側の少なくとも１つの接続開口の側で固定される。
１つの好適な実施形態では、ステップｅ）において、少なくとも１つの接続開口は、光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽の方向に向いている側で、少なくとも１つの保護層の中に導入される。
１つの好適な実施形態では、ステップｇ）において誘導はんだ付けによって接続素子を形成する目的で、パラメータが、形成される接続素子の材料及び寸法に応じて適合される。
１つの好適な実施形態では、ステップｆ）において、はんだプリフォームが少なくとも１つの開口の中に導入される。１つの好適な実施形態では、接続箱は、はんだプリフォームを有する。１つの代替的に好適な実施形態では、接続箱、特に、接続箱の接続線は、ステップｇ）において接続素子に密着させて接続される。
１つの好適な実施形態では、接続素子は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～４０ｍｍ２の、又は、好ましくは１～３０ｍｍ２の断面積を有する。
１つの好適な実施形態では、接続素子を形成するためのはんだ付けは、ビスマス、銅、銀、及びスズ、並びにこれらの元素のうちの少なくとも１つの合金からなる群から選択される。
１つの好適な実施形態では、導電性素子及び接続箱は、接続素子を介して直接導電接触され、特に、導電接触の目的で、導電性素子と、接続箱との間に追加のケーブルは配置されない。
１つの好適な実施形態では、ステップｇ）において誘導はんだ付けした後に、接続素子を有する接続開口内及び／又は接続開口上に、封止材が塗布及び／又は導入されることで、接続素子を有する少なくとも１つの接続開口が封止されるようになっており、好ましくは、封止材は、シリコーン及び／又は樹脂である。
１つの代替的に好適な実施形態では、接続箱は、プラグ接続によって導電性素子に導電接続されている。その結果、接続箱は、光電子部品に、特に、光電子部品の設置位置に、特に容易に可逆的に設置することができる。
１つの好適な実施形態では、接続箱はダイオードを有する。
有機光起電力素子、特に、有機太陽電池は、少なくとも１つの光活性層を含む連続した薄層で構成されており、この薄層は、好ましくは真空中での気相成長によって塗布されるか、又は溶液から加工処理される。電気的連結は、金属層、透明導電性酸化物及び／又は透明導電性高分子によって行うことができる。有機層の真空気相成長は、特に、多層の太陽電池、特に、タンデム（二層）セル又はトリプル（三層）セルを製造する際に有利である。
１つの好適な実施形態では、光起電力素子、特に、有機光起電力素子は、少なくとも１つのセルから具現化されている。１つの好適な実施形態では、セルはシングル（単層）セル、タンデム（二層）セル、又は多層セルである。少なくとも２つのセルで構成されたタンデムセル及び多層セルが、電極間に互いに上下に重なって配置され、各セルは、少なくとも１つの光活性層を有する。
１つの好適な実施形態では、光起電力素子の複数のセルが、互いに隣接した接点を有するストリップとして配置され、直列に相互接続されている。好ましくは、この場合、各セルは、自身の電極及び対電極を有する。直列接続は、隣のセルの対電極に電気的に接続されている１つのセルの電極によって行われる。
１つの好適な実施形態では、外的影響の結果として生じる劣化を最小限に抑えるために、光電子部品は、追加でバリア層が設けられ、且つ／又は、バリア層に追加で封入されている。
本発明の１つの発展形態によれば、光電子部品を導電接触させるための方法がロールツーロール法において使用されることが提供される。
本発明の目的は、少なくとも１つの保護層を有し、且つ、この少なくとも１つの保護層よりも下に配置された少なくとも１つの母線を有する光電子部品であって、好ましくは本発明による方法に従って、特に、上述した例示的な実施形態のうちの１つに従って製造された光電子部品、特に、可撓性光電子部品を提供することによってもまた実現される。この場合、光電子部品は、少なくとも１つの導電接触を有し、この少なくとも１つの導電接触は、導電性接続素子によって、少なくとも１つの母線を可撓性導電性素子に導電接触させ、光電子部品は、好ましくは接続箱に接続されている。この場合、特に、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品を導電接触させるための方法に関連して既に述べた利点が、光電子部品にもたらされる。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、少なくとも１つの保護層上に直接配置されている。１つの代替的に好適な実施形態では、導電性素子は、少なくとも１つの保護層上に塗布された接続層の上に配置されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、電極又は対電極上に配置されている。１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、光電子部品の、特に、光起電力素子の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側に配置されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、光起電力素子の負極及び正極を含む２つの極を接続ポイントにつなげる層システムの、少なくとも実質的に幅又は長さにわたって配置されている。
１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの母線は、電極又は対電極に直接適用されている。１つの代替的に好適な実施形態では、導電層は、少なくとも１つの母線と、電極又は対電極との間に配置されている。
本発明の１つの発展形態によれば、少なくとも１つの接続材、好ましくは接着剤が、少なくとも１つの保護層と、少なくとも１つの母線との間に配置されるとともに、少なくとも１つの開口が、少なくとも１つの保護層内、及び少なくとも１つの保護層上に配置された接続材に形成されることが提供される。１つの好適な実施形態では、少なくとも１つの接続材は、少なくとも１つの保護層の広がり全体にわたって配置されている。
本発明の１つの発展形態によれば、可撓性光電子部品は、可撓性太陽電池であり、電極と、対電極と、少なくとも１つの光活性層を有する層システムと、を有し、層システムが、２つの電極間に配置されているとともに、少なくとも１つの母線が、電極及び／又は対電極で少なくとも部分的に導電接触されていることが提供される。
本発明の１つの発展形態によれば、第１の母線が少なくとも１つの電極に導電接触し、第２の母線が少なくとも１つの対電極に導電接触しており、第１の母線は、第１の導電性素子につながり、第２の母線は、第２の導電性素子につながり、好ましくは、２つの導電性素子は、接続箱に導電接続されていることが提供される。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、光電子部品のエッジから距離を置いた領域に配置されている。１つの代替的に好適な実施形態では、接続箱は、少なくとも１つの保護層のエッジに、及び／又は光電子部品の封入に配置されている。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、太陽電池の表面側に、特に、太陽電池のエッジの領域に配置されている。本発明の１つの代替的な実施形態では、接続箱は、太陽電池の表面側に、特に、光電子部品の層システムから距離を置いた領域に配置されている。
１つの好適な実施形態では、接続箱は、太陽電池の、意図した通りに太陽の方向に向いている側に配置されている。１つの代替的に好適な実施形態では、接続箱は、太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側に配置されている。
１つの好適な実施形態では、導電性素子は、少なくとも２つの母線、好ましくは異なるセルの母線を導電接続させ、それらを接続箱につなげる。
本発明の１つの発展形態によれば、接続箱は、光電子部品の、好ましくは太陽電池の、太陽の方向に向いている側に配置され、導電性素子は、光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側に配置されていることが提供される。
以下に、図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
例示的な実施形態
図１は、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０を導電接触させるための方法の１つの例示的な実施形態を流れ図で概略的に示したものである。光電子部品１０、特に、光起電力素子は、少なくとも１つの電極６と、対電極５と、少なくとも１つの光活性層を有する層システム４と、を含み、層システム４は、２つの電極５、６間に配置されているとともに、少なくとも１つの母線１は、電極６及び／又は対電極５で少なくとも部分的に導電接触されている。
図１は、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０を導電接触させるための方法の１つの例示的な実施形態を流れ図で概略的に示したものである。光電子部品１０、特に、光起電力素子は、少なくとも１つの電極６と、対電極５と、少なくとも１つの光活性層を有する層システム４と、を含み、層システム４は、２つの電極５、６間に配置されているとともに、少なくとも１つの母線１は、電極６及び／又は対電極５で少なくとも部分的に導電接触されている。
少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０、特に、可撓性光電子部品１０を導電接触させるための方法は、以下の方法ステップ、すなわち、ａ）少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０であって、少なくとも１つの保護層７よりも下に配置された少なくとも１つの母線１を有する光電子部品１０を設けるステップと、ｂ）レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層７内に少なくとも１つの開口８を形成するステップであって、少なくとも１つの保護層７よりも下に配置された少なくとも１つの母線１が部分的に露出されることで、少なくとも１つの母線１が損傷されないようにするステップと、ｃ）少なくとも１つの保護層７の少なくとも１つの開口８の中に低融点はんだ付けを導入し、少なくとも１つの母線１とは反対側の少なくとも１つの開口８の側で、可撓性導電性素子２を位置合わせし、固定するステップと、ｄ）均一な入熱で誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの開口８に導電性接続素子１１を形成することで、導電性素子２及び少なくとも１つの母線１が、少なくとも１つの接続素子１１を介して導電接触されるようにするステップと、を含む。
その結果、簡単で、信頼性の高い導電接触が確実に得られる。さらに、敏感な層システム及び／又は電極への損傷が回避される。有利な点としては、母線、特に、金属薄層として具現化された母線、並びに電極及び／又は対電極と、少なくとも１つの母線との間に配置された導電性接続材は、損傷されない。有利な点としては、入熱を時間的にも熱的にも制限し、これにより、隣接した層システムへの損傷を回避する。有利な点としては、複数の接続素子、特に、複数の母線を、導電接触を介して接続させることができる。有利な点としては、方法は、ロールツーロール法において実施可能である。
少なくとも１つの母線及び層システム４に損傷を与えずに母線１を露出させるために、レーザアブレーションのパラメータ、特に、エネルギー密度、パルス継続時間、パルス波形、パルス周波数、及び／又は少なくとも１つのレーザビームの波長は、保護層７のレーザアブレーションにより、保護層７が確実に除去されるようなやり方で、少なくとも１つの保護層７の材料及び層厚に応じて設定される。
誘導はんだ付けのパラメータは、誘導はんだ付けにより、少なくとも１つの母線１と導電性素子２とを導電接触させるための接続素子１１が確実に形成されるとともに、プロセス中に少なくとも１つの母線１及び層システム４を損傷しないようなやり方で、形成される接続素子１１の材料及び寸法に応じて設定される。
本発明の１つの構成では、電極６、対電極５、及び層システム４は、レーザ構造化されることで、電極６及び／又は対電極５が、少なくとも１つの母線１と、各場合において、光電子部品１０の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側から、又は各場合において、前記光電子部品の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から導電接触が可能であるようになっている。これにより、特に、少なくとも１つの母線１を介して、光電子部品１０の１つの平面上、特に、層システム４の広がりに平行な平面上で異なる電位の導電接触が可能になる。本発明の１つの構成では、２つの母線１が、電極６及び／又は対電極５に配置されている。
本発明の１つの構成では、ステップｄ）の後に、少なくとも１つの導電性素子２は、接続箱３に導電接続され、この接続箱３は、光電子部品１０上に、好ましくは、光電子部品１０の角部から距離を置いた領域に配置される。
本発明のさらなる構成では、ステップｂ）における少なくとも１つのレーザビームのレーザの媒質は、ＣＯ２である。
本発明のさらなる構成では、ステップｃ）において、はんだプリフォームが少なくとも１つの開口８の中に導入される。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの開口８は、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～３０ｍｍ２の断面積を有するとともに、好ましくは、接続素子１１の、少なくとも１つの母線１との接触面積、及び／又は導電性素子２との接触面積が、接続素子１１に面する少なくとも１つの母線１の面積よりも小さい。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの開口の断面積は、接続素子の断面積に対応する。
本発明のさらなる構成では、接続素子１１を形成するための低融点はんだ付けは、ビスマス、銅、銀及びスズ、並びにこれらの元素のうちの少なくとも１つの合金からなる群から選択される。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの接続材９、好ましくは、接着剤は、少なくとも１つの保護層７と、少なくとも１つの母線１との間に配置されるとともに、ステップｂ）において、少なくとも１つの開口８が、少なくとも１つの保護層７内、及び少なくとも１つの保護層７上に配置された接続材９に形成される。図２に図示されている接続材９は、追加で代替的に具現化されたものである。
本発明のさらなる構成では、導電性素子２は、プレート又はストリップであって、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～６０μｍの層厚を有するプレート又はストリップとして具現化されているか、又は、ワイヤであって、好ましくは０．１ｍｍ２～２ｍｍ２の、好ましくは０．５ｍｍ２～１ｍｍ２の断面積を有するワイヤとして具現化されている。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの母線１は、少なくとも１つの金属又はその合金で構成された、好ましくは銅及びスズで構成された金属層として具現化されるとともに、好ましくは、少なくとも１つの母線１及び導電性素子２が同じ材料から具現化されている。
本発明のさらなる構成では、ステップｄ）の後に、導電性素子２は、少なくとも局部的に外側に向かって絶縁層１３で被覆される。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０の導電性素子２に接続箱３を導電接続させる目的で、ステップｄ）の後、ステップｅ）において、レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、少なくとも１つの保護層７内に、好ましくは、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から、ステップｄ）において得られた導電性素子２との少なくとも１つの接続開口が形成され、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側の少なくとも１つの保護層７の背後に配置された導電性素子２が、少なくとも部分的に露出されることで、導電性素子２が損傷されないようになっている。
本発明のさらなる構成では、ステップｆ）において、ステップｅ）において形成された少なくとも１つの保護層７の少なくとも１つの接続開口の中にはんだ付けが導入され、接続箱３は、導電性素子２とは反対側の少なくとも１つの接続開口の側で、位置合わせ、及び固定され、ステップｇ）において、誘導はんだ付けによって、少なくとも１つの接続開口に導電性接続素子１２が形成されることで、導電性素子２及び接続箱３が、少なくとも１つの接続素子１２を介して導電接触されるようになっている。
本発明のさらなる構成では、方法は、ロールツーロール法において光電子部品１０を導電接触させるために使用される。
図２は、導電接触されている保護層７を有する光電子部品１０の１つの例示的な実施形態を側面図で概略的に示したものである。同一の素子、及び機能的に同一の素子には同じ参照符号が付されているため、この点に関しては、上述の説明を参照されたい。光電子部品１０、特に、可撓性光電子部品１０は、少なくとも１つの保護層７と、光電子部品１０の少なくとも１つの保護層７よりも下に配置された少なくとも１つの母線１と、を有する。さらに、光電子部品１０は、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０を導電接触させるための、特に、本発明による方法に従って生成された少なくとも１つの導電接触を有し、この少なくとも１つの導電接触が、導電性接続素子１１によって、少なくとも１つの母線１を可撓性導電性素子２と導電接触させる。
本発明の１つの構成では、少なくとも１つの導電性素子２は、接続箱３に導電接続されており、この接続箱３は、光電子部品１０上に配置されている。
本発明の１つの構成では、接続箱３は、光電子部品１０の角部から距離を置いた領域に配置されている。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの接続材９、好ましくは接着剤は、少なくとも１つの保護層７と、少なくとも１つの母線１との間に配置されている。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの保護層７と、導電性素子２との間に、少なくとも部分的に、機能層１４、好ましくは色層、フィルタ層、及び／又は接着剤層が配置されている。
本発明のさらなる構成では、可撓性光電子部品１０は、可撓性太陽電池であり、電極６と、対電極５と、少なくとも１つの光活性層を有する層システム４と、を含み、層システム４は、２つの電極５、６間に配置されているとともに、少なくとも１つの母線１が、電極６及び／又は対電極５で少なくとも部分的に導電接触されている。２つの電極５、６、及びそれらの間に配置された層システム４は、太陽電池の基本構造を構成している。層システム４は、様々なやり方で具現化することができ、特に、様々な数の吸収材、及び／又は様々な数の光活性層を含むことができる。光電子部品１０の製造、特に、層システム４を有する光起電力素子の製造は、例えば、コーティング又はプリンティングの場合のように、キャリヤーガスの有無を問わず、真空中での蒸発、又は溶液若しくは懸濁液からの処理によって、実施することができる。個々の層も同様に、スパッタリングによって塗布することができる。真空中で小分子を蒸発させることにより層を生成することが優先される。
本発明のさらなる構成では、第１の母線１が少なくとも１つの電極６を導電接触させ、第２の母線１５が少なくとも１つの対電極５を導電接触させ、第１の母線１は、第１の導電性素子２につながり、第２の母線１５は、第２の導電性素子１６につながり、好ましくは、２つの導電性素子２、１６は、接続箱３に導電接続されている。
本例示的な実施形態では、光電子部品１０は、可撓性光電子部品１０、特に、可撓性太陽電池である。可撓性太陽電池は、特に、小分子に基づく少なくとも１つの光活性層を有する有機太陽電池である。ただし、他の可撓性有機太陽電池を使用することもまた想定可能である。
本発明のさらなる構成では、接続箱３は、光電子部品１０の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽の方向に向いている側に配置され、導電性素子２は、光電子部品１０の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側に配置されている。
本発明のさらなる構成では、少なくとも１つの保護層７と、導電性素子２との間に、少なくとも部分的に、機能層１４、好ましくは色層、フィルタ層、及び／又は接着剤層が配置されている場合がある。
図３は、導電接触されている保護層７を有する光電子部品１０の２つの例示的な実施形態を平面図で概略的に示したものである。同一の素子、及び機能的に同一の素子には同じ参照符号が付されているため、この点に関しては、上述の説明を参照されたい。
これらの例示的な実施形態では、２つの母線１、１５が、電極６及び／又は対電極５上に配置されており、第１の母線１が第１の電位に割り当てられ、第２の母線１５が第２の電位に割り当てられている。電極６、対電極５、及び層システム４は、レーザ構造化され、電極６及び／又は対電極５は、各場合において、光電子部品１０の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側から、又は各場合において、前記光電子部品の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から母線１、１５と導電接触されている。
第１の例示的な実施形態（図３Ａ）では、２つの導電接触が存在しており、それらは、本発明による、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０を導電接触させるための方法による、ステップａ）～ｄ）に従って生成されている。この場合、母線１が接続素子１１を介して導電性素子２に導電接続され、母線１５が接続素子１１を介して導電性素子１６に導電接続されている。本発明の１つの構成では、導電性素子２、１６は、少なくとも局部的に外側に向かって絶縁層１３で被覆される。さらに、接続箱３を導電性素子２、１６に導電接続させる目的で、好ましくは、少なくとも１つの保護層を有する光電子部品１０の、意図した通りに太陽の方向に向いている側から、ステップｅ）に従って、少なくとも１つの保護層７内に、レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、２つの接続開口が形成されている。その結果、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側の少なくとも１つの保護層７の背後に配置された導電性素子２、１６が部分的に露出されることで、導電性素子２、１６が損傷されないようになっている。少なくとも１つの保護層７の２つの接続開口の中に、ステップｆ）及びｇ）に従って、導電性接続素子１２が２つの接続開口に形成されていることで、導電性素子２、１６、及び接続箱３が、２つの接続素子１２を介して導電接触されるようになっている。平面図に見られるように、接続箱３は、部分的に少なくとも１つの保護層７の背後に位置している。
第２の例示的な実施形態（図３Ｂ）では、２つの導電接触が存在しており、それらは、本発明による、少なくとも１つの保護層７を有する光電子部品１０を導電接触させるための方法による、ステップａ）～ｄ）に従って生成されている。この場合、母線１が接続素子１１を介して導電性素子２に導電接続され、母線１５が接続素子１１を介して導電性素子１６に導電接続されている。本発明の１つの構成では、導電性素子２、１６は、少なくとも局部的に外側に向かって絶縁層１３で被覆される。導電性素子２、１６は、ワイヤ又は細いストリップの形で具現化されており、光電子部品１０の表面上を接続箱３までつながれ、接続箱３に導電接続されている。
本発明の１つの構成では、導電性素子２、１６は、少なくとも局部的に外側に向かって絶縁層１３で被覆される。導電性素子２、１６は、光電子部品１０の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側の接続箱３までつながっている。或いは、導電性素子２、１６は、ステップｅ）～ｇ）に従って、少なくとも１つの保護層７のエッジ領域、特に、層システム４がその上に配置されていない領域を通して、光電子部品１０の、意図した通りに太陽の方向に向いている側までつながること、及び／又はそこで接続箱３に導電接続させることもまた想定可能である。平面図に見られるように、接続箱３は、部分的に少なくとも１つの保護層７の背後に位置している。
Claims (15)
- 少なくとも１つの保護層（７）を有する光電子部品（１０）、特に、可撓性光電子部品（１０）を導電接触させるための方法であって、以下の方法ステップ、すなわち、
ａ）前記少なくとも１つの保護層（７）を有する前記光電子部品（１０）であって、前記少なくとも１つの保護層（７）よりも下に配置された少なくとも１つの母線（１）を有する前記光電子部品（１０）を設けるステップと、
ｂ）レーザの波長範囲が８μｍ～１２μｍである少なくとも１つのレーザビームを使用したレーザアブレーションによって、前記少なくとも１つの保護層（７）内に少なくとも１つの開口（８）を形成するステップであって、前記少なくとも１つの保護層（７）よりも下に配置された少なくとも１つの母線（１）が部分的に露出されることで、前記少なくとも１つの母線（１）が損傷されないようにするステップと、
ｃ）前記少なくとも１つの保護層（７）の前記少なくとも１つの開口（８）の中に低融点はんだ付けを導入し、前記少なくとも１つの母線（１）とは反対側の前記少なくとも１つの開口（８）の側で、可撓性導電性素子（２）を位置合わせし、固定するステップと、
ｄ）均一な入熱で誘導はんだ付けによって、前記少なくとも１つの開口（８）に導電性接続素子（１１）を形成することで、前記導電性素子（２）及び前記少なくとも１つの母線（１）が、前記少なくとも１つの接続素子（１１）を介して導電接触されるようにするステップと、
を含む方法。 - ステップｄ）の後に、前記少なくとも１つの導電性素子（２）が、接続箱（３）であって、前記光電子部品（１０）上に、好ましくは、前記光電子部品（１０）の角部から距離を置いた領域に配置された前記接続箱（３）に導電接続される、請求項１に記載の方法。
- ステップｂ）における前記少なくとも１つのレーザビームの前記レーザの媒質は、ＣＯ２である、請求項１又は２に記載の方法。
- ステップｃ）において、はんだプリフォームが前記少なくとも１つの開口（８）の中に導入される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの開口（８）が、０．１～７５ｍｍ２の、好ましくは１～３０ｍｍ２の断面積を有するとともに、好ましくは、前記接続素子（１１）の、前記少なくとも１つの母線（１）との接触面積、及び／又は前記導電性素子（２）との接触面積が、前記接続素子（１１）に面する前記少なくとも１つの母線（１）の面積よりも小さい、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接続素子（１１）を形成するための前記低融点はんだ付けが、ビスマス、銅、銀及びスズ、並びにこれらの元素のうちの少なくとも１つの合金からなる群から選択される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも１つの接続材（９）、好ましくは接着剤が、前記少なくとも１つの保護層（７）と、前記少なくとも１つの母線（１）との間に配置されているとともに、ステップｂ）において、前記少なくとも１つの開口（８）が、前記少なくとも１つの保護層（７）内、及び前記少なくとも１つの保護層（７）上に配置された前記接続材（９）に形成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
- 前記導電性素子（２）が、プレート又はストリップであって、好ましくは１０μｍ～１００μｍの、好ましくは１０μｍ～６０μｍの層厚を有する前記プレート又は前記ストリップとして具現化されているか、又は、ワイヤであって、好ましくは０．１ｍｍ２～２ｍｍ２の、好ましくは０．５ｍｍ２～１ｍｍ２の断面積を有する前記ワイヤとして具現化されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの母線（１）が、少なくとも１つの金属又はその合金で構成された、好ましくは銅及びスズで構成された金属層として具現化されているとともに、好ましくは前記少なくとも１つの母線（１）及び前記導電性素子（２）が、同じ材料から具現化されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光電子部品（１０）を導電接触させるための方法が、ロールツーロール法において使用される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
- 光電子部品（１０）、特に、可撓性光電子部品（１０）であって、少なくとも１つの保護層（７）を有し、且つ、前記少なくとも１つの保護層（７）よりも下に配置された少なくとも１つの母線（１）を有する光電子部品（１０）であり、好ましくは請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法に従って生成された、少なくとも１つの導電接触を有する光電子部品（１０）であり、前記少なくとも１つの導電接触が、導電性接続素子（１１）によって前記少なくとも１つの母線（１）を可撓性導電性素子（２）に導電接触させるとともに、好ましくは接続箱（３）に導電接続されている光電子部品（１０）。
- 少なくとも１つの接続材（９）、好ましくは接着剤が、前記少なくとも１つの保護層（７）と、前記少なくとも１つの母線（１）との間に配置されている、請求項１１に記載の光電子部品（１０）。
- 前記可撓性光電子部品（１０）が、可撓性太陽電池であり、電極（６）と、対電極（５）と、少なくとも１つの光活性層を有する層システム（４）と、を有し、前記層システム（４）が、前記２つの電極（５、６）間に配置されているとともに、前記少なくとも１つの母線（１）が、前記電極（６）及び／又は前記対電極（５）で少なくとも部分的に導電接触されている、請求項１１又は１２に記載の光電子部品（１０）。
- 第１の母線（１）が前記少なくとも１つの電極（６）を導電接触させ、第２の母線（１５）が前記少なくとも１つの対電極（５）を導電接触させ、前記第１の母線（１）が、第１の導電性素子（２）につながり、前記第２の母線（１５）が、第２の導電性素子（１６）につながり、好ましくは、前記２つの導電性素子（２、１６）が、前記接続箱（３）に導電接続されている、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の光電子部品（１０）。
- 前記接続箱（３）が、前記光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽の方向に向いている側に配置され、前記導電性素子（２）が、前記光電子部品の、好ましくは太陽電池の、意図した通りに太陽から離れる方向に向いている側に配置されている、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の光電子部品（１０）。
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