JP5436488B2 - 光電池モジュール、複数の光電池を電気的に接続させる方法、並びに複数の光電池を電気的に接続させる装置 - Google Patents

光電池モジュール、複数の光電池を電気的に接続させる方法、並びに複数の光電池を電気的に接続させる装置 Download PDF

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Description

<関連出願の相互参照>
本出願は、2010年4月28日に出願され、全体として参照することによりここに組み込まれるドイツ特許出願番号10 2010 016 675.8に対する優先権を主張する。
<技術分野>
各種の実施形態は、光電池モジュール、複数の光電池を電気的に接続させる方法、並びに複数の光電池を電気的に接続させる装置に関する。
光電池(例えば太陽電池)は、通常、例えばシリコンである半導体材料の層(以下に続く本文では光起電層とも称される)を示す。光起電層は、前面部(エミッタ側とも称される)及び後面部を示し、(導電性の)接触パターン(例えば、いわゆる接触指の形態)は、上記両面のうちの少なくとも一方に付与される。接触パターンは典型的には少なくとも100μmの幅を有するが、その厚さはわずか約10μmから15μmである。接触パターンの幅が広くなると、結果として遮光が増加するために効率性が低下するが、一方、幅が狭くなると、接触パターンの線路抵抗が増加するという不利益が生じる。更に、個々の接触パターンの電流は、いわゆる母線で合流し、その結果、前面における更なる遮光が生じる。
光電池(例えば太陽電池)は、一般に、光電池(例えば太陽電池)の母線にハンダ付けされた接触片(contact strips)によって相互接続される。これに関連して、電流は全て接触片を介して伝えられる。抵抗損失をできるだけ低く保つために、これらすり板におけるある一定の全断面積が必要とされる。この結果、前面部の遮光によって電力損失が生じる。更なる不利益は、ハンダ付け中に母線が機械的負荷をペースト・ウェハ結合部に課し、光電池の破砕を引き起こしうる点にある。
改良型光電池モジュールを生成するためには、光電池(例えば太陽電池)の接触パターン、並びに接触片(以下に続く本文では接触線(contact wires)とも称される)の数及び大きさが、共に最適化されるべきである。
これに関連して、多数の細い平行接触線に対して良好な最適化が得られることが分かっている。これらの接触線が光電池(例えば太陽電池)上の選択的な点で固定されているので、機械的応力が光電池(例えば太陽電池)及び接触線の異なる熱膨張係数によってより低く累積されることも期待できる。
ドイツ特許明細書 DE 102 39 845 C1
これに関する一の問題は、光電池(例えば太陽電池)上の細い接触線の取り扱いと位置決めである。
特許文献1には、接触線が光透過性接着剤を用いて光透過性膜上に固定され、続いて太陽電池の金属蒸着部に固定される方法が記載されている。この配列では、膜と接着剤が太陽電池モジュール内に残存するが、これは長期間安定性に関して接着剤及び膜への要求が比較的高いことを意味し、この結果比較的高いコストがかかることになる。この方法では、接触線は光透過性ポリマーキャリア材料に埋め込まれて太陽電池に接続されており、ポリマー副原料は扱いやすさを改良するために用いられる。
各種の実施形態において、光電池モジュールは複数の光電池を備えてよく、前記複数の光電池のうち少なくとも一の光電池は、前記光電池の前面部に第1の複数の接触線と、前記光電池の後面部に第2の複数の接触線と、を備える。前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列されてよい。
図面では、同じ参照符号は、一般に、異なる複数の図を通して同じ部品に関する。図面は必ずしも拡大、強調するものではなく、一般に発明の原理を例示する際に示されるものである。以下の説明では、下記図面を参照して発明の各種実施形態を説明する。
一の実施形態に係る、形成されるべき光電池モジュールの光電池ストリングの一部を示す図(図1A)と、図1Aに係る光電池ストリングの一部を示す拡大断面図(図1B)である。 二の互いに隣接した光電池間の、夫々の場合における、接触線の切断を示す、一の実施形態に係る光電池モジュールの多数の光電池を示す上面図である。 一の実施形態に係る複数の光電池を電気的に接続させる方法を示すフローチャートである。 多数の接触形成状態において、一の実施形態に係る多数の光電池の導電性接触を生じさせる装置を示すフローチャートである(図4Aから図4D)。 一の実施形態に係る複数の光電池を電気的に接触させる方法を示すフローチャートである。 一の実施形態に係る、二のバンドオープン接触線アレイ間の光電池の位置決めと、接触線アレイの変化とを示すフローチャートである。 一の実施形態に係る接触線位置決め及び光電池位置決め用の櫛状パターンを備えたベルトコンベアを示す断面図及び一部断片図である(図7Aから図7C)。 一の実施形態に係る機械的接触線切断装置を示す縦方向の図(図8A)及び断面図(図8B)である。 一の実施形態に係る複数の光電池を受ける半硬質鎖コンベアを示す断面図である。 一の実施形態に係る、光電池を堆積し且つ位置決めし、該光電池を互いに且つクロスコネクタと接触させるための接触線を配線するためのマトリクスを示す図である。
以下の詳細な説明は、本発明が実施されてよい具体的詳細及び実施形態を例証として示す添付図面に関する。
文言「模範的」は、ここで、「実例、例又は例証としての役目を果たすこと」を意味するように用いられる。ここに「模範的」として記載される任意の実施形態又は設計は、必ずしも、他の実施形態又は設計より好適又は有利なものとして解釈されるものではない。
以下の詳細な説明では、その一部を形成し、且つ本発明が実施されうる具体的な実施形態が例証のために示される添付図面が参照される。この点において、「上部」、「底部」、「前面部」、「後面部」等の方向に関する用語は、上記図の方向を参照して用いられる。実施形態の構成要素は多数の異なる方向で配置できるので、方向に関する用語は例証のために用いられ、決して制限的ではない。当然ながら、ここに記載される各種の実施形態の特徴は、特に異なって特定されない限り、互いに組み合わせることができる。従って、以下の詳細な説明は制限的と理解されるべきではなく、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。
本説明の文脈の中で、文言「接合」、「接続された」並びに「連結された」は、直接及び間接接合、直接及び間接接続、並びに直接及び間接連結を記述するために用いられる。図面では、同一又は同様な要素は適切である限り同一の参照符号を備える。
各種の実施形態において、光電池は、いわゆる光起電力効果によって、放射エネルギー(太陽電池の場合、例えば太陽光からの例えば主に可視光(紫外(UV)線及び/又は赤外(IR)線も加えて変換されてよいことも留意されなければならない))を電気エネルギーに変換する装置であると理解される。
各種の実施形態において、光電池モジュールは、多数の光電池を含み、且つ任意に雨除け(例えばガラス)、埋め込み及び枠組み構造を備えた、電気的に接続可能な装置であると理解される。
各種の実施形態において、光電池(例えば太陽電池)を相互接続させる製品(光電池ストリング(例えば太陽電池ストリング)/光電池モジュール(例えばソーラーモジュール))、方法及びシステムが提供される。
各種の実施形態において、多数の細い接触線を用いて光電池(例えば太陽電池)を電気的に接触させるために、大部分が平行で細い接触線のアレイ(接触線アレイとも称される)によって、光電池(例えば太陽電池)のストリングに対する前面−後面接触が生成されるが、各種の実施形態は、支持材としての光透過膜無しでもよい。
以下に続く本文に記載の実施形態は、光電池モジュールにおける光電池の新規な接続を有する光電池モジュールを導く。新規な相互接続は、例えば記述的には光電池ストリングにおける二の隣接光電池の同じ側の接触線アレイにおける接触線のオフセット配列、又は同じ光電池の前面又は後面の接触線アレイにおける接触線のオフセット配列によって光電池モジュールで見られ、他の類似製品と区別される。各種の実施形態において、接触線アレイを用いて動作可能であり、例えば支持材である補助材料(副原料)を不要にできる。
各種の実施形態で用いられる光電池は、例えば母線を有さない(但し、必要に応じて他の実施形態では備えられてもよい)が、できれば変更された接触指(グリッドフィンガーとも称される)(例えば光電池端部の前面で広げられた接触指)と後面で変更され且つ相互接続方向に対して横方向に装着された母線のみを有するであろう。相互接続方向に対して光電池が通常有する鏡面対称は、接触パターンを二の接触線アレイの交互オフセットに適合させるために相殺されてもよい。光電池の形状は正方形でなくてもよく、長方形の形状も考えられる、又は有利である。円形又は任意の形状も各種の実施形態において備わる。二の接触線アレイは互いにオフセットに配列されるので、各種の実施形態においては、光電池がもはや接触線の方向に(言い換えれば、接触線の長さの方向に)対称になるように配列される必要がないばかりでなく、(複数の)接触線が接触線アレイのオフセットに応じて交互に適合されるようにもできる。
図1Aは、一の実施形態に係る組立式光電池ストリング100の一部(例えば光電池ストリング及び例えば太陽電池モジュールである光電池モジュールの製造における中間製品)を示し、図1Bは、図1Aに係る中間光電池ストリング製品100の一部の拡大断面Aを示す。
各種の実施形態において、中間製品100、即ち光電池ストリング100は、多数の光電池102、104、106(例えば多数の太陽電池102、104、106)を含む。光電池102、104、106のうち少なくとも一(各種の実施形態では全て)の光電池は、光電池102、104、106の第1の側(例えば前面部であり、エミッタ側又は太陽側とも称される)に、第1の複数の接触線108(以下に続く本文では第1接触線アレイ108とも称される)を含んでよい。光電池102、104、106は、夫々、光電池102、104、106の第2の側(第1の側と逆側)(例えば後面部)に、第2の複数の接触線110(以下に続く本文では第2接触線アレイ110とも称される)を含んでもよい。第1の複数の接触線108と前記第2の複数の接触線110は、互いに対してオフセットに配列されてよい。第1接触線アレイ108の接触線の数は、第2接触線アレイ110の接触線の数と同じであってもよく、異なってもよい(小さい又は大きい)。
光電池102、104、106は、夫々の場合において、例えばシリコンである半導体材料の層であり、以下に続く本文では光起電層とも称される層を含んでよい。光起電層は、前面部(エミッタ側とも称される)を示す。光起電層は、半導体材料(例えばシリコン等)、化合物半導体材料(例えばIII−V−化合物半導体材料等(例えばGaAs等)、II−VI−化合物半導体材料等(例えばCdTe等)、I−III−V−化合物半導体材料等(例えば二硫化銅インジウム等))を含むか又はこれらから構成されてよい。代案として、光起電層は有機材料を含むか又は有機材料から構成されてよい。各種の実施形態において、シリコンは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン及び/又は微結晶シリコンを含むか又はこれらから構成されてよい。光起電層は、例えばpn接合パターン、pin接合パターン、ショットキー接合パターン等の半導体接合を含んでよい。
更に、例えば窒化ケイ素又は任意の他の適切な物質からなる反射防止層は、光起電層又は任意の光透過導電層上に備えられてもよい。
更に、例えば導電性の接触パターンの形態(例えば接触指の形態)である一又は多数の接触パターンは光電池に付与されてよいが、電気的接続が導電性の接触パターンによって接触線と光起電層との間に形成されるように、(複数の)接触パターンが各種の実施形態において反射防止層へ接触線を付与する前、間又は後に燃やせる導体ペーストによって形成されてよい。更に、導電性の接触パターンは、光電池の後面部に備えられてもよい。
(複数の)接触パターンは、線形状、線分形状又は点状になるように付与されてよい。各種の実施形態において、例えば個々の接触指である(複数の)接触パターンは、夫々の場合において、少なくとも25μmの幅を含んでよく、例えば少なくとも100μmの幅を含んでよい。接触パターン208の厚さは、約5μmから約50μmの範囲内であってよく、例えば10μmから約15μmの範囲内であってよい。
(複数の)接触パターンは、接触パターン付与手段(図示せず)によって付与されてよく、接触パターン付与手段は、スクリーン印刷法又は押出印刷法(extrusion printing method)によって接触パターンを付与するために配列されてよい。よって、各種の構成によれば、記述的には、接触パターン付与手段は、スクリーン印刷手段又は押出印刷手段(例えば複数の押出印刷ヘッドを有する)を示してよい。更に、(複数の)接触パターンは、電気化学堆積法又はガルバーニ電気堆積法によって形成されてよい。
各種の実施形態によれば、第1の複数の接触線108と第2の複数の接触線110は、互いに対してオフセットに配列され、例えば二の接触線の距離aの約半分だけ互いに対してオフセットに配列される。各種の実施形態によれば、第1接触線アレイ108の接触線は、約1mmから約50mmの範囲内で、例えば約3mmから約30mmの範囲内で、互いから距離aで配列されてよい。更に各種の実施形態によれば、第2接触線アレイ110の接触線は、約1mmから約50mmの範囲内で、例えば約3mmから約30mmの範囲内で、互いから距離aで配列されてよい。各種の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、例えば約0.5mmから約25mmの距離だけ互いに対してオフセットに配列されてよく、例えば約1.5mmから約15mmの距離だけ互いに対してオフセットに配列されてよい。
接触線アレイ108、110は、夫々の場合において、複数又は多数の接触線を含んでよく、例えば約3本の接触線から約90本の接触線、例えば約5本の接触線から約50本の接触線、例えば約20本の接触線を含んでよい。
各種の実施形態において、細い接触線が備えられ、接触線は例えば400μm未満の直径、例えば350μmの直径、例えば300μmの直径、例えば250μ未満の直径を示す。接触線アレイ108、110の接触線は、本質的に互いに平行に伸びていてよく、代案としては互いに対してある角度であってもよいが、接触線は各種の実施形態においてそれらの縦方向に沿って接触しない。接触線は、例えば夫々少なくとも一の光起電層である光電池102、104、106夫々によって生成される、例えば電流である電気エネルギーを回収且つ伝達するように配列できる。
接触線は、例えば金属導電性材料である導電性材料を含むか又はこれらから構成されてよく、これは金属Cu、Al、Au、Pt、Ag、Pb、Sn、Fe、Ni、Co、Zn、Ti、Mo、W及び/又はBiのうち一以上の金属を含むか又はこれらから構成されてよい。接触線は、Cu、Au、Ag、Pb及びSnからなる一群から選択される金属を含むか又はこれらから構成されてよい。更に、接触線は、例えば銀及び/又はニッケルである金属又は金属合金で被覆されてよい。接触線は、例えば拡散バリア層(例えばNi、Coからなる)及び/又はハンダ層(例えばSn、Ag、Sn−Ag、Sn−Pb、Sn−Bi)を備える銅線として構成されてよい。
接触線は、例えば、円形断面、楕円断面、三角形断面、四角形断面(例えば正方形断面)、又は任意の他の多角形形状の断面等の任意の断面を一般に含んでよい。接触線は、パターン化表面を含んでもよい。
光電池102、104、106の相互接続によって、例えば10個の光電池(他の実施形態では、一の光電池ストリングは、3個の光電池から40個の光電池の長さを有してよく、例えば5個の光電池から15個の光電池の長さを有してよい)である、異なる長さの光電池ストリングが生じる。光電池ストリングは、光電池モジュールにおいて異なる配列を含んでよい(例えば、縦方向又は横方向に配列されてよい)。
上述されたように、各種の実施形態において、例えば接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列される二の独立した接触線アレイ108、110の利用が提供されてよい。二の接触線アレイ108、110は、夫々の場合において、例えば5本の接触線から90本の接触線(例えば約20本の接触線)から構成され、約1.5mmから約30mmの範囲内の平均接触線距離で、また夫々例えば約50μmから約300μmの範囲内の接触線厚さで、等距離に構成される。
各種の実施形態において、二の接触線アレイ108、110は、光電池ストリングの、つまり光電池モジュールの各光電池ととともに、光電池の前面部から夫々直接隣接した光電池の後面部まで交互に並んでよく、またその逆も同様である。図1A及び図1Bは、接触線アレイ108、110の位置決め後の相互接続された光電池の構造を示す。接触線アレイ108、110は、光電池ストリングの、つまり光電池モジュール100の光電池102、104、106に対して、記述的には機織り状に付与される。
各種の実施形態によれば、光電池モジュール100の光電池102、104、106は、光電池102、104、106の夫々の前面部に一の接触パターン(例えば上述した導電性の接触指の形態で)を含んでもよく、第1の複数の接触線108は、少なくとも部分的に、前記接触パターンの上に配列されてよい。原則的に、接触線は、接触パターンに対して任意の角度で配列でき、例えば接触パターンに対して縦に(即ち、記述的には本質的に接触パターンと平行に)又は90°の角度で(即ち、記述的には本質的に接触パターンに対して垂直に)配列できる。
第1の複数の接触線108は、光電池102、104、106の前面部に装着されてよく、一方、第2の複数の接触線110は、光電池102、104、106の後面部に装着されてよい。
第1の複数の接触線108は、ハンダ接合及び/又は結合接合及び/又は接着接合によって光電池102、104、106の前面部(言い換えれば、エミッタ側又は太陽側)に装着されてよい。第2の複数の接触線110は、ハンダ接合及び/又は結合接合及び/又は接着接合によって光電池102、104、106の後面部に装着されてよい。
光電池の一以上の端部領域は、電気的絶縁層を備えてよい。このようにして、例えば以下に続く本文で記載されるようなレーザ配列(配置)によって接触線を二の隣接した光電池102、104、106の間で分割する際に、短絡が回避されてよい。
各種の実施形態によれば、光電池モジュール100は、複数の光電池102、104、106を備え、複数の接触線が各光電池102、104、106の前面部に配列され、互いに隣接した光電池102、104、106の前記複数の接触線は、夫々の場合において、互いに対してオフセットに配列される。
各種の実施形態における方法に係る光電池ストリングの光電池102、104、106の前面部及び後面部に接触線アレイ108、110を機織り状に付与することによって、先ず、光電池(例えば太陽電池)において不必要に短絡した光電池ストリングが生成される。光電池(例えば太陽電池)を電気的に意味のある直列回路の中に取りこむために、各種の実施形態によれば、過剰で邪魔になる接触線ブリッジを除去する。このために、各接触線アレイ(108、110)の接触線は、セクション200において図2に示すように各第2光電池中間領域で交互に除去される。
図2に示すように、第1接触線アレイ108の接触線(第1光電池102の前面部から第1光電池102に直接隣接した第2光電池104の後面部まで配線され、そして再び同じく第2光電池104に直接隣接した第3光電池106の前面部まで配線される)は、第1切断領域202によって図2に象徴されるように、第1光電池102及び第2光電池104の間の中間領域において切断される。
更に、第2接触線アレイ110の接触線(第1光電池102の後面部から第2光電池104の前面部まで配線され、そして再び同じく第3光電池106の後面部まで配線される)は、第2切断領域204によって図2に象徴されるように、第2光電池104及び第3光電池106の間の中間領域において切断される。この切断は、レーザによって、或いは機械的切断装置又は機械的スタンピング装置によって実行されてよい。更に、各種の実施形態において、切り抜かれた接触線片が例えば真空装置によって除去又は吸い出される装置が備えられる。接触線端部を電気的に互いから絶縁させるために、接触線の切断後に適切な装置によって、例えば太陽電池である光電池の予め電気的に絶縁された端部を越えて、接触線端部を曲げることも考えられる。
図3は、一の実施形態に係る二の独立した接触線アレイによって複数の光電池102、104、106を接続させる方法における必須ステップが示されたフローチャート300を示す。
この方法は、302において、第1の複数の接触線を第1光電池の前面部に付与する工程と、第2の複数の接触線を第1光電池の後面部に、第1の複数の接触線に対してオフセットに、例えば平行でオフセットに付与する工程と、を含んでよい。両プロセスステップは、同時に又は任意の順序で逐次に行われてよい。
更に、304において、第1の複数の接触線は、接触線アレイが光電池の前面部から後面部に変化した後に、第2光電池の後面部に付与されてよく、第2の複数の接触線は、接触線アレイが光電池の後面部から前面部に変化した後に、前記第2光電池の前面部に付与されてよい。両プロセスステップは、同時に又は任意の順序で逐次に行われてよい。
更に、各種の実施形態において、このプロセスステップの間に二の接触線アレイを第1光電池に電気的に接触させるが、これは製造工程において任意で後に行われてよい。
接触線の相互オフセット配列がこの方法の初期に提供できること、また接触線が配列された後に光電池が二の大部分の接触線の間に押しこまれてよいことが指摘されねばならない。
更に、306において、第1の複数の接触線又は第2の複数の接触線の切断が、第1光電池及び第2光電池の間で提供される。
第1の複数の接触線108と第2の複数の接触線110は、夫々の場合において、例えば一の光電池の前面部から直接隣接した光電池の後面部に夫々の場合において交互に配線されるように、第1光電池102及び第2光電池104の間、並びに第2光電池104及び第3光電池106の間を機織り状に互いを通り越して配線されてよい(run past)。
互いに隣接した光電池102、104、106の複数の接触線108、110は、横方向に重ならないように、互いに対してオフセットに配列されてよい。言い換えれば、互いに隣接した光電池102、104、106の夫々の場合における複数の接触線108、110は、平行で互いに対してオフセットで配列されてよい。
図4Aから図4Dは、光電池ストリングを形成する多数の状態において、一の実施形態に係る多数の光電池を機械的に接続及び電気的に接触させる装置を示す。
よって、可能なプロセス順序は図4Aから図4に示され、例えば以下を含んでよい。
1.光電池の堆積と光電池の位置決め。
2.接触と接触線アレイの変化。
3.光電池ストリングの前進。
4.接触線の切断。
図4Aに示すように、第1プロセス状態400において、接触線アレイ108、110は、第1光電池102に既に付与されている。即ち、第1接触線アレイ108から第1光電池102の前面部までと、第2接触線アレイ110から第1光電池102の後面部までとに既に付与されている。
複数の光電池102、104、106を電気的に接続させる装置は、各種の実施形態において、例えば製造中に光電池ストリングを輸送するベルトコンベアとして実現される光電池ストリング輸送装置を含む。更に、当該装置は、各種の実施形態において、例えばグリッピングツールとして実現される光電池供給装置を含み、これによって光電池102、104、106は接触線アレイ間でコンベア上に堆積される。光電池輸送装置の代案物は、以下に続く本文において非常に詳細に説明される。
更に、二の接触線アレイ108、110は、光電池102、104、106及び光電池ストリング輸送装置402の輸送方向(図4Aにおいて第1方向矢印404によって象徴される)を基準にした方向に、機織り状に既に互いを通り越して配線されている(run past)。機織りプロセスと同様に、二の接触線アレイ108、110の接触線は、縦糸として考えられてよい。更に機織りプロセスと同様に、形成されるべき光電池ストリング、つまり形成されるべき光電池モジュールの個々の光電池は、横糸として考えられてよい。
第2光電池104は、二の接触線アレイ108、110の間に形成される空間に位置決めされ、第1接触線アレイ108の接触線上にその後面部が配置される。
図4Bに示すように、第2プロセス状態420において、接触線アレイ108、110はここで第2光電池104に付与されるが、接触線アレイの両側において変化があり、第1接触線アレイ108は第2光電池104の後面部に付与されており、第2接触線アレイ110は第2光電池104の前面部に付与されている。更に図4Bは、接触線アレイ108、110の接触線が第2光電池104の接触パターンに固定されていることを示す。ここに示した場合では、接触線アレイ108、110は、光電池の接触パターンにハンダ付けされ、複合据え付け/ハンダ付け装置422、又は多数の単一装置から形成される装置によって(第光電池104の上面方向における据え付け/ハンダ付け装置422の押圧方向は、第2方向矢印424によって象徴される)、このプロセス中に第2光電池104の夫々の表面に押圧される。
各種の実施形態において、接着又は結合によって接触パターンに接触線アレイを電気機械的に固定することも提供される。
更に、光電池102、104、106及び二の接触線アレイ108、110は光電池輸送装置402の輸送方向(図4Bにおいて第3方向矢印426によって象徴される)を基準にした垂直方向に、更なる時間において、機織り状に互いを通り越して配線されている(run past)。
図4Cに示すように、第3プロセス状態440において、光電池輸送装置402上に既に存在する光電池、即ち第1光電池102及び第2光電池104は、光電池(ストリング)ベルトコンベア402を用いて第4方向矢印442によって(図4Cの左側に向かって)象徴される方向に更に輸送される(光電池ストリングの前進)。
図4Dに示すように、第4プロセス状態460において、次に一の光電池アレイ108、110の接触線は、夫々の場合において、以下に続く本文により詳細に説明するように、例えば接触線切断装置462によって切断される。これは、切断されていない接触線によって、二の互いに隣接した光電池102、104の間の夫々の場合における電気的接続、即ち直列回路が残存するように、第1接触線アレイ108の接触線のみ、又は第2接触線アレイ110の接触線のみがこのプロセスステップで切断されることを意味する。即ち、接触方法に起因する光電池の短絡が、この切断によって除去される。
記述的には、各光電池104が前面部から後面部に処理され、また逆に先の光電池102のハンダ付けステップに並行して、即ち同時に、或いは任意には先の光電池102のハンダ付けステップに続いてのみ処理されるとともに、二の接触線アレイ108、110は変更される。このプロセスにおいて、夫々新たな光電池104は、二の接触線アレイ108、110によって囲まれる。
図6は、位置決め後における多数の光電池の光電池相互接続の構造を示す。このプロセスを繰り返すことによって、基本的に継ぎ目のない(無限の)光電池ストリングが連続的に製造される。
よって、図4Aから図4Dに示されたこのプロセスは、必要な長さの光電池ストリングが上記の方法で形成されるように繰り返し実行されてよく、一般的には任意の繰り返し回数で実行されてよい。
図5は、一の実施形態に係る複数の光電池を電気的に接触させる方法を示すフローチャート500を示す。
各種の実施形態によれば、この方法は、502において、光電池ストリングを形成するために、光電池及びクロスコネクタを配列することを含む。
この方法は、504において、第1の複数の接触線及び第2の複数の接触線を光電池及びクロスコネクタの第1の側(例えば前面部又は後面部)又は第2の側(夫々他方の側)に位置決め且つ付与することを含み、このプロセス中、必要であれば接触線の被覆を含んでよい。
506において、二の光電池間と、光電池及びクロスコネクタ間とにおいて第1の複数の接触線と第2の複数の接触線の切断が提供されてよい。
この方法は、508において、一の光電池モジュールマトリックスを形成するために多数の光電池ストリングを配列することを含んでよい。
510において、クロスコネクタの接触が行われてもよい。
更に、512において、光電池モジュールが形成するために、光電池モジュールマトリックスの埋め込み及び(最終)製造が行われてよい。
以下に続く本文では、各種の実施形態の幾つかの方法ステップがより詳細に記載され、基本方法を必然的に又は任意に支持する他の方法ステップが説明される。
この方法は、以下のステップを含んでよい。
1.光電池の検査。
2.接触線の取り扱い。
3.接触線の機能付与。
4.光電池の堆積と光電池の位置決め。
5.光電池ストリング開始及び光電池ストリング終了の実施。
6.接続ステップ。
7.接触線及びクロスコネクタの切断。
8.マトリックスの配置及びクロス相互接続。
9.光電池マトリックスの埋め込みと光電池モジュールの製造。
上述のようなプロセスステップ順序は、一例としてのみ考えられるべきであり、本発明に対して制限的と考えられるべきではない。個々のプロセス自体は任意であり、個々のプロセスステップの順序は意味がある限り原則的に任意に変更されてよい。
各種の実施形態において、光電池の検査が行われる。光電池ストリングにおいて破損した光電池102、104、106の置換は、巨額な費用でのみ達成されるので、光電池102、104、106は各種の実施形態における処理の前に、ひび割れや他の欠陥について検査される。これは、例えば超音波/振動、曲げ等によって規定されたストレス試験によって行われてよい。更に、各種の画像処理技術による光電池102、104、106の視覚的検査が各種の実施形態において提供される。
更に、接触線の取り扱いが各種の実施形態において行われる。保持時間を最小限にするようにできるだけ稀にしか接触線アレイを交換しないことを可能にするため、比較的大きな接触線リール(一以上の接触線供給装置の実施として)(重量は例えば約0.5kgから約25kg、接触線の長さは例えば約1kmから1000km)を各種の実施形態において使用できる。従って、接触線は、該接触線及び光電池(例えば太陽電池)上の力の作用を減じるために、各種の実施形態において積極的に運搬され、又は積極的にロールオフされる。接触線アレイの交換を迅速且つ単純に行うために、この接触線交換は、交換施設(「スワップキット」とも称される)当たりで行うことができる。よって、最も単純な場合、各種の実施形態において、例えばハンダ付け、接着等によりクロスコネクタ又は比較可能なユニットに装着された接触線アレイ上に適当な接触線の間隔を安定化させ且つ固定化させるために用いられる。これらのアレイは、接触線の組立プラントに単一ステップで導入される。「スワップキット」に対する接触線の接続及び位置決めステップを容易にするために、例えば接触線の装着(threading-in)を支持する櫛状ユニットを用いることができる。
更に、各種の実施形態において、接触線の機能付与が行われる。接触線又は全接触線アレイは、夫々、連続的に浸漬させることにより、又は予めハンダ付けされた接触線を用いる次のハンダ付けプロセスのために融剤を噴霧することにより被覆されるという点で、任意に機能付与されてよい。ハンダ付けされていない接触線をハンダで被覆することが、各種の実施形態で提供されてもよい。結合プロセスでは、透明且つできれば導電性の接着剤(例えばメタクリル酸系UV硬化性)が塗布されてもよく、これは光電池(例えば太陽電池)への接触線の固定を支持し、このプロセスによって接触パターン上に作用する力を減じる。
更に、光電池の堆積と光電池の位置決めが各種の実施形態において行われる。適切なグリッピングツールによって、光電池102、104、106、604(例えば太陽電池)が、例えば二の開放された(即ちスパンオープン(spanned-open))接触線アレイ108、110の間に横方向に配置され、例えば図6のスケッチ600に示されるように堆積される。更に、機織り状接触線の変化は、方向矢印6004によって示される。接触線の横方向における位置決めは、例えば互いに垂直に配列された二の櫛状ユニット702、704を用いる例えば停止部によって行うことができる(図7Aから図7Cにおける光電池102、104、106、602を受けるへこみ部706を備えた位置決め配列700を参照)。各種の実施形態において、接触線の配線(各接触線は常に二のピン708の間に配線される)と正確な光電池の位置決め(光電池ストリングの位置及び次の光電池からの距離)との両方が、ショートガイドピン(コーン)によって支持される一の実施形態が提供される。横ガイドピン710は、夫々の光電池の横方向の位置を固定する。各種の実施形態において、最終位置に大まかに予め配置されただけであるが接触線アレイ108、110間に挿入された光電池102、104、106、602をシフトさせる櫛状ユニット702、704を用いる。この過程は、例えば光電池ストリングが機械的に固定され、且つ接続ステップまで(又はその後に)安定化されるという利点がある。停止部702、704は、各種の実施形態において他の機能を有してよい。例えば、光電池を横方向に配置且つ保持するだけでなく、接触線アレイの変化中におけるベルトコンベア402の表面から光電池が持ち上げられるのを防止する等である。しかしながら、各種の実施形態では、光学系による光電池の位置決めも提供される。光電池ストリングの輸送は、フレキシブルベルトコンベア402によって、又は半硬質循環柔軟結合ユニットによっても行われてよい。これらは、夫々の場合において単一光電池を収容する。ベルトコンベア402は、可能なハンダ付けプロセスを支持するために、且つ光電池ストリングをハンダ付け後にゆっくり且つ規定の方法で冷却するために、予め加熱されてよい。
更に、光電池ストリング開始及び光電池ストリング終了の実施が各種の実施形態において行われる。このプロセスを繰り返すことによって、原則的に継ぎ目のない(無限の)光電池ストリングが連続的に製造されるが、これは例えば除去可能な光電池のダミー電池又はハンダ付け不可能なレール等の同様なユニットを挿入することにより中断され、光電池モジュールの製造に必要な長さにされてよい。これらの光電池のダミーユニットは、例えばハンダ付けプロセスにおける陽極酸化アルミニウム、PTFE又はセラミックス等の、適用される接合方法では接続できない材料からなる。光電池ダミーを分離且つ除去した後に、光電池ストリングが分離される。各種の実施形態において、光電池ダミーユニットの代わりにクロスコネクタを挿入することによって、光電池ストリング開始部及び光電池ストリング終了部を生じさせる横方向の相互接続の部分を統合してよく、この結果、接触線切断後に緩んだ接触線終了部が突出することが回避され、その後の光電池ストリングの取り扱いが容易になる。
更に、接続ステップが各種の実施形態において行われる。接触線アレイ及び光電池は、ハンダ付け方法(例えば、接触ハンダ付け、誘導加熱ハンダ付け又は熱気の付与)又は或いは例えば結合又は接着によりできるだけ広い領域で接続される。ハンダ付け方法が用いられる際、例えば接触線アレイが融剤を張ったタブを通過するか又は融剤を噴霧するように、先ずハンダ被膜線が各種の実施形態において融剤で被覆される。ハンダ付けプロセス中は、ハンダが固まるまで光電池上に固定された接触線を保持するソフト据え付け装置422又は微小ピストンアレイが提供される。このプロセスステップは、夫々の場合において個々の光電池の位置決めの直後、又は多数の光電池が配置されて光電池ストリング(例えば太陽電池ストリング)を形成した後にのみ、行われてよい。各種の実施形態において、光電池及び接触線アレイ108、110をベルトコンベア402に固定するために同時に接触プロセス(例えばハンダ付け)を用い、据え付け装置422が光電池及び接触線アレイをベルトコンベア402に固定する限りは後者を実施することによって接触線アレイに必要な変化を容易にする。
更に、接触線及びクロスコネクタの切断が、各種の実施形態において行われる。それまで短絡していた光電池を電気的に意味のある直列回路に取りこむために、過剰な接触線ブリッジが各種の実施形態において除去される。このために、光電池領域における各第2接触線アレイは、交互に中断される。このプロセスにおいて、切断装置は、カメラシステムを用いた光電池端部によって調整できる。各種の実施形態において、切断装置が配置されてよいストリング配列の堅固な構造が提供され、その位置決めを容易にし、複雑な検査及び補正システムを過剰なものとする。
接触線の切断は、例えば切断又はスタンピングにより自己センタリング装置を用いて張力無しに機械的に行うことができる。しかしながら、光電池又はハンダ付け接合上には、全く力がかからない又はほんの少しだけ力がかかることに注目しなければならない(図8A及び図8B参照)。
図8A及び図8Bは、一の実施形態に係る機械的接触線切断装置462を示す縦方向の図800(図8A)及び断面図820(図8B)を示す。
接触線切断装置462は、一以上の切断装置又はスタンピング装置802を含んでよく、これは例えば二のブレード804、806であって、互いに反対側にあり、互いに接合されてよく、その相互接合とともに(6個の方向矢印810によって図8Aに象徴される)、夫々第1接触線アレイ108又は第2接触線アレイ110のブレード804、806間に配列された接触線808を切断する。ブレード804、806の数は、接触線アレイ108、110の接触線808の数と同一、又は接触線アレイ108、110の接触線808の数と異なってよい。ブレード804、806の数が接触線アレイ108、110の接触線808の数よりも小さい場合は、ブレード804、806は、接触線808の縦方向に対して横方向に移動されてよく、切断されるべき接触線アレイ108、110の個々の接触線808ができれば引き続いて「接近」され切断されるように駆動されてよい。更に図8Aは、異なる接触線アレイ108、110の二の接触線間の距離を象徴する方向矢印810を示す。各種の実施形態において、切断装置又はスタンピング装置802は、第1接触線アレイ108の接触線808又は第2接触線アレイ110の接触線808に夫々の場合において接近してその後切断するために、接触線808に対して横方向にこの距離だけ移動されてよい。
機械的切断の代案として、過剰な接触線をレーザシステムによって除去することもできる。レーザ切断の場合、分離された導電性材料が夫々の光電池と光電池端部を介した短絡上には堆積されないことに注目すべきである。これを回避するために、例えば光電池端部に例えばソフトローラによって塗布されてUV線によって硬化されてよい光電池端部にわたって予め塗布された例えばPMMA/MMA混合物の電気的絶縁層が、幾つかの実施形態において提供される。
切り抜かれた接触線片は、例えば圧縮空気によって、又は吸引されることによって除去されるべきであり、これによって、切り抜かれた接触線が、後の光電池モジュールに入り込まず、積層されることが確保される。さもなければ、短絡を引き起こすリスクがあるであろう。各種の実施形態において、これに対して、後処理に備えるために、切断されていない又は切断が不完全な接触線を検出する検査システムが提供される。各種の実施形態において、対応する画像収集及び評価を伴う、拡散的に透明な表面上への光電池中間領域の又は全光電池ストリングの或いはレイアップの射出が提供される。
更に、マトリックスの配置及び横方向の相互接続が各種の実施形態において行われる。個々の光電池ストリングは個別に製造され、次に配置され、相互接続されて、光電池ストリングの光電池マトリックスを形成する。しかしながら、他の方法及び相互接続の種類が、他の実施形態において提供されてもよい。よって、光電池ストリングは、両面における短いクロスコネクタを用いて製造できる。ここで光電池マトリックスの配置及び光電池ストリングの相互接続は、クロスコネクタ間に対応スペーサを付加することによって行われるのみである。同様に、各種の実施形態において、光電池ストリングを光電池モジュールに横方向に設置する。
更に、光電池マトリックスの埋め込みと光電池モジュールの製造が各種の実施形態において行われる。埋め込みは、本質的に通常用いられる積層方法によって行われる。しかしながら、各種の実施形態では、他の埋め込み変形も提供される。接続ソケット等の骨組み、装着も、モジュール製造における従来のステップに応じて行われる。
よって、各種の実施形態に係る光電池モジュールは完了される。
図9は、一の実施形態に係る複数の光電池を受ける半硬質鎖コンベアを示す断面図900を示す。
各種の実施形態において、光電池ストリングは、可動に支持されるが本質的には硬質である部分要素902上に連続的に組み立てられる。光電池の製造方向及び横方向への配列は、互いに垂直に配列された二の櫛状ユニット904によって再度行うことができる。よって、各種の実施形態において、櫛状位置決めユニット904を鎖リンク902に直接取り込み、或いは光電池を鎖リンク902の対応する円錐状へこみ部906に堆積し、この結果、位置決めが自動になる。接触線の配線は、鎖リンク902の案内スロットの形状をとることもできる。フレキシブルベルトコンベア402と比較すると、この実施の可能性は、鎖上における光電池の位置決めの正確さが、鎖リンク902に光電池位置決め・ワイヤ案内ユニット904を堅固に接続することによって増加するという利点を有する。光電池の固定及び焼き戻し、後の接触線及びクロスコネクタの切断等の他の機能は、個々の鎖リンク902に統合することもできる。光電池ストリングの開始部及び終了部は、偏位板(deviating plate)908によって、又は光電池ダミー906を挿入することによって、クロスコネクタに挿入される。
図9は、半硬質鎖コンベアからの断面図900を示す。個々のプレート902は、光電池を受けるへこみ部904を有し、光電池の間には接触線配線用のピン904があり、接続板908は、光電池ストリングを終了させるクロスコネクタを受ける二の隙間又は溝910を有し、鎖リンク902の数はnxであり(光電池ストリングにおける光電池数は各種の実施形態において+1であり、n=1、2、3...)、図9には光電池も接触線アレイも示されていない。
図10は、一の実施形態に係る、光電池を堆積し且つ位置決めし、該光電池を互いに且つクロスコネクタと接触させるための接触線を案内するためのマトリクス1000を示す。
光電池の線形ストリング相互接続を有する実施形態は、一の光電池モジュールに対する二又はできれば全ての光電池ストリングが、二次元マトリクス1000に予め配置され、平行に一緒にハンダ付けされ、切断される点で、各種の実施形態において二次元に拡大されてもよい。よって、光電池ストリング相互接続及びマトリクス配置/横方向相互接続の製造片は、各種の実施例において一の装置で結合される。
光電池を受ける装置として、後の光電池マトリクスの方向におけるスレッドパターンが提供されるが、これは接触線配線のために光電池を受ける円錐状へこみ部1002を示し、スロット又は円錐(図10には図示せず)を示す。各光電池マトリックス1000の端部では、クロスコネクタが対応ホルダ1004に挿入され、適切なクランプで固定されるであろう。クロスコネクタには、接触線アレイが固定され、電池の接触プロセスが夫々開始又は継続される。この性能は機織りプロセスの開始を容易にし、ハンダ付け又は接着的に接合された接触線を備えた第1のクロスコネクタは、「スワップキット」として機能でき、保持時間を最小限にするために手動で挿入できる。これに続いて、光電池マトリックス1000が組み立てられ、光電池及びクロスコネクタの過剰接触配列が光電池マトリックス1000から同時に又は逐次に切り抜かれる。光電池マトリックス1000が製造された後、一のマトリックス長だけ移動され、新たな光電池マトリックス1000が配置され、プロセスが継続される。相互接続された光電池は、製造された光電池マトリックス1000から外され、光電池モジュールの製造のためにレイアップが配置される。図10は、既に切り抜かれたワイヤ接続、相互接続、及びクロスコネクタを備えた可能な光電池マトリクス1000を示す。
光電池マトリックス1000における適切な場所での開放部によって、正確な切断、切り抜かれた接触線及びクロスコネクタの除去、並びに接続された光電池の検査が容易にできる。クロスコネクタの位置決め以外に、保護ダイオードは、光電池マトリックス1000に追加で挿入でき、例えばハンダ付けによって光電池に平行に接触される。
各種の実施形態において、光電池モジュールの光電池は、正方形の形状を有することができる。しかしながら、各種の実施形態では、光電池モジュールの光電池は、光電池マトリックス1000内の又は半硬質鎖コンベア900の、対応形状のへこみ部又はセンタリング装置を有する非正方形の形状を示すこともできる。これらの場合、例えば一以上の正方形形状(この形態において標準光電池とも称される)の光電池を分離(例えば切断)し、分割して、多数の非正方形光電池を形成することによって、光電池モジュールの光電池を形成できる。
更に、各種の実施形態において、一の光電池ストリングが共通のプロセスステップにおいて(言い換えれば同時に)接触されるだけでなく、単一光電池ストリングよりも大きい光電池マトリックスの一部又は全光電池マトリックスが共通のプロセスステップにおいて(言い換えれば同時に)接触される。
各種の実施形態において、光電池モジュール(例えばソーラモジュール)が提供される。光電池モジュールは、多数の光電池(例えば多数の太陽電池)を有してよい。前記複数の光電池のうち少なくとも一の光電池は、前記光電池の前面部に第1の複数の接触線と、前記光電池の後面部に第2の複数の接触線と、を備え、前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、互いに対してオフセットに配列されてよい。
一の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、横方向に重なれない又は接触できないように、互いに対してオフセットに配列される。言い換えれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、互いに平行にオフセットに配列できる。
一の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、少なくとも一の接触線の直径だけ互いに対してオフセットに配列でき、例えば互いから二の接触線の距離の約半分だけオフセットに配列できる。各種の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、約0.1mmから約25mmの距離だけ、例えば約1.5mmから約15mmの距離だけ、互いからオフセットに配列できる。
他の展開によれば、光電池モジュールの光電池は、夫々の光電池の前面部に接触パターンを示し、第1の複数の接触線は、接触パターン上に少なくとも部分的に配列できる。原則として、接触線は、接触パターンに対して任意の角度で配列でき、例えば接触パターンに対して縦に(即ち、記述的には本質的に接触パターンと平行に)又は90°の角度で(即ち、記述的には本質的に接触パターンに対して垂直に)配列できる。
光電池は各種の実施形態において適合した設計の接触パターンを示すことが指摘されるべきである。よって、各種の実施形態において任意の母線を付与することはもはや必要ではなく、それらは各種の実施形態において備えられない。更に、光電池の先の後面部は、各種の実施形態において同様に構成されてよく、例えば後に付与される接触線に対して横方向に伸びる接触パターンを有する。
更なる他の展開によれば、接触パターンは、複数の導電性接触指を示してよい。
第1の複数の接触線は、光電池の前面部に装着されてよく、一方、第2の複数の接触線は、光電池の後面部に装着されてよい。
この場合、各種の実施形態において、第1の複数の接触線が光電池の前面部に装着される際に、夫々の場合において隣接する電気的に接触した光電池の後面部に装着され、また逆も同様である。
第1の複数の接触線は、ハンダ接合及び/又は結合接合及び/又は接着接合によって光電池の前面部(言い換えれば、エミッタ側又は太陽側)に装着されてよい。
光電池の一以上の端部領域は、電気的絶縁材料で被覆されてよい。
各種の実施形態において、光電池モジュールが提供される。光電池モジュールは、複数の光電池を備えてよく、複数の接触線が各光電池の前面部に配列され、互いに隣接した光電池の前記複数の接触線は、夫々の場合において、互いに対してオフセットに配列される。
複数の光電池のうち少なくとも幾つかは、夫々の場合において、前面部及び後面部と、光電池の前面部にある第1の複数の接触線と、光電池の後面部にある第2の複数の接触線と、を備えてよく、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、互いに対してオフセットに配列される。
一の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、横方向に重ならない又は接触しないように、互いに対してオフセットに配列される。言い換えれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、互いに平行にオフセットに配列できる。
一の展開によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、少なくとも一の接触線の直径だけ互いに対してオフセットに配列されてよく、例えば互いから二の接触線の距離の約半分だけオフセットに配列されてよい。各種の実施形態によれば、第1の複数の接触線と第2の複数の接触線は、約0.1mmから約25mmの距離だけ、例えば約1.5mmから約15mmの距離だけ、互いからオフセットに配列されてよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかは、夫々の場合において、夫々の光電池の前面部に接触パターンを示してよく、第1の複数の接触線は、接触パターン上に少なくとも部分的に配列される。原則として、接触線は、接触パターンに対して任意の角度で配列されてよく、例えば接触パターンに対して縦に(即ち、記述的には本質的に接触パターンと平行に)又は90°の角度で(即ち、記述的には本質的に接触パターンに対して垂直に)配列されてよい。
更なる他の展開によれば、接触パターンは、複数の導電性接触指を含んでよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、第1の複数の接触線は、夫々の場合において、光電池の前面部に装着されてよく、第2の複数の接触線は、夫々の場合において、光電池の後面部に装着されてよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、第1の複数の接触線は、夫々の場合において、ハンダ接合及び/又は結合接合及び/又は接着接合によって光電池の前面部に装着されてよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、夫々の光電池の一以上の端部領域は、夫々の場合において、電気的絶縁層を備えてよい。
各種の実施形態によれば、複数の光電池を電気的に接続させるための方法が提供される。この方法は、第1の複数の接触線を第1光電池の前面部に付与する工程と、第2の複数の接触線を前記第1光電池の後面部に付与する工程と、前記第1の複数の接触線を第2光電池の後面部に付与する工程と、前記第2の複数の接触線を前記第2光電池の前面部に付与する工程と、を含んでよく、前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、互いに対してオフセットに配列される。
前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、前記第1光電池及び前記第2光電池の間を例えば機織り状に互いを通り越して配線され(run past)てよい。
互いに隣接した光電池の複数の接触線は、夫々の場合において、横方向に重ならない又は接触しないように、互いに対してオフセットに配列される。言い換えれば、互いに隣接した光電池の複数の接触線は、夫々の場合において、平行で互いに対してオフセットに配列されてよい。
互いに隣接した光電池の複数の接触線は、夫々の場合において、少なくとも一の接触線の直径だけ互いに対してオフセットに配列でき、例えば二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列できる。一の実施形態によれば、互いに隣接した光電池の複数の接触線は、夫々の場合において、例えば約0.1mmから約25mmの距離だけ、例えば約1.5mmから約15mmの距離だけ、互いに対してオフセットに配列されてよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、一の接触パターン又は多数の接触パターンは、(複数の)光電池の前面部に付与されてよく、第1の複数の接触線は、接触パターン上に少なくとも部分的に配列される。原則として、接触線は、接触パターンに対して任意の角度で配列されてよく、例えば接触パターンに対して縦に(即ち、記述的には本質的に接触パターンと平行に)又は90°の角度で(即ち、記述的には本質的に接触パターンに対して垂直に)配列されてよい。
各種の実施形態において、一の接触パターン又は多数の接触パターンは、光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、(複数の)光電池の後面部に付与されてよい。
接触パターンは、複数の導電性接触指を有してよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、複数の接触線は、夫々の場合において光電池に装着されてよい。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、複数の接触線は、夫々の場合において、ハンダ付けによって及び/又は結合によって及び又は接着によって、光電池に装着されてよい。
第1光電池及び第2光電池の間で、第1の複数の接触線が切断されてよい。
前記切断は、レーザによって又は機械的切断装置によって、例えば低い張力で又は張力無しで実行できる。
光電池モジュールの複数の光電池のうち少なくとも幾つかにおいて、夫々の光電池の端部領域は、夫々の場合において、電気的絶縁層が備わってよい。
各種の実施形態によれば、複数の光電池を電気的に接続させるための装置が提供される。この装置は、多数の接触線を供給する接触線供給手段と、第1の複数の接触線を第1光電池の前面部に付与し、第2の複数の接触線を前記第1光電池の後面部に付与し、前記第1の複数の接触線を第2光電池の後面部に付与し、前記第2の複数の接触線を前記第2光電池の前面部に付与するように構成された手段と、を示してよく、当該手段は、前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、互いに対してオフセットに配列されるように更に構成される。
接触線は、例えばニッケル、銅、アルミニウム及び/又は銀である金属、或いは他の適切な金属を含んでよい。更に、接触線は、例えば銀、Sn及び/又はニッケルである金属又は金属合金、並びに/或いはSn−Pb、Sn−Pb−Ag、Sn−Biを含む又はこれらから構成されるハンダ塗装で被覆されてよい。
各種の実施形態において、光電池モジュールの光電池は、正方形の形状を示してよい。しかしながら、各種の実施形態では、光電池モジュールの光電池は、非正方形の形状を示してもよい。これらの場合、例えば一以上の正方形形状(この形態において標準光電池とも称される)の光電池を分離(例えば切断)し、分割して、多数の非正方形光電池を形成することによって、光電池モジュールの光電池を形成されてよい。各種の実施形態において、標準光電池に接触パターンを採用することがこれらの場合に提供されてよく、例えば後部横方向のパターンが追加で提供されてよい。
本発明は詳細な実施形態を参照して特に示され記載されたが、形態及び詳細においては、添付された特許請求の範囲によって規定される発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲で各種変更可能である。よって本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲によって示され、従って特許請求の範囲と同等の意味及び範囲内にある全ての変更が包含される。

Claims (21)

  1. 複数の光電池を備える光電池モジュールであって、前記複数の光電池のうち少なくとも一の光電池は、
    前記光電池の前面部に第1の複数の接触線と、
    前記光電池の後面部に第2の複数の接触線と、
    を備え、
    前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列される
    ことを特徴とする光電池モジュール。
  2. 前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、平行で互いに対してオフセットに配列されることを特徴とする請求項1に記載の光電池モジュール。
  3. 前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、それぞれ、1mmから50mmの範囲内の間隔で配列され、
    前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、0.5mmから25mmの範囲内の距離だけ互いに対してオフセットに配列されることを特徴とする請求項に記載の光電池モジュール。
  4. 前記光電池の前記前面部に一の接触パターンを更に備え、
    前記第1の複数の接触線は、前記接触パターンの上に任意の角度で少なくとも部分的に配列されることを特徴とする請求項1に記載の光電池モジュール。
  5. 前記第1の複数の接触線は、ハンダ接合、結合接合、及び導電性接着接続からなる接合の一群から選択される接合によって前記接触パターンに装着されることを特徴とする請求項4に記載の光電池モジュール。
  6. 前記第1の複数の接触線及び前記第2の複数の接触線のうち少なくとも一方は、ハンダ付け可能な材料で、少なくとも部分的に被覆されることを特徴とする請求項5に記載の光電池モジュール。
  7. 前記第1の複数の接触線及び前記第2の複数の接触線のうち少なくとも一方は、導電性接着剤で、少なくとも部分的に被覆されることを特徴とする請求項6に記載の光電池モジュール。
  8. 前記光電池の端部領域は、電気的に絶縁されることを特徴とする請求項1に記載の光電池モジュール。
  9. 前記複数の光電池のうち少なくとも一の光電池は、非正方形の形状を示すことを特徴とする請求項1に記載の光電池モジュール。
  10. 複数の光電池を備える光電池モジュールであって、複数の接触線が各光電池の前面部に配列され、
    互いに隣接した光電池の前記複数の接触線は、夫々の場合において、前記各光電池の前面部における二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列されることを特徴とする光電池モジュール。
  11. 前記複数の光電池のうち少なくとも一の光電池は、非正方形の形状を示すことを特徴とする請求項10に記載の光電池モジュール。
  12. 複数の光電池を電気的に接続させるための方法であって、
    第1の複数の接触線を第1光電池の前面部に付与する工程と、
    第2の複数の接触線を前記第1光電池の後面部に付与する工程と、
    前記第1の複数の接触線を第2光電池の後面部に付与する工程と、
    前記第2の複数の接触線を前記第2光電池の前面部に付与する工程と、
    を備え、
    前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列されることを特徴とする方法。
  13. 前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、前記第1光電池及び前記第2光電池の間を機織り状に互いを通り越して配線されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  14. 互いに隣接した光電池の前記複数の接触線は、夫々の場合において、平行で互いに対してオフセットに配列されることを特徴とすることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  15. 前記複数の光電池のうちの少なくとも幾つかにおいて、一の接触パターンは前記光電池の前記前面部に付与され、
    前記第1の複数の接触線は、前記接触パターンの上に任意の角度で少なくとも部分的に配列されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  16. 前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線のうち少なくとも一方は、夫々の場合において、前記複数の光電池のうちの少なくとも幾つかにおけるハンダ付け、結合、及び接着からなる一群から選択される少なくとも一のプロセスによって、前記接触パターンに装着されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  17. 前記第1の複数の接触線は、前記第1光電池及び前記第2光電池の間の前記接触線の装着の後に切断されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  18. 前記切断は、レーザによって又は機械的切断装置によって実行されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
  19. 前記複数の光電池は、複数のチェーンリンクによって受けられることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  20. 前記方法は、繰り返し実行されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  21. 複数の光電池を電気的に接続させるための装置であって、
    多数の接触線を供給する接触線供給手段と、
    第1の複数の接触線を第1光電池の前面部に付与し、第2の複数の接触線を前記第1光電池の後面部に付与し、前記第1の複数の接触線を第2光電池の後面部に付与し、前記第2の複数の接触線を前記第2光電池の前面部に付与するように構成された手段と、
    を備え、
    当該手段は、前記第1の複数の接触線と前記第2の複数の接触線は、二の接触線の距離の約半分だけ互いに対してオフセットに配列されるように構成されることを特徴とする装置。
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