WO2008138950A2 - Drahtsystem zum elektrischen kontaktieren einer solarzelle und mit einem derartigen drahtsystem verschaltete solarzellen - Google Patents

Drahtsystem zum elektrischen kontaktieren einer solarzelle und mit einem derartigen drahtsystem verschaltete solarzellen Download PDF

Info

Publication number
WO2008138950A2
WO2008138950A2 PCT/EP2008/055915 EP2008055915W WO2008138950A2 WO 2008138950 A2 WO2008138950 A2 WO 2008138950A2 EP 2008055915 W EP2008055915 W EP 2008055915W WO 2008138950 A2 WO2008138950 A2 WO 2008138950A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wire system
wire
fixing means
solar cells
contacting
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/055915
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2008138950A3 (de
Inventor
Markus Hlusiak
Jörg Müller
Original Assignee
Q-Cells Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Q-Cells Se filed Critical Q-Cells Se
Publication of WO2008138950A2 publication Critical patent/WO2008138950A2/de
Publication of WO2008138950A3 publication Critical patent/WO2008138950A3/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0512—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module made of a particular material or composition of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • Wire system for electrically contacting a solar cell and connected to such a wire system solar cells
  • the invention relates to a wire system for electrically contacting a solar cell according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to solar cells, which are connected to such a wire system.
  • Such a wire system comprises a wire conductor that alternately extends between a first contacting portion and a second contacting portion spaced from the first contacting portion such that the wire conductor forms the wire system with a mesh-like arrangement that continues with a plurality of stitches along an extending direction.
  • wire conductor As a wire conductor in the context of the present invention, all electrically conductive wires, which have sufficient for the purpose mentioned conductivity. This includes primarily all metallic materials and their alloys. However, carbon fibers and other inorganic and organic materials and material combinations with sufficient electrical conductivity are also considered as wire conductors.
  • the above-defined wire conductors can have all forms of cross-sectional profiles: for example, circular, oval, square or rectangular. A wire diameter of less than or equal to 0.1 mm is considered advantageous. Such thin wires adapt well to bumps and provide sufficient electrical conductivity.
  • the wire conductor can be formed along its extension direction as a continuous strand or as a combination of several strand sections.
  • the sections of the wire system in the region of the first and in the region of the second contacting section are usually used for producing a electrical contact between the electrically conductive wire conductor of the wire system and another device.
  • the further component may be, for example, one or more electrodes of a wafer solar cell.
  • the wire conductor extends at least twice from the first contacting portion to the second contacting portion and back to the first contacting portion of the wire system.
  • At least two mesh-like structures are formed by the course of the wire conductor.
  • the term mesh-like all conceivable formations of a wire conductor course fall between the first and the second contacting section.
  • the wire conductor next to continuously curved sections also have rectilinear sections and kink areas
  • mesh-like sections of the wire conductor are repeated.
  • This spatial direction is referred to as the extension direction of the wire system.
  • mesh-like portions of the wire system are arranged one behind the other in several directions. In this respect, the corresponding wire system would then have a plurality of extension directions.
  • the geometric configuration of the Kunststoffels can also provide very diverse. Depending on the spatial configuration of the components to be electrically contacted, the contacting sections are adapted accordingly.
  • a known from the prior art wire system is a so-called expanded metal, such as those manufactured and sold by the company Dexmet from Naugatuck, CT / USA. These mesh-type wire systems can be used as described in US Pat. No. 4,239,555 and described for electrically contacting two wafer solar cells, for example.
  • expanded metals have a high degree of mechanical flexibility, thermally induced strains and compressions in several spatial directions can be well absorbed by this wire system, however, they are expensive to produce and have certain restrictions with regard to the realizable geometrical configurations.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a wire system for electrical contacting of a solar cell, which is simple and inexpensive to produce and has the greatest possible flexibility in terms of its geometric configuration.
  • the wire conductor is fixed in the mesh-like arrangement by fixing means provided in addition to the wire conductor.
  • the wire conductor is integrally formed out of a metal foil.
  • no fixing means provided in the sense of the present invention in addition to the wire conductor are provided in order to fix the wire conductor in the mesh-like arrangement.
  • Each of these wrap-around sections has a frictional connection of the wire conductor in such a way that a fixation of the wire conductors in the alternating mesh-like structure is supported.
  • the wire conductor can be brought into an almost arbitrary mesh-like arrangement, in order then to be fixed in this arrangement by means of additional fixing means in the desired mesh-like arrangement.
  • the specific properties of the wire system can be - A - speaking selection of the wire conductor or a combination of corresponding wire conductors can be realized.
  • the wire system by thermal expansion occurring mechanical stresses between electrically contacted solar cells record. This ensures a comprehensive pressure and strain relief of the electrical contacts
  • the wire conductor is of course also made of a combination, i. can be constructed from a plurality of strands, for example as a stranded conductor.
  • An advantage for the economy in the production is that the wire conductor can be made available as a continuous strand and thus can be brought in a very flexible manner in the desired mesh-like arrangement. Consequently, the wire conductor is preferably also present in the wire system along the direction of extension of the wire system as a single endless strand.
  • the wire conductor consists of a copper core, which is surrounded to prevent copper diffusion with a diffusion barrier layer, for example of nickel or tin.
  • the fixing means are preferably arranged in the region of the first contacting section and / or in the region of the second contacting section.
  • the first and second contacting sections are regularly provided in edge regions of the wire system. In these edge areas, it is then necessary for the course of the wire conductor to reverse in order to arrive alternately from the first to the second contacting section. It is advantageous to provide the fixing means in such a way that they fix both the wire conductor in the mesh-like structure and realize a change in direction of the course of the wire conductor.
  • An advantageous variant of the wire system provides that the wire conductor between two, viewed along the extension direction, arranged adjacent to each other in the first or in the second contacting section Fixing means extends in at least one mesh between the first contacting portion and the second contacting portion. That is, between two adjacently disposed in a first contacting portion fixing means of the wire conductor from the first contacting portion extends to the second contacting portion and back to the first contacting portion, thereby forming a mesh. With a periodic arrangement of the adjacent fixing means, it is thus easily possible, for example, to form a periodic mesh structure in this way. In addition, viewed over the course of the mesh further fixative may be provided.
  • a further advantageous variant of the wire system is configured such that the fixing means are arranged alternately in the region of the first contacting section and in the region of the second contacting section, viewed at least in a section of the wire system along the extension direction. In this way, the mesh-like arrangement of the wire conductor can be fixed over its spatial extent between the first and the second contacting section.
  • the mesh-like arrangement is preferably designed such that occupies a view of the arrangement of the wire conductor less than 20%, preferably less than 10% of the area covered by the arrangement. This provides a very loose and mechanically well deformable arrangement. Cumulatively or alternatively, the distance between the first contacting region and the second contacting region of the wire system is greater than a factor of 10, preferably greater than a factor of 50, compared to the diameter of the wire conductor. Moreover, it is possible by the respective measures or a combination of both measures to provide a wire system for electrical contacting of a solar cell that is visually inconspicuous and can thus contribute positively to the visual appearance of a solar module.
  • a preferred variant of the wire system provides that the meshes have substantially the same size and are periodically formed and arranged along the extension direction of the wire system. This allows a particularly simple and efficient production of the wire system.
  • the wire conductor is at least in areas of the first and second contacting portion at least on one side of the wire conductor with a solder as a low-temperature solder having a melting temperature of less than 180 ° C, preferably less than 150 ° C coated. Since laminating of polymer films for encapsulating solar cells in the production of solar modules usually temperatures in the range of 100 ° C to 200 ° C are used, can be combined in this way, the manufacturing step of soldering for making electrical contacts and the manufacturing step of Verkapseins.
  • the process of producing an electrical contact between the wire system and a solar cell is to be provided as a separate process step, it is possible to provide the wire conductor in areas of the first and second contacting section with a solder on at least one side of the wire conductor, the melting point of which is clearly marked above the temperatures prevailing during lamination. Normally, a solder with a melting point of more than 200 ° C would then be used.
  • the wire system 1 may be drawn with the corresponding portions of the wire conductor and / or the support strands by a melt with the solder, or the solder is applied by an electrochemical method, for example galvanically. It is also conceivable to provide a one-sided coating by a sputtering method or by a chemical deposition.
  • a fundamentally possible variant of the design of the fixing means provided in addition to the wire conductor provides that the fixing means comprise cohesive fixing means. These are adhesive or Solder, the dot or sections of the wire conductor fix in its mesh-like arrangement. Such acting fixatives can be attached to the wire conductor in a rational and simple manner.
  • the cohesively acting fixing ensure a cohesive connection up to a temperature of 250 ° C, preferably up to a temperature of 200 0 C. This ensures that the cohesive connection in a downstream laminating the encapsulation of a solar module its fixing function of the mesh-shaped Arrangement fulfilled.
  • a further advantageous embodiment provides that a support strand extends between a plurality of cohesive fixing means, which are arranged adjacent to one another in the first contacting section or in the second contacting section.
  • the support strand improves in cooperation with the fixing, the fixation of the wire conductor in the mesh-like arrangement.
  • the support strand is preferably connected to the wire conductor via a plurality of contact points, wherein the contact points act as fixing means between the support strand and the wire conductor, which are formed frictionally or materially coherent.
  • the support strand is formed of an electrically conductive and solderable material. Since the requirements for the electrical conductivity of the supporting strand are not so high, metal alloys such as iron-nickel are also suitable for this purpose. These have a low temperature expansion, which may be advantageous in the application, when the support strand is attached cohesively to a component along its extension direction.
  • the support strand is at least partially coated with a solder as a low-temperature solder having a melting temperature of less than 180 ° C, preferably less than 150 ° C. It is also conceivable, a solder provide that has a melting point of more than 200 ° C, so that it does not melt in a lamination process.
  • a further basic variant for the formation of the fixing means of the wire system provides that the fixing means comprise frictionally acting fixing.
  • the fixing means comprise frictionally acting fixing.
  • a mechanical contact between a contact portion of the wire conductor is provided with a further component for forming the frictional engagement. This is a component provided in addition to the wire conductor, which devours with the contact portion of the wire conductor.
  • the variant of the additionally provided frictional fixing means provides that the frictional fixing means are formed from at least one supporting strand, which forms frictional connections between the supporting strand and the wire conductor along contact sections of the supporting strand.
  • the support strand is interwoven between the mesh of the wire system.
  • braiding is to be interpreted broadly so as to mean any guide of the support strand, which emerges from and re-enters an at least partially two-dimensional extent of the wire conductor, wherein at least a portion of the wire conductor is crossed in mechanical contact.
  • the supporting strand is preferably arranged in the first or in the second contacting section, or a first supporting strand is arranged in the first contacting section, and a second supporting strand is arranged in the second contacting section of the wire system.
  • This ensures that frictional fixing means in the contacting sections also allow a change in the course of the wire conductor when alternating between the contact sections.
  • the support strand is coated at least in sections with a solder as a low-temperature solder having a melting temperature of less than 180 ° C, preferably less than 150 ° C. It is also conceivable to provide a solder having a melting point of more than 200 ° C.
  • the present invention relates to solar cells, which are electrically connected in series or in parallel by means of a wire system with the features or feature combinations according to the preceding embodiments.
  • the wire system is particularly suitable for solar cells, which are made of semiconductor wafers and must be interconnected in the production of solar modules.
  • the solar cells are designed as back-contacted solar cells with an interdigitated electrode structure of base electrodes and emitter electrodes.
  • Such an electrode structure can have very diverse geometries.
  • the usually adjacently arranged and alternately formed in their polarity electrodes are regularly much longer than wide.
  • These electrodes may be provided as webs of uniform width but also with, for example, conically shaped geometries.
  • the wire system allows a very flexible adaptation to the individually optimized for the solar cell performance geometry of the electrode structure.
  • Such electrode structures of back-contacted solar cells provide, for example, that in solar cell contacting sections solar cell bus contacts are formed with a width of less than 2 mm, preferably with about 1 mm in width. Preferably, adjacent to the solar cell bus contacts, the electrode structure is provided in sections with an electrically insulating layer. In this way, mounting tolerances in the positioning of the wire system between two solar cells to be contacted can be increased.
  • a further advantageous variant concerning rear-contacted solar cells provides that in a first solar cell contacting section only the base electrodes are covered with a correspondingly structured base insulator layer, and in a second solar cell contacting section exclusively the emitter electrodes corresponding to the covered base electrodes with a corresponding one structured emitter insulator layer are covered.
  • the solar cells are formed such that in the region of the base insulator layer and / or in the region of the emitter insulator layer, a layer of solder is applied.
  • a layer of solder is applied in the region of the base insulator layer and / or in the region of the emitter insulator layer.
  • the term "in the area of the base / emitter insulator layer" is intended to make clear that the solder is preferably also applied to the adjacent electrodes not covered by the insulator layer This also allows a simplified assembly, in particular if the solder has a melting point adapted to the laminating temperature for the encapsulation of a solar module, in accordance with the preceding embodiments.
  • a further advantageous embodiment of the solar cells with insulator layers is designed such that the base insulator layer and the emitter insulator layer have a different color and / or geometry and / or upper and lower surface. Have surface texture. This ensures in a simple way, in particular when mounting back-side-contacted solar cells, that the polarity of the electrodes required for the shading of the solar cells is clearly and clearly recognizable.
  • the present invention comprises a solar module with solar cells, which are formed according to the preceding embodiments and connected to corresponding wire systems.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a wire system, each with a
  • Figure 2 shows a second embodiment of the wire system with only one
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the wire system without a support strand
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the wire system, each with a braided support strand in the first and in the second contacting section;
  • Figure 5 shows a fifth embodiment of the wire system with only one braided support strand;
  • FIG. 6 shows an enlarged detail of a first variant of two solar cells interconnected electrically with one another using a wire system according to FIG. 1;
  • 7 shows an enlarged detail of a second variant of two interconnected solar cells using a wire system according to Figure 1 and
  • Figure 8 shows a schematic section of a solar module with electrically interconnected solar cells.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a wire system 1 for electrically contacting a solar cell.
  • the wire system 1 comprises a wire conductor 10, which as a continuous strand periodically alternately extends along an extension direction E between a first contacting section 1a and a second contacting section 1b of the wire system 1.
  • the two contacting sections 1a, 1b are equally spaced regions of the wire system 1, which run along the extension direction E of the wire system 1.
  • the wire conductor 10 forms a plurality of meshes 100, which repeat periodically along the extension direction E.
  • a supporting strand 50a and in the second contacting section 1b, a second supporting strand 50b are arranged, both of which extend along the extension direction E.
  • the mesh-like meandering arrangement of the wire conductor 10 is ensured by fixing means 11, which fix the mesh 100 to the support strands 50a, 50b.
  • fixing means 11 which fix the mesh 100 to the support strands 50a, 50b.
  • the entire wire system 1 is designed as a system running along the extension direction E. This is to be illustrated by the curved lines of weakness at the ends of the wire conductor 10 and the support strands 50a, 50b shown in FIG.
  • the length required along the extension direction E is separated.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the wire system 1.
  • the wire conductor 10 and the first support strand 50a, together with the substance-coherent fixing means 11, correspond to the representation of the first embodiment of the wire system shown in FIG. Identical components are provided with the same reference numerals and the preceding Embodiments apply mutatis mutandis to the second embodiment.
  • the solder 40 is provided as a coating of the supporting strand 50a.
  • the solder 40 are provided at the apex portions of the mesh 100 as a coating of the wire conductor 10.
  • the arrangement of the solder 40 depends on the given boundary conditions of the solar cell to be contacted electrically. Depending on this, the solder 40 can extend more or less on the support strands 50a, 50b and / or wire conductors 10.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the wire system 1. Unlike the first two embodiments, this variant is designed entirely without support strands and constructed exclusively of a periodically meandering wire conductor 10 with meshes 100 that repeat in the extension direction E.
  • the mesh-like arrangement of the wire conductor 10 is ensured by cohesive fixing means 11 in the form of soldering or adhesives, which connect adjacent to each other coming sections of the meandering mesh 100 together.
  • the substance-locking means 11 are formed here as an oval shaped solder or adhesive areas.
  • the size and shape of the cohesive fixing means 11 can be varied over a wide range depending on the given boundary conditions of the alternating wire conductor 10.
  • Solder 40 for making electrical contact from the wire system 1 to another device is provided in apex regions of the mesh 100 as coatings of the wire conductor 10.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the wire system 1.
  • the meandering course of the wire conductor 10 with meshes 100 formed thereby corresponds to that of the preceding embodiments.
  • the mesh-like Arrangement of the wire conductor 10 is ensured by frictionally acting fixing 12.
  • a first support strand 50a is provided in the first contact section 1a and a second support strand 50b is provided in the second contact section 1b of the wire system 1.
  • the two support strands 50a, 50b are not in a plane with the wire conductor 10. Rather, the support strands 50a, 50b are intertwined in the apex region of the mesh 100 of the wire conductor 10 with the wire conductor 10.
  • the support strands 50a, 50b extend alternately above and below the wire conductor flanges 100.
  • Contact regions between the support strands 50a, 50b and the wire conductor 10 are formed in the apex region of the mesh 100. These contact areas act as frictional fixing means 12 such that the mesh-like structure of the wire conductor 10 remains fixed against a restoring force originating from the meandering wound wire conductor 10.
  • the fourth embodiment of the wire system may be provided on the support strands 50a, 50b and / or on the wire conductor 10 at least in sections with a solder.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of the wire system 1 as a combination of the fourth embodiment from FIG. 4 with the third embodiment from FIG. 3.
  • a braided support strand 50a with frictionally acting fixing means 12 is only in the first contacting section 1a of the wire system 1 intended.
  • the embodiments of Figure 4 apply accordingly.
  • the mesh-like arrangement of the wire conductor 10 is fixed by means of cohesive fixing means 11 in adjacent areas of the mesh 100 coming to lie.
  • the explanations regarding the third embodiment shown in FIG. 3 apply accordingly.
  • the statements in connection with Figure 4 apply accordingly.
  • the five embodiments of the wire system 1 that the respective variants of the cohesive fixing means 11 and the frictional additionally provided fixing means 12 are freely combined with each other.
  • a wire conductor structure is particularly suitable a wire conductor of a copper core, which is surrounded to prevent copper diffusion with a diffusion barrier layer, for example, nickel or tin. Since the requirements for the electrical conductivity of support strands are not so high, metal alloys such as iron-nickel are also suitable for this purpose. These have a low temperature expansion, which is advantageous in a cohesive connection of sections of the support strand.
  • a wire diameter of less than 0.5 mm, more preferably less than 0.15 mm is used.
  • FIG. 6 shows an enlarged section of a first variant of two solar cells 2 electrically connected to one another using a wire system 1 according to FIG. 1.
  • the two solar cells 2 are each recognizable as rear-side-contacted solar cells with their rear electrode structure 21.
  • the electrode structure 21 comprises finger-like base electrodes 210 and emitter electrodes 211. Shown are two adjoining edge regions of the solar cells 2. In these edge regions, the solar cells have solar cell contacting sections 2a, 2b arranged opposite one another.
  • an electrically insulating base insulator layer 220 is provided in the solar cell contacting portion 2a of the solar cell 2 shown on the left. This base insulator layer 220 is structured in such a way that only the base electrodes 210 of the electrode structure 21 are covered.
  • an electrically insulating emitter insulator layer 221 is provided in the solar cell contacting portion 2b of the solar cell 2 shown on the right.
  • This emitter insulator layer 221 is structured in such a way that only the emitter electrodes 211 of the electrode structure 21 are covered. Thereby, it is ensured that a wire system 1 extending from the solar cell contacting portion 2a of the left solar cell 2 into the solar cell contacting portion 2b of the right solar cell 2 only electrically contacts emitter electrodes 211 of the left solar cell 2 with base electrodes 210 of the right solar cell 2 can.
  • wire systems 1 are in addition to the first embodiment shown in Figure 1, all other described and beyond conceivable embodiments.
  • the width of the insulator layers 220, 221 represents a tolerance range in the positioning of the wire system 1 for shading the adjacent solar cells 2.
  • the emitter insulator layer 221 is configured on its side facing away from the wire structure 1 by way of example with a serrated edge.
  • a particular advantage of these back-contacted solar cells 2 is that they are deposited without a wafer deposited on the wafer Get by bus structure. The bus function is fulfilled here by the wire system 1.
  • solder 23 in the region of the insulator layers 220, 221 in the adjacent regions of the two solar cells 2.
  • This layer of solder 23 preferably also extends to the electrodes recessed by the insulator layer, which is not explicitly shown in FIG. 6 for reasons of clarity. If one chooses the melting point of the solder 23 in the region of the laminating temperature in the encapsulation of solar modules, so when soldering equipped with correspondingly equipped wire systems 1, the soldering of the solar cell 2 takes place during the laminating process step. As a result, a further simplification and acceleration of the production process of solar modules can be achieved.
  • FIG. 7 shows an enlarged detail of a second variant of two solar cells 2 connected electrically to one another using a wire system 1 according to FIG. 1.
  • the electrode structures 21 of both solar cells 2 each have a solar cell bus contact 20a, 20b in the solar cell contacting region 2a, 2b, which runs along the extension direction E at the edge of the solar cell 2.
  • the solar cell bus contact 20a of the left solar cell 2 establishes an electrical connection with all the emitter electrodes 211 of the left solar cell 2, the solar cell bus contact 20b of the right solar cell 2 with the base electrodes 210 of the right solar cell 2 on the side of the edge of the solar cell 2 opposite side is adjacent to the respective solar cell bus contacts 20a, 20b, an electrically insulating layer 22.
  • This electrically Insulating layer 22 extends along the extension direction E of the wire system 1 and covers the base electrodes 210 and emitter electrodes 211 of the electrode structure 21. If, in contrast to the illustration in FIG. 7, the wire system 1 is placed too far on the left or right-hand solar cell 2 during assembly, then the wire system partially comes to rest on the electrically insulating layers 22.
  • the electrically insulating layers prevent a short circuit between the base and emitter electrodes of a solar cell caused by the incorrect positioning. In this way, the electrically insulating layers ensure additional tolerances during assembly of the wire system. It is also conceivable to structure the insulating layer 22 in such a way that, as shown in FIG. 6, it does not cover the electrodes belonging to the respective bus contact 20a, 20b. The statements made in connection with the first variant of Figure 6 with respect to different usable wire systems 1 apply accordingly for this second variant.
  • the wire system 1 enables the flexible and stress-relieving electrical contacting of solar cells, which can have all possible variants of electrode structures.
  • FIG. 8 shows a schematic detail of a solar module 3 with solar cells 1, which are electrically interconnected by means of one of the previously described wire systems 1. These are rear-contacted solar cells 2 whose electrode structure is not shown for reasons of clarity. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drahtsystem (1) zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle (2) umfassend, einen Drahtleiter (10), der zwischen einem ersten Kontaktierungsabschnitt (1a) und einem von dem ersten Kontaktierungsabschnitt beabstandet angeordneten zweiten Kontaktierungsabschnitt (1b) derart alternierend verläuft, dass der Drahtleiter (10) das Drahtsystem mit einer maschenartigen Anordnung ausbildet, die sich mit einer Vielzahl von Maschen (100) entlang einer Erstreckungsrichtung (E) fortsetzt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drahtleiter (10) durch zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehene Fixiermittel (11, 12) in der maschenartigen Anordnung fixiert ist. Ferner betrifft die Erfindung mit einem derartigen Drahtsystem verschaltete Solarzellen.

Description

Titel:
Drahtsystem zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle und mit einem derartigen Drahtsystem verschaltete Solarzellen
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Drahtsystem zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung Solarzellen, die mit einem derartigen Drahtsystem verschaltet sind.
Ein solches Drahtsystem umfasst einen Drahtleiter, der zwischen einem ersten Kontaktierungsabschnitt und einem von dem ersten Kontaktierungsabschnitt beabstandet angeordneten zweiten Kontaktierungsabschnitt derart alternierend verläuft, dass der Drahtleiter das Drahtsystem mit einer maschenartigen Anordnung ausbildet, die sich mit einer Vielzahl von Maschen entlang einer Erstreckungsrichtung fortsetzt.
Als Drahtleiter im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten alle elektrisch leitfähigen Drähte, die eine für den genannten Zweck hinreichende Leitfähigkeit aufweisen. Dies umfasst in erster Linie alle metallischen Werkstoffe und deren Legierungen. Jedoch sind ebenso Kohlefasern und andere anorganische und organische Werkstoffe und Werkstoffkombinationen mit hinreichender elektrischer Leitfähigkeit als Drahtleiter anzusehen.
Die vorangehend definierten Drahtleiter können dabei sämtliche Formen von Querschnittsprofilen aufweisen: zum Beispiel kreisförmig, oval, quadratisch oder rechteckig. Ein Drahtdurchmesser von kleiner oder gleich 0,1 mm wird als vorteilhaft angesehen. Derart dünne Drähte passen sich gut an Unebenheiten an und bieten eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit. Der Drahtleiter lässt sich entlang seiner Erstreckungsrichtung als Endlosstrang oder als Kombination mehrerer Strangabschnitte ausbilden.
Die Abschnitte des Drahtsystems im Bereich des ersten und im Bereich des zweiten Kontaktierungsabschnittes dienen üblicherweise zum Herstellen einer elektrischen Kontaktierung zwischen dem elektrisch leitfähigen Drahtleiter des Drahtsystems und einem weiteren Bauelement. Bei dem weiteren Bauelement kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Elektroden einer Wafer- Solarzelle handeln. Als ein alternierender Verlauf des Drahtleiters im Sinne der vorliegenden Erfindung reicht es aus, wenn der Drahtleiter zumindest zweimal vom ersten Kontaktierungsabschnitt zum zweiten Kontaktierungsabschnitt und wieder zurück zum ersten Kontaktierungsabschnitt des Drahtsystems verläuft. Dabei werden durch den Verlauf des Drahtleiters zumindest zwei maschenartige Strukturen ausgebildet. Unter den Begriff maschenartig fallen alle erdenklichen Ausformungen eines Drahtleiter-Verlaufs zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktierungsabschnitt. Dabei kann der Drahtleiter neben stetig geschwungenen Abschnitten auch geradlinig verlaufende Abschnitte und Knickbereiche aufweisen
Zumindest in einer Raumrichtung wiederholen sich maschenartige Abschnitte des Drahtleiters. Diese Raumrichtung wird als Erstreckungsrichtung des Drahtsystems bezeichnet. Selbstverständlich ist es möglich, dass maschenartige Abschnitte des Drahtsystems in mehreren Richtungen betrachtet hintereinander angeordnet sind. Insofern wiese das entsprechende Drahtsystem dann eine Mehrzahl von Erstreckungsrichtungen auf.
Die geometrische Ausgestaltung der Kontaktierungsabschnitte lässt sich ebenfalls sehr vielfältig vorsehen. Je nach räumlicher Ausbildung der elektrisch zu kontaktierenden Bauelemente sind die Kontaktierungsabschnitte entsprechend angepasst.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Drahtsystem stellt ein so genanntes Streckmetall dar, wie sie beispielsweise vom Unternehmen Dexmet aus Naugatuck, CT/ USA hergestellt und vertrieben werden. Diese maschenartigen Drahtsysteme lassen sich wie in der US 4,239,555 dargestellt und beschrieben dazu einsetzen, beispielsweise zwei Wafer-Solarzellen elektrisch miteinander zu kontaktieren. Streckmetalle weisen zwar eine hohe mechanische Flexibilität auf, so dass thermische bedingte Dehnungen und Stauchungen in mehreren Raumrichtungen durch dieses Drahtsystem gut aufgenommen werden können, jedoch sind sie aufwändig in der Herstellung und weisen gewisse Restriktionen hinsichtlich der realisierbaren geometrischen Ausgestaltungen auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Drahtsystem zur elektrischen Kontaktierung einer Solarzelle bereitzustellen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist und eine möglichst große Flexibilität hinsichtlich seiner geometrischen Ausgestaltung aufweist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drahtleiter durch zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehene Fixiermittel in der maschenartigen Anordnung fixiert ist.
Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Streckmetall wird der Drahtleiter einstückig aus einer Metallfolie herausgebildet. Insofern sind keine im Sinne der vorliegenden Erfindung zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehenen Fixiermittel vorhanden, um den Drahtleiter in der maschenartigen Anordnung zu fixieren. Kumulativ zu den zusätzlich vorgesehenen Fixiermitteln ist es möglich, Fixiermittel als sich selbst umschlingende Abschnitte des Drahtleiters vorzusehen. Jede dieser umschlingenden Abschnitte weist eine reibschlüssige Verbindung des Drahtleiters derart auf, dass eine Fixierung der Drahtleiter in der alternierend maschenartigen Struktur unterstützt ist.
Der Drahtleiter lässt sich aufgrund seiner Flexibilität in eine fast beliebige maschenartige Anordnung bringen, um dann in dieser Anordnung mittels zusätzlicher Fixiermittel in der gewünschten maschenartigen Anordnung fixiert zu werden.
Auf diese Weise wird ein hoher Freiheitsgrad hinsichtlich der geometrischen Ausgestaltung des Drahtsystems auf eine einfache Weise erreicht. Außerdem können die spezifischen Eigenschaften des Drahtsystems durch eine ent- - A - sprechende Auswahl des Drahtleiters oder eine Kombination entsprechender Drahtleiter realisiert werden. Außerdem kann das Drahtsystem durch thermische Ausdehnungen auftretende mechanische Spannungen zwischen elektrisch kontaktierten Solarzellen aufnehmen. Dadurch ist eine umfassende Druck- und Zugentlastung der elektrischen Kontakte gewährleistet
Es soll an dieser Stelle klargestellt werden, dass der Drahtleiter ähnlich zum Aufbau eines gezwirnten Fadens selbstverständlich auch aus einer Kombination, d.h. aus einer Mehrzahl von Strängen, beispielsweise als litzenartiger Leiter, aufgebaut sein kann. Vorteilhaft für die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung ist, dass der Drahtleiter als Endlosstrang zur Verfügung gestellt und somit auf sehr flexible Weise in die gewünschte maschenartige Anordnung gebracht werden kann. Folglich liegt der Drahtleiter auch im Drahtsystem entlang der Erstreckungsrichtung des Drahtsystems betrachtet bevorzugt als einzelner Endlosstrang vor.
In einer bevorzugten Variante des Drahtleiterauf baus besteht der Drahtleiter aus einem Kupferkern, der zur Verhinderung einer Kupfer-Diffusion mit einer Diffusionssperrschicht, beispielsweise aus Nickel oder Zinn umgeben ist.
Bevorzugt sind die Fixiermittel im Bereich des ersten Kontaktierungs- abschnittes und/oder im Bereich des zweiten Kontaktierungsabschnittes angeordnet. Regelmäßig werden der erste und der zweite Kontaktierungs- abschnitt in Randbereichen des Drahtsystems vorgesehen sein. In diesen Randbereichen ist es dann erforderlich, dass der Verlauf des Drahtleiters umkehrt, um in alternierender Weise vom ersten zum zweiten Kontaktierungs- abschnitt zu gelangen. Es ist vorteilhaft, die Fixiermittel derart vorzusehen, dass diese sowohl den Drahtleiter in der maschenförmigen Struktur fixieren als auch eine Richtungsänderung des Verlaufs des Drahtleiters realisieren.
Eine vorteilhafte Variante des Drahtsystems sieht vor, dass der Drahtleiter zwischen zwei, entlang der Erstreckungsrichtung betrachtet, im ersten oder im zweiten Kontaktierungsabschnitt benachbart zueinander angeordneten Fixiermitteln in mindestens einer Masche zwischen dem ersten Kontaktierungs- abschnitt und dem zweiten Kontaktierungsabschnitt verläuft. Das heißt, zwischen zwei in einem ersten Kontaktierungsabschnitt benachbart angeordneten Fixiermitteln verläuft der Drahtleiter vom ersten Kontaktierungsabschnitt zum zweiten Kontaktierungsabschnitt und zurück zum ersten Kontaktierungsabschnitt und bildet dabei eine Masche aus. Bei einer periodischen Anordnung der benachbarten Fixiermittel ist es auf diese Weise zum Beispiel einfach möglich, eine periodische Maschenstruktur auszubilden. Zusätzlich können über den Verlauf der Masche betrachtet weitere Fixiermittel vorgesehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Variante des Drahtsystems ist derart ausgebildet, dass die Fixiermittel entlang der Erstreckungsrichtung betrachtet zumindest in einem Abschnitt des Drahtsystems alternierend im Bereich des ersten Kontaktierungsabschnittes und im Bereich des zweiten Kontaktierungs- abschnittes angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich die maschenartige Anordnung des Drahtleiters über seine räumliche Ausdehnung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktierungsabschnitt hinweg fixieren.
Die maschenartige Anordnung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass in einer Aufsicht auf die Anordnung der Drahtleiter weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% der durch die Anordnung abgedeckten Fläche einnimmt. Dadurch wird eine sehr lockere und mechanisch gut verformbare Anordnung bereitgestellt. Kumulativ oder alternativ ist der Abstand zwischen dem ersten Kontaktierungs- bereich und dem zweiten Kontaktierungsbereich des Drahtsystems verglichen mit dem Durchmesser des Drahtleiters größer als ein Faktor 10, bevorzugt größer als ein Faktor 50. Außerdem ist es durch die jeweiligen Maßnahmen oder eine Kombination beider Maßnahmen möglich, ein Drahtsystem zur elektrischen Kontaktierung einer Solarzelle bereitzustellen, dass optisch unauffällig ist und auf diese Weise positiv zur optischen Anmutung eines Solarmoduls beitragen kann. Eine bevorzugte Variante des Drahtsystems sieht vor, dass die Maschen im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen und entlang der Erstreckungs- richtung des Drahtsystems periodisch ausgebildet und angeordnet sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache und rationelle Herstellung des Drahtsystems.
Bevorzugt ist der Drahtleiter zumindest in Bereichen des ersten und des zweiten Kontaktierungsabschnittes zumindest auf einer Seite des Drahtleiters mit einem Lötmittel als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet. Da beim Laminieren von Polymerfolien zum Verkapseln von Solarzellen bei der Herstellung von Solarmodulen üblicherweise Temperaturen im Bereich von 100°C bis 200°C zum Einsatz kommen, lassen sich auf diese Weise der Herstellungsschritt des Lötens zum Herstellen elektrischer Kontakte und der Herstellungsschritt des Verkapseins kombinieren.
Soll der Vorgang des Herstellens eines elektrischen Kontaktes zwischen dem Drahtsystem und einer Solarzelle als separater Verfahrensschritt vorgesehen sein, so ist es möglich, den Drahtleiter in Bereichen des ersten und des zweiten Kontaktierungsabschnittes zumindest auf einer Seite des Drahtleiters mit einem Lötmittel zu versehen, dessen Schmelzpunkt deutlich über den beim Laminieren herrschenden Temperaturen liegt. Üblicherweise würde dann ein Lötmittel mit einem Schmelzpunkt von mehr als 200°C zum Einsatz kommen.
Zum Aufbringen des Lötmittels kann das Drahtsystem 1 mit den entsprechenden Abschnitten des Drahtleiters und/oder der Stützstränge durch eine Schmelze mit dem Lötmittel gezogen werden, oder das Lötmittel wird durch ein elektrochemisches Verfahren, beispielsweise galvanisch aufgebracht. Ebenso ist denkbar eine einseitige Beschichtung durch ein Sputterverfahren, oder durch eine chemische Abscheidung vorzusehen. Eine grundsätzlich mögliche Variante zur Ausbildung der zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehenen Fixiermittel sieht vor, dass die Fixiermittel stoffschlüssig wirkende Fixiermittel umfassen. Dabei handelt es sich um Kleb- oder Lötmittel, die punkt- oder abschnittsweise den Drahtleiter in seiner maschenartigen Anordnung fixieren. Derartig wirkende Fixiermittel lassen sich auf rationelle und einfache Weise am Drahtleiter anbringen.
Bevorzugt gewährleisten die stoffschlüssig wirkenden Fixiermittel eine stoffschlüssige Verbindung bis zu einer Temperatur von 250°C, bevorzugt bis zu einer Temperatur von 2000C. Dadurch ist sichergestellt, dass die stoffschlüssige Verbindung auch in einem nachgeordneten Laminiervorgang bei der Verkapselung eines Solarmoduls seine Fixierfunktion der maschenförmigen Anordnung erfüllt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass sich zwischen einer Mehrzahl stoffschlüssiger Fixiermittel, die im ersten Kontaktierungsabschnitt oder im zweiten Kontaktierungsabschnitt benachbart zueinander angeordnet sind, ein Stützstrang erstreckt. Der Stützstrang verbessert im Zusammenwirken mit den Fixiermitteln, die Fixierung des Drahtleiters in der maschenartigen Anordnung. Dazu ist der Stützstrang mit dem Drahtleiter bevorzugt über eine Mehrzahl von Kontaktstellen verbunden, wobei die Kontaktstellen als Fixiermittel zwischen dem Stützstrang und dem Drahtleiter wirken, die reibschlüssig oder stoff schlüssig ausgebildet sind.
Bevorzugt ist der Stützstrang aus einem elektrisch leitfähigen und lötfähigen Material ausgebildet. Da die Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit des Stützstrangs nicht so hoch sind, eignen sich dafür auch Metalllegierungen wie Eisen-Nickel. Diese weisen eine geringe Temperaturausdehnung auf, was in der Anwendung von Vorteil sein kann, wenn der Stützstrang entlang seiner Erstreckungsrichtung stoffschlüssig an einem Bauelement befestigt ist.
Entsprechend den vorangehenden Ausführungen ist es vorteilhaft, dass der Stützstrang zumindest abschnittsweise mit einem Lötmittel als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet ist. Ebenso ist denkbar, ein Lötmittel vorzusehen, dass einen Schmelzpunkt von mehr als 200°C aufweist, damit dieses bei einem Laminierungsprozess nicht aufschmilzt.
Eine weitere grundsätzliche Variante zur Ausbildung der Fixiermittel des Drahtsystems sieht vor, dass die Fixiermittel reibschlüssig wirkende Fixiermittel umfassen. An den reibschlüssig wirkenden Fixiermitteln ist ein mechanischer Kontakt zwischen einem Kontaktabschnitt des Drahtleiters mit einem weiteren Bauelement zur Ausbildung des Reibschlusses vorgesehen. Dabei handelt es sich um ein zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehenes Bauelement, das sich mit dem Kontaktabschnitt des Drahtleiters verschlingt.
Die Variante des zusätzlich vorgesehenen reibschlüssigen Fixiermittels sieht vor, dass die reibschlüssigen Fixiermittel aus mindestens einem Stützstrang gebildet sind, der entlang von Kontaktabschnitten des Stützstrangs reibschlüssige Verbindungen zwischen dem Stützstrang und dem Drahtleiter ausbildet. Dazu ist der Stützstrang zwischen den Maschen des Drahtsystems verflochten. Durch das Einflechten eines Stützstrangs in die Maschenstruktur lässt sich die maschenartige Anordnung des Drahtleiters auf besonders einfache Weise fixieren.
Der Begriff des Einflechtens ist derart breit auszulegen, dass darunter jede Führung des Stützstrangs zu verstehen ist, die aus einer zumindest abschnittsweise zweidimensionalen Erstreckung des Drahtleiters heraus- und wieder hinein oder hindurch tritt, wobei zumindest ein Abschnitt des Drahtleiters in mechanischem Kontakt gekreuzt wird.
Bevorzugt ist der Stützstrang im ersten oder im zweiten Kontaktierungs- abschnitt angeordnet, oder ein erster Stützstrang ist im ersten Kontaktierungs- abschnitt und ein zweiter Stützstrang ist im zweiten Kontaktierungsabschnitt des Drahtsystems angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass reibschlüssige Fixiermittel in den Kontaktierungsabschnitten ebenfalls eine Änderung des Verlaufs des Drahtleiters beim Alternieren zwischen den Kontaktabschnitten ermöglichen. Entsprechend den vorangehenden Ausführungen ist es von Vorteil, dass der Stützstrang zumindest abschnittsweise mit einem Lötmittel als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet ist. Ebenso ist denkbar, ein Lötmittel mit einem Schmelzpunkt von mehr als 200°C vorzusehen.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Solarzellen, die mittels eines Drahtsystems mit den Merkmalen oder Merkmalskombinationen gemäß den vorangehenden Ausführungen elektrisch in Serie oder parallel verschaltet sind. Das Drahtsystem eignet sich insbesondere für Solarzellen, die aus Halbleiterwafern hergestellt sind und bei der Herstellung von Solarmodulen verschaltet werden müssen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Solarzellen als rückseitenkontaktierte Solarzellen mit einer ineinander greifenden Elektrodenstruktur aus Basiselektroden und Emitterelektroden ausgebildet sind. Eine solche Elektrodenstruktur kann sehr vielfältige Geometrien aufweisen. Die üblicherweise benachbart angeordnet und in ihrer Polarität alternierend ausgebildeten Elektroden sind regelmäßig sehr viel länger als breit. Dabei können diese Elektroden als Stege gleichmäßiger Breite aber auch mit beispielsweise konisch geformten Geometrien vorgesehen sein. Das Drahtsystem ermöglicht eine sehr flexible Anpassung an die für die Solarzellen-Performance individuell optimierte Geometrie der Elektrodenstruktur.
Derartige Elektrodenstrukturen rückseitenkontaktierter Solarzellen sehen beispielsweise vor, dass in Solarzellen-Kontaktierungsabschnitten Solarzellen- Buskontakte mit einer Breite von weniger als 2 mm, bevorzugt mit zirka 1 mm Breite ausgebildet sind. Bevorzugt ist benachbart zu den Solarzellen-Buskontakten die Elektrodenstruktur abschnittsweise mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen. Auf diese Weise lassen sich Montagetoleranzen bei der Positionierung des Drahtsystems zwischen zwei zu kontaktierenden Solarzellen erhöhen. Eine weitere vorteilhafte Variante betreffend rückseitenkontaktierter Solarzellen sieht vor, dass in einem ersten Solarzellen -Kontaktierungsabschnitt ausschließlich die Basiselektroden mit einer entsprechend strukturierten Basis- Isolatorschicht abgedeckt sind, und in einem zweiten Solarzellen-Kon- taktierungsabschnitt ausschließlich die zu den abgedeckten Basiselektroden korrespondierenden Emitterelektroden mit einer entsprechend strukturierten Emitter-Isolatorschicht abgedeckt sind. Auf diese Weise werden nur die Elektroden der jeweils erwünschten Polarität für eine Kontaktierung durch das Drahtsystem bereitgestellt, wobei über die Erstreckung der Isolatorschichten eine entsprechende Positionierungstoleranz des Drahtsystems bei der Montage gewährleistet ist. Diese Variante ist sowohl für eine Elektrodenstruktur mit Buskontakten als auch eine Elektrodenstruktur ganz ohne Buskontakte denkbar. Solarzellen ohne Buskontakte haben den Vorteil dass sich die ansonsten von der Fläche der Buskontakte abgedeckten Bereich ebenfalls zur Trennung von Ladungsträgern heranziehen lassen. Folglich wir eine Steigerung der Solarzellen- Effizienz erreicht.
Bevorzugt sind die Solarzellen derart ausgebildet, dass im Bereich der Basis- Isolatorschicht und/oder im Bereich der Emitter-Isolatorschicht eine Schicht aus Lötmittel aufgebracht ist. Mit der Bezeichnung „im Bereich der Basis/Emitter-Isolatorschicht" soll verdeutlicht werden, dass das Lötmittel bevorzugt auch auf den nicht durch die Isolatorschicht abgedeckten benachbarten Elektroden aufgebracht ist. Bevorzugt weist das Drahtsystem zumindest in seinen Kontaktierungsabschnitten ein Lötmittel auf, das beim Lötvorgang mit dem auf der Solarzelle vorgesehen Lötmittel zusammenwirkt. Dies ermöglicht ebenfalls eine vereinfachte Montage. Insbesondere wenn das Lötmittel - entsprechend den vorangehenden Ausführungen - einen an die Laminier- temperatur für die Verkapselung eines Solarmoduls angepassten Schmelzpunkt aufweist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Solarzellen mit Isolatorschichten ist derart ausgebildet, dass die Basis-Isolatorschicht und die Emitter- Isolatorschicht eine unterschiedliche Farbe und/oder Geometrie und/oder Ober- flächentextur aufweisen. Dadurch ist insbesondere bei der Montage rück- seitenkontaktierter Solarzellen auf einfache Weise gewährleistet, dass die für die Verschattung der Solarzellen benötigte Polarität der Elektroden klar und deutlich erkennbar ist.
Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung ein Solarmodul mit Solarzellen, die gemäß den vorangehenden Ausführungen ausgebildet und mit entsprechenden Drahtsystemen verschaltet sind.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung werden im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsformen verdeutlicht.
Es zeigt:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Drahtsystems mit jeweils einem
Stützstrang im ersten und zweiten Kontaktierungsabschnitt; Figur 2 eine zweite Ausführungsform des Drahtsystems mit nur einem
Stützstrang im ersten Kontaktierungsabschnitt;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform des Drahtsystems ohne Stützstrang;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform des Drahtsystems mit jeweils einem eingeflochtenen Stützstrang im ersten und im zweiten Kontaktierungsabschnitt; Figur 5 eine fünfte Ausführungsform des Drahtsystems mit nur einem eingeflochtenen Stützstrang; Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt einer ersten Variante zweier elektrisch miteinander verschalteter Solarzellen unter Einsatz eines Drahtsystems gemäß Figur 1 ; Figur 7 einen vergrößerten Ausschnitt einer zweiten Variante zweier elektrisch miteinander verschalteter Solarzellen unter Einsatz eines Drahtsystems gemäß Figur 1 und Figur 8 einen schematischen Ausschnitt eines Solarmoduls mit elektrisch verschalteten Solarzellen. Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Drahtsystems 1 zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle. Das Drahtsystem 1 umfasst einen Drahtleiter 10, der als Endlosstrang periodisch alternierend entlang einer Erstreckungs- richtung E zwischen einem ersten Kontaktierungsabschnitt 1a und einem zweiten Kontaktierungsabschnitt 1 b des Drahtsystems 1 hin und her verläuft. Dabei sind die beiden Kontaktierungsabschnitte 1a, 1 b gleichmäßig voneinander beabstandete Bereiche des Drahtsystems 1 , die entlang der Erstreckungsrichtung E des Drahtsystems 1 verlaufen.
Durch seinen alternierenden Verlauf bildet der Drahtleiter 10 eine Mehrzahl von Maschen 100 aus, die sich entlang der Erstreckungsrichtung E periodisch wiederholen. Im ersten Kontaktierungsabschnitt 1a ist ein Stützstrang 50a und im zweiten Kontaktierungsabschnitt 1 b ein zweiter Stützstrang 50b angeordnet, die beide entlang der Erstreckungsrichtung E verlaufen. Die maschenartig mäandrierende Anordnung des Drahtleiters 10 wird durch Fixiermittel 11 gewährleistet, die die Maschen 100 an den Stützsträngen 50a, 50b fixieren. Diese in dieser Ausführungsform des Drahtsystems 1 stoffschlüssig ausgebildeten Fixiermittel 11 sind hier als punktförmig ausgebildete Löt- oder Klebebereiche realisiert.
Das gesamte Drahtsystem 1 ist als ein entlang der Erstreckungsrichtung E endlos verlaufendes System ausgebildet. Dies soll durch die in Figur 1 dargestellten geschwungenen Bruchlinien an den gezeigten Enden des Drahtleiters 10 und der Stützstränge 50a, 50b verdeutlicht werden. Für den Einsatz zum elektrischen Kontaktieren von Solarzellen wird die entlang der Erstreckungsrichtung E benötigte Länge abgetrennt.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Drahtsystems 1. Anders als bei der ersten Variante ist nur ein Stützstrang 50a im ersten Kontaktierungsabschnitt 1a vorgesehen. Der Drahtleiter 10 und der erste Stützstrang 50a entsprechen zusammen mit den Stoff schlüssigen Fixiermitteln 11 der in Figur 1 gezeigten Darstellung der ersten Ausführungsform des Drahtsystems. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und die vorangehenden Ausführungen gelten entsprechend für die zweite Ausführungsform. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform weist die zweite Ausführungsform des Drahtsystems 1 im Bereich des ersten Kontaktierungsabschnittes 1a und im Bereich des zweiten Kontaktierungsabschnittes 1 b Lötmittel 40 auf. Im ersten Kontaktierungsabschnitt 1a sind die Lötmittel 40 als Beschichtung des Stützstrangs 50a vorgesehen. Im zweiten Kontaktierungsabschnitt 1 b des Drahtsystems 1 sind die Lötmittel 40 an den Scheitelbereichen der Maschen 100 als Beschichtung des Drahtleiters 10 vorgesehen. Die Anordnung der Lötmittel 40 richtet sich nach den gegebenen Randbedingungen der elektrisch zu kontaktierenden Solarzelle. Davon abhängig können sich die Lötmittel 40 mehr oder weniger weit auf den Stützsträngen 50a, 50b und/oder Drahtleitern 10 erstrecken.
Figur 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Drahtsystems 1. Anders als die ersten beiden Ausführungsformen ist diese Variante ganz ohne Stützstränge ausgebildet und ausschließlich aus einem periodisch mäandrierenden Drahtleiter 10 mit sich in Erstreckungsrichtung E wiederholenden Maschen 100 aufgebaut. Die maschenartige Anordnung des Drahtleiters 10 wird durch stoffschlüssige Fixiermittel 11 in Form von Löt- oder Klebemitteln gewährleistet, die benachbart zueinander zu liegen kommende Abschnitte der mäandrierenden Maschen 100 miteinander verbinden. Anders als bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Stoff schlüssigen Fixiermittel 11 hier als oval geformte Löt- bzw. Klebebereiche ausgebildet. Die Größe und Form der stoffschlüssigen Fixiermittel 11 kann abhängig von den gegebenen Randbedingungen des alternierend verlaufenden Drahtleiters 10 über einen weiten Bereich variiert werden. Lötmittel 40 zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes vom Drahtsystem 1 zu einem anderen Bauelement sind in Scheitelbereichen der Maschen 100 als Beschichtungen des Drahtleiters 10 vorgesehen.
Figur 4 zeigt eine vierte Ausführungsform des Drahtsystems 1. Der mäandrie- rende Verlauf des Drahtleiters 10 mit dabei ausgebildeten Maschen 100 entspricht dem der vorangehenden Ausführungsformen. Die maschenartige Anordnung des Drahtleiters 10 ist jedoch durch reibschlüssig wirkende Fixiermittel 12 gewährleistet. Entlang der Erstreckungsrichtung E verlaufend sind ähnlich zur ersten Ausführungsform aus Figur 1 im ersten Kontaktabschnitt 1a ein erster Stützstrang 50a und im zweiten Kontaktabschnitt 1 b des Drahtsystems 1 ein zweiter Stützstrang 50b vorgesehen. Anders als bei der ersten Ausführungsform verlaufen die beiden Stützstränge 50a, 50b nicht in einer Ebene mit dem Drahtleiter 10. Vielmehr sind die Stützstränge 50a, 50b im Scheitelbereich der Maschen 100 des Drahtleiters 10 mit dem Drahtleiter 10 verflochten. Das heißt entlang der Erstreckungsrichtung E betrachtet verlaufen die Stützstränge 50a, 50b alternierend über und unter den Drahtleitermaschen 100. Im Scheitelbereich der Maschen 100 werden dabei Kontaktbereiche zwischen den Stützsträngen 50a, 50b und dem Drahtleiter 10 ausgebildet. Diese Kontaktbereiche wirken als reibschlüssige Fixiermittel 12 derart, dass die maschenartige Struktur des Drahtleiters 10 entgegen einer vom mäandrierend gewundenen Drahtleiter 10 ausgehenden Rückstellkraft fixiert bleibt. Auch wenn es in Figur 4 nicht dargestellt ist, kann die vierte Ausführungsform des Drahtsystems an den Stützsträngen 50a, 50b und/oder am Drahtleiter 10 zumindest abschnittsweise mit einem Lötmittel versehen sein.
Figur 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform des Drahtsystems 1 als Kombination der vierten Ausführungsform aus Figur 4 mit der dritten Ausführungsform aus Figur 3. Anders als die vierte Ausführungsform ist nur im ersten Kontaktierungs- abschnitt 1a des Drahtsystems 1 ein eingeflochtener Stützstrang 50a mit reibschlüssig wirkenden Fixiermitteln 12 vorgesehen. Zu diesem eingeflochtenen Stützstrang 50a gelten die Ausführungen der Figur 4 entsprechend. Im zweiten Kontaktierungsabschnitt 1 b wird die maschenartige Anordnung des Drahtleiters 10 mittels stoffschlüssiger Fixiermittel 11 in benachbart zueinander zu liegen kommenden Bereichen der Maschen 100 fixiert. Dazu gelten entsprechend die Erläuterungen zu der in Figur 3 gezeigten dritten Ausführungsform. Hinsichtlich der Anordnung von Lötmitteln gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit Figur 4 entsprechend. Zusammenfassend ist zu den fünf Ausführungsformen des Drahtsystems 1 zu betonen, dass die jeweils gezeigten Varianten der stoffschlüssigen Fixiermittel 11 und der reibschlüssigen zusätzlich vorgesehenen Fixiermittel 12 frei miteinander kombinierbar sind.
Ebenso ist es keineswegs zwingend, dass die alternierende Ausbildung von Maschen 100 der maschenartigen Struktur des Drahtleiters 10 entlang der Erstreckungsrichtung E gleichmäßig periodisch erfolgt. Die gezeigten Varianten stellen nur einen Bruchteil der möglichen Ausführungsformen des Drahtsystems 1 dar.
Als Drahtleiteraufbau eignet sich besonders ein Drahtleiter aus einem Kupferkern, der zur Verhinderung einer Kupfer- Diffusion mit einer Diffusionssperrschicht, beispielsweise aus Nickel oder Zinn umgeben ist. Da die Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit von Stützsträngen nicht so hoch sind, eignen sich dafür auch Metalllegierungen wie Eisen-Nickel. Diese weisen eine geringe Temperaturausdehnung auf, was bei einer stoffschlüssigen Verbindung von Abschnitten des Stützstranges vorteilhaft ist. Bevorzugt kommt ein Drahtleiterdurchmesser von kleiner als 0,5 mm besonders bevorzugt kleiner als 0,15 mm zum Einsatz.
Ferner bleibt zu betonen, dass durch die vorliegende Erfindung die Verwendung der beschriebenen Drahtsysteme in all ihren vielfältigen Varianten für die elektrische Kontaktierung von Solarzellen, insbesondere von Wafer-Solarzellen, beschrieben ist.
Auf den Einsatz des Drahtsystems 1 zum elektrischen Kontaktieren von Solarzellen soll im Folgenden näher eingegangen werden.
Figur 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer ersten Variante zweier elektrisch miteinander verschalteter Solarzellen 2 unter Einsatz eines Drahtsystems 1 gemäß Figur 1. Die beiden Solarzellen 2 sind jeweils als rückseitenkontaktierte Solarzellen mit ihrer rückseitigen Elektrodenstruktur 21 erkennbar. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Elektrodenstruktur 21 jeweils fingerartig ineinander greifende Basiselektroden 210 und Emitterelektroden 211. Dargestellt sind zwei aneinander grenzende Randbereiche der Solarzellen 2. In diesen Randbereichen weisen die Solarzellen einander gegenüberliegend angeordnete Solarzellen- Kontaktierungsabschnitte 2a, 2b auf. Im Solarzellen-Kontaktierungsabschnitt 2a der links dargestellten Solarzelle 2 ist eine elektrisch isolierende Basis- Isolatorschicht 220 vorgesehen. Diese Basis- Isolatorschicht 220 ist derart strukturiert, dass ausschließlich die Basiselektroden 210 der Elektrodenstruktur 21 abgedeckt sind. Im Solarzellen-Kontaktierungsabschnitt 2b der rechts dargestellten Solarzelle 2 ist eine elektrisch isolierende Emitter- Isolatorschicht 221 vorgesehen. Diese Emitter-Isolatorschicht 221 ist derart strukturiert, dass ausschließlich die Emitterelektroden 211 der Elektrodenstruktur 21 abgedeckt sind. Dadurch ist sichergestellt, dass ein Drahtsystem 1 , das sich aus dem Solarzellen-Kontaktierungsabschnitt 2a der linken Solarzelle 2 in den Solarzellen-Kontaktierungsabschnitt 2b der rechten Solarzelle 2 erstreckt, ausschließlich Emitterelektroden 211 der linken Solarzelle 2 mit Basiselektroden 210 der rechten Solarzelle 2 elektrisch miteinander kontaktieren kann. Als Drahtsysteme 1 eignen sich neben der hier dargestellten ersten Ausführungsform gemäß Figur 1 sämtliche weiteren beschriebenen und darüber hinaus denkbaren Ausführungsformen. Die Breite der Isolatorschichten 220, 221 stellt einen Toleranzbereich bei der Positionierung des Drahtsystems 1 zur Verschattung der benachbarten Solarzellen 2 dar. Um die Emitter-Isolatorschicht 221 einfach und eindeutig von einer Basis-Isolatorschicht 220 differenzieren zu können, ist es möglich eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung der Schichten anzubringen. So ist die Emitter- Isolatorschicht 221 auf seiner von der Drahtstruktur 1 abgewandten Seite beispielhaft mit einer gezackten Kante ausgestaltet. Alternativ oder kumulativ ist ebenso denkbar, unterschiedliche Farben und/oder eine andere Oberflächentextur für die unterschiedlichen Isolatorschichten 220, 221 einzusetzen. Ein besonderer Vorteil dieser rückseitenkontaktierten Solarzellen 2 besteht darin, dass diese ohne eine auf dem Wafer abgeschiedene Bussstruktur auskommen. Die Busfunktion wird hier durch das Drahtsystem 1 erfüllt. Folglich kann der zur Generierung von Ladungsträgern bereit stehende Anteil der der Solarzellen 2 erhöht werden. Abweichend von der Darstellung in Figur 6 ist ebenso eine parallele Verschattung zweier benachbarter Solarzellen. Dazu ist lediglich erforderlich, dass Isolatorschichten gleicher Polarität mittels des Drahtsystems 1 miteinander kontaktiert werden.
Weiterhin lässt sich vorsehen, im Bereich der Isolatorschichten 220, 221 in den benachbarten Bereichen der beiden Solarzellen 2 eine Schicht aus Lötmittel 23 vorzusehen. Diese Schicht aus Lötmittel 23 erstreckt sich bevorzugt auch auf die von der Isolatorschicht ausgesparten Elektroden, was aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 6 nicht explizit dargestellt ist. Wenn man den Schmelzpunkt des Lötmittels 23 im Bereich der Laminiertemperatur beim Verkapseln von Solarmodulen wählt, so findet bei Einsatz entsprechend mit Lötmittel ausgestatteter Drahtsysteme 1 das Verlöten der Solarzellen 2 während des Laminier-Prozessschritts statt. Dadurch lässt sich eine weitere Vereinfachung und Beschleunigung des Produktionsablaufes von Solarmodulen erreichen.
Figur 7 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt einer zweiten Variante zweier elektrisch miteinander verschalteter Solarzellen 2 unter Einsatz eines Drahtsystems 1 gemäß Figur 1. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und die vorangehenden Ausführungen gelten entsprechend. Anders als bei der ersten Variante aus Figur 6 weisen die Elektrodenstrukturen 21 beider Solarzellen 2 jeweils im Solarzellen- Kontaktierungs- bereich 2a, 2b einen Solarzellen- Buskontakt 20a, 20b auf, der entlang der Erstreckungsrichtung E am Rande der Solarzelle 2 verläuft. Der Solarzellen- Buskontakt 20a der linken Solarzelle 2 stellt eine elektrische Verbindung mit allen Emitterelektroden 211 der linken Solarzelle 2 her, der Solarzellen- Buskontakt 20b der rechten Solarzelle 2 entsprechend mit den Basiselektroden 210 der rechten Solarzelle 2. Auf der von der Kante der Solarzelle 2 abgewandten Seite befindet sich benachbart zu den jeweiligen Solarzellen- Buskontakten 20a, 20b eine elektrisch isolierende Schicht 22. Diese elektrisch isolierende Schicht 22 verläuft entlang der Erstreckungsrichtung E des Drahtsystems 1 und deckt die Basiselektroden 210 und Emitterelektroden 211 der Elektrodenstruktur 21 ab. Falls das Drahtsystem 1 bei der Montage abweichend von der Darstellung in Figur 7 zu weit auf der linken oder rechten Solarzelle 2 platziert werden, so kommt das Drahtsystem teilweise auf den die elektrisch isolierenden Schichten 22 zu liegen. Dabei verhindern die elektrisch isolierenden Schichten einen durch die fehlerhafte Positionierung verursachten Kurzschluss zwischen Basis- und Emitterelektroden einer Solarzelle. Auf diese Weise gewährleisten die elektrisch isolierenden Schichten zusätzliche Toleranzen bei der Montage des Drahtsystems. Ebenso ist denkbar, die isolierende Schicht 22 derart zu strukturieren, dass diese, entsprechend der Darstellung aus Figur 6, die zum jeweiligen Buskontakt 20a, 20b gehörigen Elektroden nicht abdeckt. Die im Zusammenhang mit der ersten Variante aus Figur 6 gemachten Ausführungen hinsichtlich unterschiedlicher einsetzbarer Drahtsysteme 1 gelten für diese zweite Variante entsprechend.
Hinsichtlich der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Geometrien der Elektrodenstrukturen 21 wird betont, dass diese nur eine von vielen möglichen Elektrodenstrukturen 21 rückseitenkontaktierter Solarzellen 2 darstellt. Das Drahtsystem 1 ermöglicht die flexible und druck- bzw. zugentlastende elektrische Kontaktierung von Solarzellen, die alle möglichen Varianten von Elektrodenstrukturen aufweisen können.
Abschließend zeigt Figur 8 einen schematischen Ausschnitt eines Solarmoduls 3 mit Solarzellen 1 , die mittels eines der vorangehend beschriebenen Drahtsysteme 1 elektrisch miteinander verschaltet sind. Dabei handelt es sich um rückseitenkontaktierte Solarzellen 2, deren Elektrodenstruktur aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Bezugszeichenliste:
1 Drahtsystem
1a, 1 b erster, zweiter Kontaktierungsabschnitt des Drahtsystems
2 Solarzelle
2a, 2b erster, zweiter Solarzellen- Kontaktierungsabschnitt
10 Drahtleiter
11 stoffschlüssige Fixiermittel
12 reibschlüssige Fixiermittel 23 Lötmittel auf Isolatorschicht 40 Lötmittel auf Drahtleiter
50a, 50b erster Stützstrang, zweiter Stützstrang
51a, 51 b erster, zweiter Kontaktabschnitt des Stützstrangs
100 Maschen des Drahtleiters
210 Basiselektroden
211 Emitterelektroden
220 Basis- Isolatorschicht
221 Emitter-Isolatorschicht
3 Solarmodul
E Erstreckungsrichtung des Drahtsystems

Claims

Patentansprüche:
1. Drahtsystem (1 ) zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle umfassend, einen Drahtleiter (10), der zwischen einem ersten Kontaktierungs- abschnitt (1a) und einem von dem ersten Kontaktierungsabschnitt (1 b) beabstandet angeordneten zweiten Kontaktierungsabschnitt (1 b) derart alternierend verläuft, dass der Drahtleiter (10) das Drahtsystem mit einer maschenartigen Anordnung ausbildet, die sich mit einer Vielzahl von Maschen (100) entlang einer Erstreckungsrichtung (E) fortsetzt,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drahtleiter (10) durch zusätzlich zum Drahtleiter vorgesehene Fixiermittel (11 ,12) in der maschenartigen Anordnung fixiert ist.
2. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (11 ,12) im Bereich des ersten Kontaktierungsabschnittes (1a) und/oder im Bereich des zweiten Kontaktierungsabschnittes (1 b) angeordnet sind.
3. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtleiter (10) zwischen zwei, entlang der Erstreckungsrichtung (E) betrachtet, im ersten Kontaktierungsabschnitt (1a) oder im zweiten Kontaktierungsabschnitt (1 b) benachbart zueinander angeordneten Fixiermitteln (11 ,12) in mindestens einer Masche (100) zwischen dem ersten Kontaktierungsabschnitt (1a) und dem zweiten Kontaktierungsabschnitt (1 b) verläuft.
4. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (11 ,12) entlang der Erstreckungsrichtung (E) betrachtet zumindest in einem Abschnitt des Drahtsystems alternierend im Bereich des ersten Kontaktierungsabschnittes (1a) und im Bereich des zweiten Kontaktierungsabschnittes (1 b) angeordnet sind.
5. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Aufsicht auf die Anordnung der Drahtleiter weniger als 20% bevorzugt weniger als 10% der durch die Anordnung abgedeckten Fläche einnimmt.
6. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschen (100) im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen und entlang der Erstreckungsrichtung (E) des Drahtsystems periodisch ausgebildet und angeordnet sind.
7. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtleiter (10) zumindest in Bereichen des ersten und des zweiten Kontaktierungsabschnittes (1a, 1 b) zumindest auf einer Seite des Drahtleiters (10) mit einem Lötmittel (40) als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet ist.
8. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (11 ,12) stoffschlüssig wirkende Fixiermittel (11 ) umfassen.
9. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssig wirkenden Fixiermittel (11 ) eine stoffschlüssige Verbindung bis zu einer Temperatur von 250°C, bevorzugt bis zu einer Temperatur von 200°C gewährleisten.
10. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen einer Mehrzahl stoffschlüssiger Fixiermittel (11 ), die im ersten Kontaktierungsabschnitt (1a) oder im zweiten Kontaktierungs- abschnitt (1 b) benachbart zueinander angeordnet sind, ein Stützstrang (50a, 50b) erstreckt.
11. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützstrang (50a, 5Ob) mit dem Drahtleiter (10) über eine Mehrzahl von Kontaktstellen verbunden ist, wobei die Kontaktstellen als Fixiermittel (11 ,12) zwischen dem Stützstrang (50a, 50b) und dem Drahtleiter (10) wirken, die reibschlüssig oder stoffschlüssig ausgebildet sind.
12. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützstrang (50a, 50b) zumindest abschnittsweise mit einem Lötmittel (40) als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet ist.
13. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (11 ,12) reibschlüssig wirkende Fixiermittel (12) umfassen.
14. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die reibschlüssigen Fixiermittel (12) aus mindestens einem Stützstrang (50a, 50b) gebildet sind, der entlang von Kontaktabschnitten (51a, 51 b) des Stützstrangs reibschlüssige Verbindungen zwischen dem Stützstrang (50a, 50b) und dem Drahtleiter (10) ausbildet.
15. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützstrang (50a, 50b) im Wesentlichen in der Erstreckungsrichtung (E) zwischen den Maschen (100) des Drahtsystems verflochten ist.
16. Drahtsystem (1 ) gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützstrang (50a, 50b) im ersten oder im zweiten Kontaktierungs- abschnitt (1a, 1 b) oder ein erster Stützstrang (50a) im ersten Kontaktierungsabschnitt (1a) und ein zweiter Stützstrang (50b) im zweiten Kontaktierungsabschnitt (1 b) des Drahtsystems (1 ) angeordnet ist.
17. Drahtsystem (1 ) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützstrang (50a, 5Ob) zumindest abschnittsweise mit einem Lötmittel (40) als Niedertemperaturlot mit einer Schmelztemperatur von weniger als 180°C, bevorzugt weniger als 150°C beschichtet ist.
18. Solarzellen (2), die mittels eines Drahtsystems (1 ) mit den Merkmalen gemäß einem der vorangehenden Ansprüche elektrisch in Serie oder parallel verschaltet sind.
19. Solarzellen (2) gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen als rückseitenkontaktierte Solarzellen mit einer ineinander greifenden Elektrodenstruktur (21 ) aus Basiselektroden (210) und Emitterelektroden (211 ) ausgebildet sind.
20. Solarzellen (2) gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Solarzellen-Kontaktierungsabschnitten (2a, 2b) Solarzellen-Buskontakte (20a, 20b) mit einer Breite von weniger als 2mm, bevorzugt mit zirka 1 mm Breite ausgebildet sind.
21. Solarzellen (2) gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu den Solarzellen- Buskontakten (20a, 20b) die Elektrodenstruktur (21 ) abschnittsweise mit einer elektrisch isolierenden Schicht (22) versehen ist.
22. Solarzellen (2) gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Solarzellen-Kontaktierungs- abschnitt (2a) ausschließlich die Basiselektroden (210) mit einer entsprechend strukturierten Basis- Isolatorschicht (220) abgedeckt sind, und in einem zweiten Solarzellen-Kontaktierungsabschnitt (2b) ausschließlich die zu den abgedeckten Basiselektroden (210) korrespondierenden Emitterelektroden (211 ) mit einer entsprechend strukturierten Emitter- Isolatorschicht (221 ) abgedeckt sind.
23. Solarzellen (2) gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Basis-Isolatorschicht (220) und/oder im Bereich der Emitter- Isolatorschicht (221 ) eine Schicht aus Lötmittel (23) aufgebracht ist.
24. Solarzellen (2) gemäß Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis-Isolatorschicht (220) und die Emitter-Isolatorschicht (221 ) eine unterschiedliche Farbe und/oder Geometrie und/oder Oberflächentextur aufweisen.
25. Solarmodul (3) umfassend Solarzellen (2) gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24.
PCT/EP2008/055915 2007-05-14 2008-05-14 Drahtsystem zum elektrischen kontaktieren einer solarzelle und mit einem derartigen drahtsystem verschaltete solarzellen WO2008138950A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007022877A DE102007022877A1 (de) 2007-05-14 2007-05-14 Drahtsystem zum elektrischen Kontaktieren einer Solarzelle
DE102007022877.7 2007-05-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008138950A2 true WO2008138950A2 (de) 2008-11-20
WO2008138950A3 WO2008138950A3 (de) 2009-04-16

Family

ID=39868742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/055915 WO2008138950A2 (de) 2007-05-14 2008-05-14 Drahtsystem zum elektrischen kontaktieren einer solarzelle und mit einem derartigen drahtsystem verschaltete solarzellen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007022877A1 (de)
WO (1) WO2008138950A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160126391A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Byd Company Limited Solar cell module and manufacturing method thereof
US10381493B2 (en) 2014-10-31 2019-08-13 Byd Company Limited Solar cell unit, solar cell array, solar cell module and manufacturing method thereof

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008016139U1 (de) 2008-12-08 2010-04-29 Usk Karl Utz Sondermaschinen Gmbh Solarzellenverbund
DE102008060651A1 (de) 2008-12-08 2010-06-10 Usk Karl Utz Sondermaschinen Gmbh Verfahren zum Verbinden und Kontaktieren von Solarzellen und damit hergestellter Solarzellenverbund
DE102009053337A1 (de) 2009-11-17 2011-05-26 Usk Karl Utz Sondermaschinen Gmbh Verfahren zum Verbinden und Kontaktieren von Solarzellen
WO2011120714A2 (de) 2010-04-01 2011-10-06 Somont Gmbh Solarzellen und herstellverfahren dafür
DE102010016675A1 (de) 2010-04-28 2011-11-03 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul, Verfahren zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen, und Einrichtung zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von Photovoltaikzellen
EP2577740B1 (de) 2010-05-28 2018-11-14 SolarWorld Industries GmbH Verfahren zum kontaktieren und verschalten von solarzellen und damit hergestellter solarzellenverbund
DE102012220221B4 (de) 2012-11-07 2024-03-07 Meyer Burger (Germany) Gmbh Solarzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2337430A1 (fr) * 1976-01-05 1977-07-29 Motorola Inc Composant a cellules solaires
US4574160A (en) * 1984-09-28 1986-03-04 The Standard Oil Company Flexible, rollable photovoltaic cell module
EP0440869A1 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 Bio-Photonics, Inc. Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2059002A1 (de) * 1970-08-20 1972-06-08 Scheel H Verbindungselemente eines Solargenerators fuer Raumflugkoerper
US4239555A (en) 1979-07-30 1980-12-16 Mobil Tyco Solar Energy Corporation Encapsulated solar cell array
DE3147255C2 (de) * 1981-11-28 1986-08-28 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Vorrichtung zum Verschweißen von Bauteilen unter Verwendung von Ultraschall, insbesondere von Solarzellenkontakten und Solarzellenverbindern
DE19848682A1 (de) * 1998-10-22 2000-05-04 Blue Planet Ag Vaduz Elektrischer Solarkollektor mit zwei flachen, ebenen, stückigen Solarzellen und mindestens einer elektrisch leitfähigen Verbindungsleitung
US6359209B1 (en) * 2000-02-23 2002-03-19 Hughes Electronics Corporation Solar panel and solar cell having in-plane solar cell interconnect with integrated diode tab
US7388147B2 (en) * 2003-04-10 2008-06-17 Sunpower Corporation Metal contact structure for solar cell and method of manufacture
WO2005041312A1 (ja) * 2003-10-24 2005-05-06 Kyosemi Corporation 受光又は発光モジュールシート及びその製造方法
WO2006123938A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Renewable Energy Corporation Asa Method for interconnection of solar cells
US20070095384A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Farquhar Donald S Photovoltaic modules and interconnect methodology for fabricating the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2337430A1 (fr) * 1976-01-05 1977-07-29 Motorola Inc Composant a cellules solaires
US4574160A (en) * 1984-09-28 1986-03-04 The Standard Oil Company Flexible, rollable photovoltaic cell module
EP0440869A1 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 Bio-Photonics, Inc. Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160126391A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Byd Company Limited Solar cell module and manufacturing method thereof
US10381493B2 (en) 2014-10-31 2019-08-13 Byd Company Limited Solar cell unit, solar cell array, solar cell module and manufacturing method thereof
US10529868B2 (en) 2014-10-31 2020-01-07 Byd Company Limited Solar cell array, solar cell module and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007022877A1 (de) 2008-11-20
WO2008138950A3 (de) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008138950A2 (de) Drahtsystem zum elektrischen kontaktieren einer solarzelle und mit einem derartigen drahtsystem verschaltete solarzellen
EP2732507B1 (de) Hochstrom-steckverbinder für kraftfahrzeuganwendungen
EP3262666B1 (de) Elektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements
DE102015111689C5 (de) Elektrisch beheizbarer Katalysator und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2080232B1 (de) Zellverbinder zur elektrischen Kontaktierung von flächigen Stromquellen sowie dessen Verwendung dessen
DE102006041046A1 (de) Solarzelle, Verfahren zur Herstellung von Solarzellen sowie elektrische Leiterbahn
EP1727408A1 (de) Textil mit einem Leiterbahnsystem und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2844030B1 (de) Heizgewebe
EP2933577B1 (de) Elektrische Heizvorrichtung
DE102011007325A1 (de) Speichereinheit zum Speichern elektrischer Energie mit einem niederohmig kontaktierten Energiespeicher
DE19848682A1 (de) Elektrischer Solarkollektor mit zwei flachen, ebenen, stückigen Solarzellen und mindestens einer elektrisch leitfähigen Verbindungsleitung
EP3206258B1 (de) System zur herstellung einer elektrischen verbindung, elektrische verbindung und verfahren zu deren herstellung
DE102011078371A1 (de) Solarzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102015109333A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
EP2649684B1 (de) Hochstrom-steckverbinder
DE102007011096A1 (de) Anordnung zum Kontaktieren eines Aluminium enthaltenden elektrischen Leiters
DE102009016380B4 (de) Gewebe
EP1630825A2 (de) Elektrische Leitung
EP2747205B1 (de) Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden eines Litzenleiters mit einem Kontaktelement
DE102015216380A1 (de) Elektrische Kontaktiereinrichtung sowie Verfahren zum Kontaktieren eines Flachleiters
DE102008023137A1 (de) Verbindungsanordnung und Verfahren zur Kontaktierung von leitfähigen textilen Halbzeugen
WO2010022780A1 (de) Kontaktierungsanordnung für eine sammelschiene
WO2019175097A1 (de) Kabelanordnung und verfahren zur herstellung einer elektrischen und mechanischen verbindung
WO2013139573A1 (de) Kontaktanordnung und elektrisches schaltgerät
DE102021109918B4 (de) Batteriemodulverbinder, verfahren zum herstellen eines batteriemodulverbinders und batteriesystem

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08759595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08759595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2