WO2011051256A2 - Rear side layer system for thin-film solar modules, thin-film solar module, and method for producing a rear side layer system - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a backsheet system for thin film solar modules, a thin film solar module, and a method of making a backsheet system for thin film solar modules.
  • Dünn Anlagensoiarmodu are known from the prior art. As a rule, they consist of monolithically interconnected solar cells.
  • FIG. 1 shows schematically a cross-sectional view of an embodiment of a thin-film solar module.
  • the thin-film solar module comprises a front contact 102, a back contact 104 and an absorber 103. These layers were applied to a glass substrate 101 by means of large-area coating processes and patterned by laser process. Reference numerals 111, 112 and 113 illustrate the paths (patterns) formed by laser structuring.
  • the back contact 104 must meet certain requirements. On the one hand, the generated photocurrent should be dissipated as low as possible via the highest possible electrical transverse conductivity and made available to the consumer. On the other hand, it must be ensured that non-absorbed photons have as high an optical density as possible
  • FIG. 1 The light strikes the solar cell through a front glass 201.
  • the front glass is followed by a transparent, electrically conductive (TCO) front contact layer 202, which mostly consists of SnO 2 or ZnO.
  • TCO transparent, electrically conductive
  • aSi amorphous silicon 203
  • pc-Si microcrystalline silicon 204
  • absorbed light is reflected so as to once again pass through the absorber and be converted into a part of electrical energy.
  • zinc oxide is used as the back contact layer 205 by default.
  • ZnO zinc oxide
  • boron-doped ZnO is favored with a
  • Layer thickness of about 1.5 pm which is deposited by a chemical vapor deposition at low pressures (LPCVD) on the absorber.
  • LPCVD chemical vapor deposition at low pressures
  • ZnO aluminum-doped zinc oxide
  • PVD sputtering process
  • Variant B is illustrated in FIG.
  • the light hits through the front glass 301 on a TCO front contact layer 302, which consists mostly of Sn0 2 or ZnO.
  • a-Si, 303 amorphous silicon
  • pc-Si, 304 microcrystalline silicon
  • This is followed by a thin zinc oxide layer 305 of about 100 nm thickness, which was sputtered on.
  • This ZnO layer acts as a diffusion barrier and with a suitable choice of refractive index and layer thickness as optical element (interference layer, reduced plasmon absorption of the back contact).
  • the back contact 306 is made of highly reflective metals and additional adhesion and protection layers.
  • the reflecting metal is usually aluminum, for an absorber layer of a silicon ion
  • Tandem cells with absorber layers a amorphous silicon and microcrystalline silicon are usually provided with a silver back contact. The segmentation of the back contacts is then done by laser structuring.
  • there is an electrically conductive, highly reflecting metallic rear contact layer system 306 behind a thin reflection-enhancing TCO layer 305 (TCO transparent conductive oxide).
  • variant A has disadvantages.
  • the main disadvantage of variant A is the separation of electrical and optical requirements into two layers, with the reflective layer 206 behind the electrically conductive TCO layer 205.
  • the reflective layer 206 behind the electrically conductive TCO layer 205.
  • high doping and a high layer thickness of the TCO layer 205 are desirable.
  • the main disadvantage of a thin-film solar module according to variation B is the high susceptibility of the back contact for short circuits between the cells, which due to the high metallic conductivity lead to parallel leakage currents between the cells and finally adversely affect the module efficiency or the electric power that can be converted at the consumer.
  • the open trenches of the laser structuring of the metallic layer system lead to optical losses, since oblique light, which is transmitted in the region of the trench, can not be laterally reflected back into the absorber, except in the case of total reflection, but leaves the thin-film solar module. These open trenches can continue through subsequent process steps such. B. sandblasting edge stripping
  • metallic tinsel which arise through the laser structuring, can be used in further process steps, such.
  • the first object is achieved by a backsheet system according to claim 1.
  • the further objects are achieved by the subject matter of claims 4 and 5.
  • the dependent claims indicate preferred embodiments.
  • the invention provides a backsheet system for thin film solar modules having a back contact, the back contact having a conductive, light reflective, metallic backing layer for carrying electrical power.
  • a back-reflecting dielectric layer for improving the cell efficiency and for mechanically protecting the metallic backing layer is applied to the metallic backing layer, which layer does not necessarily have to be closed, but covers at least all laser structure trenches.
  • the retroreflective dielectric layer is made of a material having light-reflecting properties or particles, e.g. B. a white color.
  • This backing layer system has the advantage that the handling during subsequent process steps, such. As the edge deletion, transport and lamination, is improved. Ethylene vinyl acetate encapsulation films can be used with less risk because sensitive absorber layers are no longer exposed to the acids produced during vacuum lamination.
  • existing laser trenches in the metallic backing layer are filled by the retroreflective dielectric layer.
  • the invention comprises a thin-film solar module which comprises a back-side layer system according to the invention.
  • the invention includes a method of making a backsheet system for thin film solar modules having a back contact, the back contact comprising a conductive, light reflective, metallic backing layer for transporting electrical power.
  • the method according to the invention is characterized by the step of applying a retroreflective dielectric layer to the metallic backing layer for the optical and mechanical reinforcement of the metallic backing layer.
  • the step of applying a retroreflective dielectric layer comprises applying a white color to the metallic backing layer.
  • the step of applying a retroreflective dielectric layer or the step of applying a white color may be effected by means of a screen printing process.
  • the step of depositing fills trenches in the metallic backing layer. This allows back contact shorts
  • FIG. 4 shows a cross-sectional representation of an embodiment of a thin-film solar module according to the invention.
  • the layers largely correspond to the thin-film solar module according to FIG. 1 and have been provided with identical reference symbols.
  • a planar, not necessarily closed covering and filling layer 401 was applied to the metallic backing layer 104, which closes at least the laser trenches 113.
  • the covering and filling layer has optical properties
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of the thin-film solar module according to the invention from a different perspective.
  • FIG. 5 comprises the layers of a thin-film solar module according to FIG. 3. If a layer in FIG. 5 bears the same reference number as in FIG. 3, it is the same or equivalent layer.
  • a retroreflective dielectric layer 501 has been applied to the metallic back layer 306 so as to optically optimize and mechanically protect the metallic backing layer 306.
  • the covering and filling layer is a material which corresponds to a white or light color
  • this retroreflective covering layer having insulating properties contains materials or particles which also reflect radiation outside the visible spectrum in order to increase the overall efficiency of the respective solar cell.
  • Another idea of the invention is that the applied supplementary layer, which existing structure trenches, in particular
  • the retroreflective layer also performs the function of a protective cover with respect to the conductive back layer underneath.

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Abstract

The present invention relates to a rear side layer system for thin-film solar modules having a rear contact. The rear contact comprises a conductive, light-reflective, structured rear layer (104, 306) for transporting electric current. According to the invention, a retroreflective dielectric layer (401, 501) is applied to the metal rear layer. The invention further relates to a thin-film solar module having a rear side layer system according to the invention, and a method for producing a rear side layer system according to the invention.

Description

Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule, Dünnschichtsolarmodul und Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenschichtsystems  Backsheet system for thin film solar modules, thin film solar module, and method of forming a backsheet system
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule, ein Dünnschichtsolarmodul und ein Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenschichtsystems für Dünnschichtsolarmodule. The present invention relates to a backsheet system for thin film solar modules, a thin film solar module, and a method of making a backsheet system for thin film solar modules.
Dünnschichtsoiarmodu sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der Rege} bestehen sie aus monolithisch verschalteten Solarzellen . Dünnschichtsoiarmodu are known from the prior art. As a rule, they consist of monolithically interconnected solar cells.
Figur 1 zeigt schematisch eine Querschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Dünnschichtsolarmoduls. Das Dünnschichtsolarmodul umfasst einen Frontkontakt 102, einen Rückkontakt 104 und einen Absorber 103. Diese Schichten wurden mittels großflächiger Beschichtungsverfahren auf ein Glassubstrat 101 aufgebracht und per Laserprozess strukturiert. Die Bezugszeichen 111, 112 und 113 verdeutlichen die durch Laserstrukturierung gebildeten Bahnen (Pattern). Der Rückkontakt 104 muss gewissen Anforderungen genügen. Einerseits soll der generierte Photostrom über eine möglichst hohe elektrische Querleitfähigkeit möglichst verl ustarm abgeführt und dem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden . Andererseits ist zu gewährleisten, dass nicht absorbierte Photonen über eine möglichst hohe optische FIG. 1 shows schematically a cross-sectional view of an embodiment of a thin-film solar module. The thin-film solar module comprises a front contact 102, a back contact 104 and an absorber 103. These layers were applied to a glass substrate 101 by means of large-area coating processes and patterned by laser process. Reference numerals 111, 112 and 113 illustrate the paths (patterns) formed by laser structuring. The back contact 104 must meet certain requirements. On the one hand, the generated photocurrent should be dissipated as low as possible via the highest possible electrical transverse conductivity and made available to the consumer. On the other hand, it must be ensured that non-absorbed photons have as high an optical density as possible
Rückreflexion erneut in den Absorber 103 eingekoppelt werden und zur Return reflection are re-coupled into the absorber 103 and the
Stromgeneration beitragen . Im Bereich der silizium-basierten Dünnschichtphotovoltaik existieren zur Zeit vor allem zwei Varianten von Dünnschichtsolarmodulen, die die besagte Rück- reflexion verwirklichen . Variante A ist in Figur 2 illustriert. Das Licht trifft auf die Solarzelle durch ein Frontglas 201. Auf das Frontglas folgt eine transparente, elektrisch leitfähige (TCO) Frontkontaktschicht 202, die meist aus Sn02 oder ZnO besteht. Es folgen eine Schicht aus amorphen Silizium 203 (aSi) und eine Schicht aus mikrokristallinen Silizium 204 (pc-Si) . Da ran schließt sich eine optisch transparente, elektrisch leitfähige (TCO) Rückkontaktschicht 205 an. Es folgt eine dielektrische Rückreflektorschicht 206, die beispielsweise aus weißer Farbe besteht. Am Übergang von der TCO-Rückkontaktschicht 205 aus Zinkoxid (ZnO) zur Rückreflektorschicht 206 sowie infolge Rückstreuung in der Rückreflektorschicht 206 wird das nicht Contribute power generation. In the field of silicon-based thin-film photovoltaics, there are currently two variants of thin-film solar modules that realize the above-mentioned reflection. Variant A is illustrated in FIG. The light strikes the solar cell through a front glass 201. The front glass is followed by a transparent, electrically conductive (TCO) front contact layer 202, which mostly consists of SnO 2 or ZnO. This is followed by a layer of amorphous silicon 203 (aSi) and a layer of microcrystalline silicon 204 (pc-Si). As ran an optically transparent, electrically conductive (TCO) back contact layer 205 connects. This is followed by a dielectric back reflector layer 206, which consists for example of white paint. At the transition from the TCO back contact layer 205 of zinc oxide (ZnO) to the back reflector layer 206 and due to backscatter in the back reflector layer 206 is not
absorbierte Licht reflektiert, um so noch einmal den Absorber zu durchlaufen und zu einem Teil in elektrische Energie umgewandelt zu werden . absorbed light is reflected so as to once again pass through the absorber and be converted into a part of electrical energy.
In Variante A wird standardmäßig Zinkoxid (ZnO) als Rückkontaktschicht 205 eingesetzt. Favorisiert wird beispielsweise Bor-dotiertes ZnO mit einer In variant A, zinc oxide (ZnO) is used as the back contact layer 205 by default. For example, boron-doped ZnO is favored with a
Schichtdicke von etwa 1,5 pm, das durch eine chemische Gasphasenabschei- dung bei niedrigem Drücken (LPCVD) auf dem Absorber abgeschieden wird. Genauso denkbar ist eine Abscheidung von Aluminium-dotiertem Zinkoxid (ZnO) mit einer Schichtdicke von ungefähr 1,0 pm, das über ein Sputterver- fahren (PVD) auf dem Absorber abgeschieden wird . Nach der anschließenden Segmentierung der Rückkontakte mittels Laserstrukturierung (Pattern 113 in Fig. 1) wird jeweils eine weiße Rückreflektorfarbe mit einer Schichtdicke von >20 pm aufgedruckt, die eine effiziente Rückstreuung durch eine geeignete Pigmentwahl ermöglicht. Layer thickness of about 1.5 pm, which is deposited by a chemical vapor deposition at low pressures (LPCVD) on the absorber. Equally conceivable is a deposition of aluminum-doped zinc oxide (ZnO) with a layer thickness of approximately 1.0 μm, which is deposited on the absorber via a sputtering process (PVD). After the subsequent segmentation of the back contacts by means of laser structuring (pattern 113 in FIG. 1), a white backreflector ink with a layer thickness of> 20 pm is printed in each case, which enables efficient backscattering by means of a suitable choice of pigment.
Variante B ist in Figur 3 illustriert. Das Licht trifft durch das Frontglas 301 auf eine TCO-Frontkontaktschicht 302, die meist aus Sn02 oder ZnO besteht. Es folgen eine Schicht aus amorphem Silizium (a-Si, 303) und mikrokristallinen Silizium (pc-Si, 304). Daran schließt sich eine dünne Zinkoxid-Schicht 305 von etwa 100 nm Dicke an, die aufgesputtert wurde. Diese ZnO-Schicht wirkt als Diffusionsbarriere und bei geeigneter Wahl der Brechzahl und Schichtdicke als optisches Element (Interferenzschicht, reduzierte Plasmonenabsorption des Rückkontakts). Der Rückkontakt 306 besteht aus hoch-reflektierenden Metallen und zusätzlichen Haft- u nd Schutzschichten . Das reflektierende Metall ist für eine Absorbersch icht a us a morphem Sil izium meist Al uminium, wäh rend Variant B is illustrated in FIG. The light hits through the front glass 301 on a TCO front contact layer 302, which consists mostly of Sn0 2 or ZnO. This is followed by a layer of amorphous silicon (a-Si, 303) and microcrystalline silicon (pc-Si, 304). This is followed by a thin zinc oxide layer 305 of about 100 nm thickness, which was sputtered on. This ZnO layer acts as a diffusion barrier and with a suitable choice of refractive index and layer thickness as optical element (interference layer, reduced plasmon absorption of the back contact). The back contact 306 is made of highly reflective metals and additional adhesion and protection layers. The reflecting metal is usually aluminum, for an absorber layer of a silicon ion
Tandemzellen mit Absorberschichten a us amorphem Silizi um und mikrokristallinen Silizi um meist mit einem Silberrückkontakt versehen werden . Die Segmentierung der Rückkontakte erfolgt anschließend per Laserstrukturierung. Bei Variante B befindet sich also ein elektrisch leitfähiges, hoch-reflektie- rendes metallisches Rückkontaktschichtsystem 306 hinter einer dünnen reflexionsverstärkenden TCO-Schicht 305 (TCO = transparent conductive oxide). Tandem cells with absorber layers a amorphous silicon and microcrystalline silicon are usually provided with a silver back contact. The segmentation of the back contacts is then done by laser structuring. In variant B, therefore, there is an electrically conductive, highly reflecting metallic rear contact layer system 306 behind a thin reflection-enhancing TCO layer 305 (TCO = transparent conductive oxide).
Beide Varianten haben Nachteile. Der Hauptnachteil bei Variante A ist die Separation von elektrischen und optischen Anforderungen in zwei Schichten, wobei sich die reflektierende Schicht 206 hinter der stromleitenden TCO- Schicht 205 befindet. Für die geforderte hohe elektrische Querleitfähigkeit sind eine hohe Dotierung sowie eine hohe Schichtdicke der TCO-Schicht 205 anzustreben. Dies führt jedoch zu ei ner starken Absorption in der TCO-Schicht 205 und somit zu ei ner geri ngeren Rückreflexion du rch die da hinter befindliche weiße Farbe 206. Both variants have disadvantages. The main disadvantage of variant A is the separation of electrical and optical requirements into two layers, with the reflective layer 206 behind the electrically conductive TCO layer 205. For the required high electrical transverse conductivity high doping and a high layer thickness of the TCO layer 205 are desirable. However, this leads to a strong absorption in the TCO layer 205 and thus to a lower back reflection of the white color 206 behind it.
Dadu rch kann das Potential der Weitwinkel-Rückstreu ung im dielektrischen Rückreflektor nur unzureichend genutzt werden. Darüber hinaus wird vor al lem das schräg-rückreflektierte Licht in der TCO-Schicht 205 vor Wiedereintritt i n den Absorber partiell absorbiert. Selbst eine Optimierung der TCO-Elektrooptik ist da her in härent mit erheblichen elektrischen bzw. optischen Verlusten verbunden. However, the potential of wide-angle backscattering in the dielectric back reflector can not be adequately exploited. In addition, especially the obliquely reflected light in the TCO layer 205 is partially absorbed before re-entry into the absorber. Even optimization of TCO electro-optics is therefore inherently connected with considerable electrical or optical losses.
Der Hauptnachteil eines Dünnschichtsolarmoduls gemäß Va ria nte B ist die hohe Anfälligkeit des Rückkontakts für Kurzschlüsse zwischen den Zellen, die aufgrund der hohen metallischen Leitfähigkeit zu Parallelverlustströmen zwischen den Zellen führen und schließlich den Modulwirkungsgrad bzw. die am Verbraucher umsetzbare elektrische Leistung nachteilig beeinfl ussen. Zusätzlich führen die offenen Gräben der Laserstrukturierung des metallischen Schichtsystems zu optischen Verlusten, da schräges Licht, welches im Bereich des Grabens transmittiert wird, außer im Falle einer Totalreflexion nicht seitlich wieder in den Absorber zurückreflektiert werden kann, sondern das Dünnschichtsolarmodul verlässt. Diese offenen Gräben können weiterhin durch nachfolgende Prozessschritte, wie z. B. Sandstrahlrandentschichtung The main disadvantage of a thin-film solar module according to variation B is the high susceptibility of the back contact for short circuits between the cells, which due to the high metallic conductivity lead to parallel leakage currents between the cells and finally adversely affect the module efficiency or the electric power that can be converted at the consumer. In addition, the open trenches of the laser structuring of the metallic layer system lead to optical losses, since oblique light, which is transmitted in the region of the trench, can not be laterally reflected back into the absorber, except in the case of total reflection, but leaves the thin-film solar module. These open trenches can continue through subsequent process steps such. B. sandblasting edge stripping
kontaminiert werden . Insbesondere metallische Flitter, die durch die Laserstrukturierung entstehen, können in weiteren Prozessschritten, wie z. B. be contaminated. In particular, metallic tinsel, which arise through the laser structuring, can be used in further process steps, such. B.
Vakuumlaminierung, oder im Feldeinsatz zu Kurzschlüssen und damit zu Vacuum lamination, or in field use to short circuits and thus too
Leistungseinbrüchen führen. Performance drops lead.
Aufbauend auf diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiterentwickeltes Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule bereitzustellen, das eine verbesserte Unempfindlichkeit gegen Kurzschlüsse aufweist und das den Wirkungsgrad der Dünnschichtsolarmodule erhöht. Weitere Aufgaben sind die Bereitstellung eines Dünnschichtsolarmoduls, das ein erfindungsgemäßes Rückseitenschichtsystem umfasst, sowie die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Building upon this prior art, it is an object of the present invention to provide a further developed backsheet system for thin film solar modules which has improved short circuit insensitivity and which increases the efficiency of the thin film solar modules. Further objects are the provision of a thin-film solar module, which comprises a back-side layer system according to the invention, and the specification of a method for producing a novel layer
Rückseitenschichtsystems. Back layer system.
Die erste Aufgabe wird gelöst durch ein Rückseitenschichtsystem gemäß Anspruch 1. Die weiteren Aufgaben werden durch die Gegenstände der Ansprüche 4 und 5 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an. The first object is achieved by a backsheet system according to claim 1. The further objects are achieved by the subject matter of claims 4 and 5. The dependent claims indicate preferred embodiments.
Die Erfindung stellt ein Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule mit einem Rückkontakt bereit, wobei der Rückkontakt eine leitfähige, lichtreflektierende, metallische Rückschicht für den Transport elektrischen Stroms aufweist. Erfindungsgemäß ist auf die metallische Rückschicht eine rückreflektierende, dielektrische Schicht zur Verbesserung des Zellenwirkungsgrades und zum mechanischen Schutz der metallischen Rückschicht aufgebracht, die nicht notwendigerweise geschlossen sein m uss, aber mindestens alle Laserstrukturgräben abdeckt. Vorzugsweise besteht die rückreflektierende, dielektrische Schicht aus einem Material mit lichtreflektierenden Eigenschaften oder Partikeln, z. B. einer weißen Farbe. The invention provides a backsheet system for thin film solar modules having a back contact, the back contact having a conductive, light reflective, metallic backing layer for carrying electrical power. According to the invention, a back-reflecting dielectric layer for improving the cell efficiency and for mechanically protecting the metallic backing layer is applied to the metallic backing layer, which layer does not necessarily have to be closed, but covers at least all laser structure trenches. Preferably, the retroreflective dielectric layer is made of a material having light-reflecting properties or particles, e.g. B. a white color.
Dieses erfindungsgemäße Rückseitenschichtsystem besitzt den Vorteil, dass die Handhabung während nachfolgender Prozessschritte, wie z. B. der Randentschichtung, dem Transport und der Laminierung, verbessert ist. Ethylen- vinyl-acetat-Kapselungsfolien können risikoärmer angewendet werden, da sensible Absorberschichten nicht mehr den bei der Vakuumlaminierung entstehenden Säuren ausgesetzt sind . This backing layer system according to the invention has the advantage that the handling during subsequent process steps, such. As the edge deletion, transport and lamination, is improved. Ethylene vinyl acetate encapsulation films can be used with less risk because sensitive absorber layers are no longer exposed to the acids produced during vacuum lamination.
Vorzugsweise werden vorhandene Lasergräben in der metallischen Rückschicht durch die rückreflektierende, dielektrische Schicht ausgefüllt. Preferably, existing laser trenches in the metallic backing layer are filled by the retroreflective dielectric layer.
Dies führt zu einer höheren Stabilität des elektrischen Feldes, da etwaige Kurzschlüsse, die beispielsweise durch mechanische Verwindungen entstehen können, über die offenen Gräben unwahrscheinlicher werden. Zusätzlich wird der Wirkungsgrad des Dünnschichtsolarmoduls durch die zusätzliche Rück- reflexion im Bereich der Gräben erhöht. This leads to a higher stability of the electric field, since any short circuits, which may arise, for example, due to mechanical twisting, become less probable via the open trenches. In addition, the efficiency of the thin-film solar module is increased by the additional reflection in the region of the trenches.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Dünnschichtsolarmodul, das ein erfindungsgemäßes Rückseitenschichtsystem umfasst. Furthermore, the invention comprises a thin-film solar module which comprises a back-side layer system according to the invention.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenschichtsystems für Dünnschichtsolarmodule mit einem Rückkontakt, wobei der Rückkontakt eine leitfähige, lichtreflektierende, metallische Rückschicht für den Transport elektrischen Stroms aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch den Schritt Aufbringen einer rückreflektierenden, dielektrischen Schicht auf die metallische Rückschicht zur optischen und mechanischen Verstärkung der metallischen Rückschicht gekennzeichnet. Vorzugsweise umfasst der Schritt des Aufbringens einer rückreflektierenden, dielektrischen Schicht ein Aufbringen einer weißen Farbe auf die metallische Rückschicht. In addition, the invention includes a method of making a backsheet system for thin film solar modules having a back contact, the back contact comprising a conductive, light reflective, metallic backing layer for transporting electrical power. The method according to the invention is characterized by the step of applying a retroreflective dielectric layer to the metallic backing layer for the optical and mechanical reinforcement of the metallic backing layer. Preferably, the step of applying a retroreflective dielectric layer comprises applying a white color to the metallic backing layer.
Der Schritt des Aufbringens einer rückreflektierenden, dielektrischen Schicht bzw. der Schritt des Aufbringens einer weißen Farbe kann mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgen. The step of applying a retroreflective dielectric layer or the step of applying a white color may be effected by means of a screen printing process.
Vorzugsweise werden durch den Schritt des Aufbringens Gräben in der metallischen Rückschicht ausgefüllt. Dadurch können Rückkontaktkurzschlüsse  Preferably, the step of depositing fills trenches in the metallic backing layer. This allows back contact shorts
(Shunts) nach vorzugsweise vorangehendem Shuntbusting deutlich reduziert bis vermieden werden, so dass eine höhere elektrische Modulleistung erzielt werden kann. (Shunts) after preferably preceding Shuntbusting significantly reduced to be avoided, so that a higher electrical module performance can be achieved.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden. The invention will be explained below with reference to an embodiment with the aid of figures.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls. Die Schichten entsprechen weitgehend dem Dünnschichtsolarmodul gemäß Figur 1 und wurden bei Übereinstimmung mit identischen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich wurde eine flächige, nicht notwendigerweise geschlossene Abdeck- und Füllschicht 401 auf die metallische Rückschicht 104 aufgebracht, die zumindest die Lasergräben 113 verschließt. Die Abdeck- und Füllschicht besitzt bezüglich optischer 4 shows a cross-sectional representation of an embodiment of a thin-film solar module according to the invention. The layers largely correspond to the thin-film solar module according to FIG. 1 and have been provided with identical reference symbols. In addition, a planar, not necessarily closed covering and filling layer 401 was applied to the metallic backing layer 104, which closes at least the laser trenches 113. The covering and filling layer has optical properties
Strahlung reflektierende Eigenschaften und ist elektrisch isolierend. Radiation reflective properties and is electrically insulating.
Fig. 5 illustriert eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls aus einer anderen Perspektive. Fig. 5 umfasst die Schichten eines Dünnschichtsolarmoduls gemäß Fig. 3. Sofern eine Schicht in Fig. 5 dasselbe Bezugszeichen wie in Fig. 3 trägt, handelt es sich um dieselbe oder gleichwirkende Schicht. Zusätzlich wurde auf die metallische ückschicht 306 eine rückreflektierende, dielektrische Schicht 501 aufgebracht, um so die metallische Rückschicht 306 optisch zu optimieren und mechanisch zu schützen. FIG. 5 illustrates an embodiment of the thin-film solar module according to the invention from a different perspective. FIG. 5 comprises the layers of a thin-film solar module according to FIG. 3. If a layer in FIG. 5 bears the same reference number as in FIG. 3, it is the same or equivalent layer. In addition, a retroreflective dielectric layer 501 has been applied to the metallic back layer 306 so as to optically optimize and mechanically protect the metallic backing layer 306.
Obwohl beim Ausführungsbeispiel davon ausgegangen wurde, dass die Abdeck- und Füllschicht ein Material ist, das einer weißen oder hellen Farbe entspricht, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass diese isolierende Eigenschaften aufweisende rückreflektierende Deckschicht Materialien oder Partikel enthält, die auch Strahlung außerhalb des sichtbaren Spektrums reflektieren, um insgesamt den Wirkungsgrad der jeweiligen Solarzelle zu erhöhen . Although it has been assumed in the embodiment that the covering and filling layer is a material which corresponds to a white or light color, there is in principle the possibility that this retroreflective covering layer having insulating properties contains materials or particles which also reflect radiation outside the visible spectrum in order to increase the overall efficiency of the respective solar cell.
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die aufgebrachte ergänzende Schicht, welche vorhandene Strukturgräben, insbesondere Another idea of the invention is that the applied supplementary layer, which existing structure trenches, in particular
Lasergräben verfüllt, auch nach dem ebenfalls notwendig werdenden Trock- nungsprozess restelastische Eigenschaften behält, was zu einer weiteren Verbesserung hinsichtlich des Vermeiden ansonsten auftretender Kurzschlüsse beiträgt. Es übernimmt in diesem Fall die rückreflektierende Schicht auch die Funktion einer Schutzabdeckung bezüglich der darunter befindlichen leitfähigen Rückschicht. Fills laser trenches, even after the drying process also necessary residual elastic properties reserves, which contributes to a further improvement in terms of avoiding otherwise occurring short circuits. In this case, the retroreflective layer also performs the function of a protective cover with respect to the conductive back layer underneath.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rückseitenschichtsystem für Dünnschichtsolarmodule mit einem Rückkontakt, wobei der Rückkontakt eine leitfähige, lichtreflektierende, strukturierte Rückschicht (104;306) für den Transport elektrischen Stroms aufweist, A backsheet system for thin film solar modules having a back contact, the back contact having a conductive, light reflective, structured backing layer (104; 306) for transporting electrical power,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die leitfähige Rückschicht (104;306) von einer rückreflektierenden, dielektrische Schicht (401 ;501) abgedeckt ist, welche gleichzeitig vorhandene Strukturgräben der Rückschicht ausfüllt.  the conductive backing layer (104; 306) is covered by a retroreflective dielectric layer (401; 501) which simultaneously fills existing structure trenches of the backing layer.
2. Rückseitenschichtsystem nach Anspruch 1, wobei 2. Backsheet system according to claim 1, wherein
die rückreflektierende, dielektrische Schicht (401;501) aus einer weißen Farbe besteht oder hochreflektierende Pigmente enthält.  the retroreflective dielectric layer (401; 501) is of a white color or contains highly reflective pigments.
3. Rückseitenschichtsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei 3. Backsheet system according to claim 1 or 2, wherein
Strukturgräben (113) in der metallischen Rückschicht durch die rückreflektierende Schicht (401;501) ausgefüllt sind und diese aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.  Structural trenches (113) in the metal backing layer are filled by the retroreflective layer (401; 501) and are made of an electrically insulating material.
4. Dünnschichtsolarmodul, das ein Rückseitenschichtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. A thin film solar module comprising a backsheet system according to any one of the preceding claims.
5. Verfahren zur Herstellung eines Rückseitenschichtsystems für Dünnschichtsolarmodule mit einem Rückkontakt, wobei 5. A method of producing a backsheet system for thin film solar modules having a back contact, wherein
der Rückkontakt eine leitfähige, lichtreflektierende, strukturierte Rückschicht (104;306) für den Transport elektrischen Stroms aufweist, gekennzeichnet durch den Schritt  the back contact comprises a conductive, light-reflecting, structured backing layer (104; 306) for transporting electrical current, characterized by the step
des Aufbringens einer zusätzlichen rückreflektierenden, dielektrischen Schicht (401 ; 501) auf die metallische Rückschicht.  depositing an additional retroreflective dielectric layer (401; 501) on the metallic backing layer.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei 6. The method of claim 5, wherein
die zusätzliche Schicht aus einem Material mit lichtreflektierenden Eigenschaften oder Partikeln besteht. the additional layer consists of a material with light-reflecting properties or particles.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei 7. The method according to claim 5 or 6, wherein
der Schritt des Aufbringens mittels eines Siebdruckverfahrens erfolgt.  the step of applying by means of a screen printing process takes place.
8. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei 8. The method according to at least one of claims 5 to 7, wherein
durch den Schritt des Aufbringens Gräben (113) in der leitfähigen Rückschicht ausgefüllt werden .  filled by the step of depositing trenches (113) in the conductive backing layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2348538A2 (en) * 2010-01-22 2011-07-27 Jusung Engineering Co. Ltd. Solar cell and method for manufacturing the same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011115659A1 (en) * 2011-09-28 2013-03-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Photovoltaic semiconductor chip
EP2922100A1 (en) * 2014-03-21 2015-09-23 Hemain, Christopher Absorption enhancement structure

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US644189A (en) * 1899-02-27 1900-02-27 Paul Siefeldt Drying apparatus.
NL1013900C2 (en) * 1999-12-21 2001-06-25 Akzo Nobel Nv Method for the production of a solar cell foil with series-connected solar cells.
JP2001345460A (en) * 2000-03-29 2001-12-14 Sanyo Electric Co Ltd Solar cell device
US20050172997A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Johannes Meier Back contact and back reflector for thin film silicon solar cells
DE102004032810B4 (en) * 2004-07-07 2009-01-08 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Photovoltaic solar cell with a layer of light-scattering properties and solar module
DE102007055733A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-10 Kuraray Europe Gmbh Photovoltaic modules with reflective adhesive films

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2348538A2 (en) * 2010-01-22 2011-07-27 Jusung Engineering Co. Ltd. Solar cell and method for manufacturing the same

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