WO2011061265A2 - Solarzellenmodul - Google Patents

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WO2011061265A2
WO2011061265A2 PCT/EP2010/067774 EP2010067774W WO2011061265A2 WO 2011061265 A2 WO2011061265 A2 WO 2011061265A2 EP 2010067774 W EP2010067774 W EP 2010067774W WO 2011061265 A2 WO2011061265 A2 WO 2011061265A2
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cell module
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solar
subunits
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Rüdiger LÖCKENHOFF
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Azur Space Solar Power Gmbh
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    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the invention relates to a solar cell module, in particular concentrator solar module, comprising in series interconnected subunits of parallel interconnected solar cells.
  • concentrator systems In order to convert light into electrical energy with the help of solar cells in a material-saving and efficient way, concentrator systems are used in which sunlight is concentrated and directed onto very small-area solar cells.
  • large-area optical systems such as parabolic mirrors or large Fresnel lenses can generate light spots from sunlight with high optical efficiency. In these light spots, the light intensity can be many hundreds times the light intensity of direct sunlight.
  • the individual solar cells In order to use the light energy in concentrator solar modules with high efficiency, it is necessary that the individual solar cells have a very small distance from each other in these. Otherwise, light energy between the solar cells would unnecessarily be lost.
  • Corresponding arrangements of solar cells are therefore also referred to as densely packed concentrator solar modules, which are basically active z. B. are cooled by water. If necessary, smaller module surfaces can also have passive cooling. So-called heat pipes can be used for cooling.
  • microchannel coolers which have a sandwich structure with outer layers of ceramic and an intermediate layer through which water flows, which in turn consists of thin copper foils forming a microchannel structure which are interconnected.
  • Single-stage optical concentrators such as parabolic mirrors and Fresnel lenses generally do not produce a homogeneous light spot with sharp boundaries, but a light output distribution that drops outwards. If a solar module, the solar cells each having the same radiation sensitivity, ie active surface, exposed to a light spot with inhomogeneous light power distribution, the external solar cells are exposed to a lower light output than those arranged in the center, with the result that the outer solar cells less photocurrent than the generate inside.
  • the solar cells in the modules are connected in series, ie in series.
  • arrangements are also known which consist of subunits which have parallel interconnected solar cells, the subunits themselves being connected in series.
  • a solar cell module with adapted solar cell width is known.
  • the module comprises series-connected solar cells, wherein the internal solar cells have a smaller solar radiation-sensitive surface than the outside.
  • the photocurrent generated in each solar cell should be essentially the same.
  • a high number of solar cells of different active area, ie radiation-sensitive area would have to be made available. This leads to higher costs due to the fact that different tools and tool carrier change are required in automated systems.
  • the subject of DE-A-10 2006 015 495 is a solar cell module in which monolithically integrated solar cells are arranged via contact bridges in rows of different widths or in meandering form.
  • US-B-6,686,533 relates to a solar cell assembly for a concentrator solar module.
  • a different number of cells is arranged in subgroups, which are interconnected in series.
  • a solar cell module according to US Pat. No. 4,162,174 is composed of adjoining solar cell segments, wherein protective diodes are arranged in the edge region of the solar cell module.
  • a solar cell module according to US Pat. No. 6,225,793 comprises a plurality of bypass diodes connected in parallel with one another.
  • the present invention is based on the object, a solar cell module, in particular a concentrator solar module of the type mentioned so that a smooth individual adaptation to the observed light intensities or incident light intensity distribution to an extent that substantially in each subunit the same photocurrent is generated. At the same time, it should be ensured that the solar cells in the subunits can be connected without any problems. Also, a sufficient cooling should be guaranteed.
  • the invention essentially provides that the solar cells comprise at least first and second solar cells each having radiation-sensitive surfaces diverging from each other, and that at least one subunit has at least one first and at least one second solar cell, wherein the total area of the solar cell individual sensitive surfaces of each subunit is designed for the light intensity of the incident radiation.
  • the subunits connected in series to the solar cell module solar cells are connected in parallel with beam-sensitive surfaces deviating from one another, so that a desired total area per subunit can be made available, which is matched to the incident light intensity.
  • Subunit a first solar cell - first solar cell
  • Subunit b first solar cell - second solar cell
  • Subunit c second solar cell - first solar cell
  • Subunit d second solar cell - second solar cell.
  • the solar cell module comprises at least three subunits, of which at least one subunit comprises only first or second solar cells.
  • a further embodiment provides that, viewed in the direction of the rows, the first solar cell differs in length from that of the second solar cell.
  • the width of the first and the second solar cell coincides perpendicular to the series connection or the width have a maximum deviation from one another of ⁇ 10%.
  • the solar cell module comprises at least seven subunits, of which at least four subunits have at least one first and at least one second solar cell.
  • a subunit should be arranged which has only first or second solar cells.
  • the solar cell module has subunits with at least one first and at least one second solar cell, wherein the order of the at least one first and the at least one second solar cell in the subunits differ from one another.
  • the areal inhomogeneous intensity distribution can be taken into account.
  • active cooling generally uses ceramic substrates with a single-layer metal coating.
  • the metal coating is structured to support the surface of solar cells and the conductor track.
  • the ceramic circuit boards can either be part of a heat sink or be connected to such.
  • densely packed concentrator solar modules use a ceramic circuit board.
  • the invention is therefore also characterized by the features that the subunits are arranged on a preferably actively cooled carrier, the solar cell side has a layer consisting of electrically conductive material, which is subdivided into subunit units, wherein a subunit is arranged on each subunit unit.
  • the solar cell side has a layer consisting of electrically conductive material, which is subdivided into subunit units, wherein a subunit is arranged on each subunit unit.
  • the subunits themselves may be connected to each other, that is, to the series connection, via silver connector lugs, thin gold bonds or electrically conductive strips running along their tops, one section with the front contacts of the solar cells of one subunit and the other section through the solar cells of the other subunit with the connected to ground-side contacts.
  • peripheral geometry of the partial surface unit is adapted to the circumferential geometry of the male subunit.
  • the subunits are aligned with each other with respect to their outer longitudinal edges.
  • At least one subunit unit consists of regions or sections which extend in mutually offset relation to one another in the direction of the series connection and which merge into one another. Accordingly, the subunits are geometrically designed.
  • a conductor track which is structured from the electrically conductive layer, extends between the mutually offset regions of the sub-surface unit in the direction of the series connection and a minimum width B with B> 0.8 mm, in particular 0.8 mm ⁇ B ⁇ 1.2 mm, preferably B ⁇ 1 mm.
  • the electrically conductive and divided into sub-surface units electrical conductive layer is disposed on a region consisting of electrically insulating material of the carrier and that in the direction of the series connection between successive sub-surface units, the electrically conductive material is removed. As a result, the required isolation between the subunits is guaranteed in order to then connect them in series can.
  • the solar cells of a subunit can be interconnected with a number of bypass diodes, which deviates from the number of solar cells in the subunit. Regardless, it is provided that the bypass diodes are arranged in the direction of the series connection in a side edge of the carrier, which limits the subunits arranged in series.
  • each of the subunits can have an equal number of solar cells, it is also possible for the number of solar cells of a subunit to deviate from the number of solar cells of at least one further subunit of the solar cell module.
  • the radiation-sensitive area of the first solar cell is about 30% to 70% smaller than that of the second solar cell.
  • the distance between successive subunits should be between 50 ⁇ and 1000 ⁇ , and considered in the direction of series connection.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a contact surface arrangement of solar cell subunits according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 5 shows a contact surface arrangement of the solar cell subunits according to FIG. 4.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of series-connected solar cells 12, 14, 16, 18, 20 for forming a solar cell module according to the prior art.
  • the series-connected solar cells 12, 14, 16, 18, 20 are connected to a load 22 such as inverters.
  • a load 22 such as inverters.
  • a light intensity distribution in concentrator systems is shown in principle, which acts on the solar cells 12, 14, 16, 18, 20.
  • the sensitive surfaces, ie active areas of the solar cell 12, 14, 16, 18, 20 are adapted to the intensity distribution. From the schematic diagram it follows that the outer solar cells 12, 20 have a larger sensitive area than the adjacent solar cells 14, 18 have, in turn, have a larger areal extent than the internal solar cells 16.
  • FIG. 2 a plan view of a module 24 is shown purely in principle, which comprises subunits 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 of solar cells which are connected in parallel and are not labeled in any further detail.
  • the subunits 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 are connected in series and connected via a load such as inverter 22.
  • the subunits 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 with their respective parallel connected solar cells each provide a radiation-sensitive surface available, which is adapted to the light intensity of the concentrator radiation whose course is reproduced in principle on the left in FIG ,
  • first and second solar cells are interconnected, which are referred to as first and second solar cells.
  • a first solar cell 40 and a second solar cell 42 are shown in principle in the lower part of FIG. 2. It can be seen that the sensitive surfaces of the first and the second solar cell 40, 42 deviate from one another. In this case, the solar cells 40, 42 viewed in the direction of the series connection 70 from each other deviating lengths LI, L2. In their widths B1 and B2, the solar cells 40, 42 should correspond to each other or preferably have maximum deviations of 10%.
  • the symbol for the Solar cells is designated by reference numeral 44, which represents a combination of a current source with a diode.
  • the solar cell 40, 42 and thus its active surface has the shape of a rectangle.
  • the first and second solar cells 40, 42 according to the invention are assembled in the subunits 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 in such a way that a total-sensitive area results per subunit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 adapted to the intensity profile of the incident radiation in the region of the subunit, with the result that each of the subunits 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 generates approximately the same photocurrent.
  • the outer subunits 26, 38 in their areas the intensity is the lowest, the largest sensitive area by two second solar cells 42 are connected in parallel.
  • the sensitive area is reduced by connecting a first solar cell 40 to a second solar cell 42.
  • the subunit 32 In the middle region of the module 24, in which the maximum intensity occurs, the subunit 32 has the smallest sensitive area by connecting two first solar cells 40.
  • the choice of the current classes of the solar cells to be used is to be mentioned.
  • the current classes of the solar cells arranged in the middle region of the module can have a lower quality than the solar cells to be placed outside. This allows for additional fine tuning of the photocurrents per subunit.
  • the solar cells of a subunit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 may be disposed on a ceramic circuit board 45 which is the upper side of a carrier designed as an active cooler.
  • a ceramic circuit board 45 which is the upper side of a carrier designed as an active cooler.
  • This can according to the prior art have a sandwich structure with upper and lower ceramic plate and between these arranged a micro-channel structure made available from thin copper foils existing intermediate layer, which is traversed by a cooling fluid such as water.
  • the ceramic circuit board 45 has, on the solar cell side, an electrically conductive layer, such as copper layer, which is etched away in the areas in which an electrical connection is to be interrupted.
  • electrically conductive layer such as copper layer
  • first and second solar cells 40, 42 in the selected configuration per subunit takes place via the sub-area units 46, 48, 50, 50, 52, 54, 56, 58.
  • the electrically conductive surface which is applied to the ceramic layer, so the ceramic circuit board, has not shown further connections to the surface units 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, to each sub-unit 26, 28, 30, 32nd , 34, 36, 38 to connect with bypass diodes, but not shown in the edge region of the module.
  • the number of bypass diodes may differ from the number of solar cells interconnected in a subunit, in particular may be smaller.
  • subunits I, II, III, IV, V are shown in principle, which-as in FIG. 2-have sensitive surfaces adapted in accordance with the light intensity distribution. Accordingly, a combination of the first and second solar cells 42 and 44 to be interconnected takes place, which have deviating sensitive surfaces.
  • the subunits I, II, II, IV, V associated patch units are marked accordingly. It can be seen that the solar cells 40 of the subunit III are arranged offset from one another in such a way that they do not adjoin one another. In order to still allow a parallel connection, the bearing surfaces for the solar cells 40 of the subunit III are arranged in Fig. 5 by the reference numeral 72, 74 designated areas of the subunit unit III, wherein the areas 72, 74 extending over a direction of the series circuit 70 Conductor 76 are connected, which is applied to the ceramic circuit board 45.
  • the width B of the conductor 76 should be at least 0.8 mm, preferably approximately 1 mm.
  • the sub-area unit III has an S-geometry, with sections of the sub-area units II and IV extending along the conductor track 76.
  • the sub-area unit III as a total of the area 72 and 74 and the track 76 is further coherent in terms of set theory.
  • the other partial surface units I, II, IV and V are connected.
  • the corresponding regions 78, 80 of the partial surface units II, IV are offset in the direction of the respective edge of the printed circuit board 45.
  • the longitudinal edges of the offset to the edge portions 78, 80 are not aligned with the longitudinal edges of the remaining partial surface units II, III, V, as Fig. 5 illustrates.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Solarzellenmodul (24), umfassend in Reihe verschaltete Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) von parallel verschalteten Solarzellen (40, 42). Um eine problemlose individuelle Anpassung an die auftreffende Lichtintensitätsverteilung derart zu ermöglichen, dass in jeder Untereinheit im Wesentlichen der gleiche Photostrom erzeugt wird, sieht die Erfindung vor, dass die Solarzellen zumindest erste und zweite Solarzellen (40, 42) mit jeweils voneinander abweichenden strahlungssensitiven Flächen umfassen und dass zumindest eine Untereinheit (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) des Solarzellenmoduls eine erste und zumindest eine zweite Solarzelle aufweist.

Description

Beschreibung
S olarzellenmodul
Die Erfindung bezieht sich auf ein Solarzellenmodul, insbesondere Konzentrator- Solarmodul, umfassend in Reihe verschaltete Untereinheiten von parallel verschalteten Solarzellen.
Um materialsparend und effizient mit Hilfe von Solarzellen Licht in elektrische Energie umzuwandeln, gelangen Konzentratorsysteme zur Anwendung, in denen Sonnenlicht gebündelt und auf sehr kleinflächige Solarzellen gelenkt wird. Insbesondere großflächige optische Systeme wie Parabolspiegel oder große Fresnel-Linsen können aus Sonnenlicht mit hoher optischer Effizienz Lichtflecke erzeugen. In diesen Lichtflecken kann die Lichtintensität ein Vielhundertfaches der Lichtintensität des direkten Sonnenlichts betragen. Um die Lichtenergie in Konzentrator- Solarmodulen mit hohem Wirkungsgrad nutzen zu können, ist es erforderlich, dass in diesen die einzelnen Solarzellen einen sehr geringen Abstand zueinander aufweisen. Anderenfalls würde unnötigerweise Lichtenergie zwischen den Solarzellen verloren gehen. Entsprechende Anordnungen von Solarzellen bezeichnet man daher auch als dichtgepackte Konzentrator-Solarmodule, die grundsätzlich aktiv z. B. mittels Wasser gekühlt werden. Kleinere Modulflächen können ggfs. auch eine passive Kühlung aufweisen. Sogenannte Heat Pipes können zur Kühlung eingesetzt werden.
Es ist auch bekannt, Solarzellen auf sogenannte Mikrokanalkühler anzuordnen, die eine Sandwich- Struktur mit äußeren Schichten aus Keramik und einer von Wasser durchströmten Zwischenschicht aufweisen, die ihrerseits aus eine Mikrokanalstruktur bildenden dünnen Kupferfolien besteht, die untereinander verbunden sind. Einstufige optische Konzentratoren wie Parabolspiegel und Fresnel-Linsen erzeugen grundsätzlich keinen homogenen Lichtfleck mit scharfen Grenzen, sondern eine Lichtleistungsverteilung, die nach außen abfällt. Würde ein Solarmodul, das Solarzellen mit jeweils gleicher Strahlungssensitivität, also aktiver Fläche, aufweist, einem Lichtfleck mit inhomogener Lichtleistungsverteilung ausgesetzt, so werden die außenliegenden Solarzellen einer geringeren Lichtleistung als die im Mittenbereich angeordneten ausgesetzt mit der Folge, dass die äußeren Solarzellen weniger Photostrom als die innen liegenden erzeugen.
Die Solarzellen werden in den Modulen grundsätzlich in Serie, also in Reihe verschaltet. Es sind jedoch auch Anordnungen bekannt, die aus Untereinheiten bestehen, die parallel verschaltete Solarzellen aufweisen, wobei die Untereinheiten selbst in Serie verschaltet sind.
Da der Strom in jeder Solarzelle bzw. Untereinheit einer Serienschaltung identisch ist, begrenzen infolgedessen die außenliegenden Solarzellen bzw. Untereinheiten, die den geringsten Photostrom erzeugen, den Strom, so dass das Modul ineffizient arbeitet.
Aus der WO-A-2009/059773 ist ein Solarzellenmodul mit angepasster Solarzellenbreite bekannt. Das Modul umfasst in Reihe verschaltete Solarzellen, wobei die innen liegenden Solarzellen eine geringere solarstrahlungssensitive Fläche als die außen liegenden aufweisen. Hierdurch soll ungeachtet einer inhomogenen Lichteinstrahlung der in jeder Solarzelle erzeugte Photostrom im Wesentlichen gleich sein. Um eine hinreichende Anpassung an die unterschiedlichen Lichtintensitäten zu erzielen, müsste eine hohe Anzahl von Solarzellen unterschiedlicher aktiver Fläche, also strahlungssensitiver Fläche zur Verfügung gestellt werden. Dies führt aufgrund der Tatsache, dass unterschiedliche Werkzeuge und Werkzeugträgerwechsel in automatischen Anlagen benötigt werden, zu höheren Kosten. Gegenstand der DE-A-10 2006 015 495 ist ein Solarzellenmodul, bei dem monolithisch integrierte Solarzellen über Kontaktbrücken in Reihen verschiedener Breiten oder in Mäanderform angeordnet sind.
Die US-B-6, 686,533 bezieht sich auf eine Solarzellenanordnung für ein Konzentratorsolarmodul. Dabei ist eine unterschiedliche Anzahl von Zellen in Untergruppen angeordnet, die untereinander in Reihe verschaltet werden.
Ein Solarzellenmodul nach der US-A-4,162,174 setzt sich aus aneinander grenzenden Solarzellensegmenten zusammen, wobei im Randbereich des Solarzellenmoduls Schutzdioden angeordnet sind.
Um eine hohe Packungsdichte zu erzielen, werden nach der US-A-4,089,705 Solarzellen miteinander verschaltet, die voneinander abweichende Geometrien aufweisen.
Ein Solarzellenmodul nach der US-B-6,225,793 umfasst mehrere parallel zueinander verschaltete Bypass-Dioden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Solarzellenmodul, insbesondere ein Konzentrator-Solarmodul, der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine problemlose individuelle Anpassung an die zu beachtenden Lichtintensitäten bzw. auftreffende Lichtintensitätsverteilung in einem Umfang erfolgt, dass in jeder Untereinheit im Wesentlichen der gleiche Photostrom erzeugt wird. Gleichzeitig soll sichergestellt sein, dass die Solarzellen in den Untereinheiten problemlos verschaltet werden können. Auch soll eine hinreichende Kühlung gewährleistet sein.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass die Solarzellen zumindest erste und zweite Solarzellen mit jeweils voneinander abweichenden strahlungssensitiven Flächen umfassen und dass zumindest eine Untereinheit zumindest eine erste und zumindest eine zweite Solarzelle aufweist, wobei die Gesamtfläche der einzelnen sensitiven Flächen jeder Untereinheit auf die Lichtintensität der einfallenden Strahlung ausgelegt ist.
Erfindungsgemäß werden in zumindest einer der zu dem Solarzellenmodul in Reihe ver schalteten Untereinheiten Solarzellen mit voneinander abweichenden strahlensensitiven Flächen parallel verschaltet, so dass eine gewünschte Gesamtfläche je Untereinheit zur Verfügung gestellt werden kann, die auf die auftreffende Lichtintensität abgestimmt ist.
So besteht z. B. die Möglichkeit, bei einer zwei Solarzellen umfassenden Untereinheit zwei erste Solarzellen oder eine erste und eine zweite Solarzelle oder zwei zweite Solarzellen zu kombinieren, so dass insgesamt drei unterschiedliche strahlensensitive Gesamtflächen für eine Untereinheit zur Verfügung stehen. Ein weiterer Freiheitsgrad ist dahingehend zu sehen, dass die Reihenfolgen der Solarzellen innerhalb einer Untereinheit vertauscht werden. Folglich ergeben sich insgesamt vier Kombinationsmöglichkeiten:
Untereinheit a: erste Solarzelle - erste Solarzelle
Untereinheit b: erste Solarzelle - zweite Solarzelle
Untereinheit c: zweite Solarzelle - erste Solarzelle
Untereinheit d: zweite Solarzelle - zweite Solarzelle.
Durch eine gezielte Ausnutzung zuvor erläuterter Freiheits grade besteht die Möglichkeit, bereits mit zwei Solarzellentypen, also einer ersten und einer zweiten Solarzelle, einen weitgehenden Ausgleich der Photoströme in den Untereinheiten eines Großflächenmoduls zu verwirklichen. Entsprechende Überlegungen gelten auch, wenn mehr als zwei Solarzellen unterschiedlicher strahlensensitiver Flächen Verwendung finden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Solarzellenmodul zumindest drei Untereinheiten umfasst, von denen zumindest eine Untereinheit ausschließlich erste oder zweite Solarzellen aufweist. Eine Weiterbildung sieht vor, dass in Richtung der Reihen verschaltun g betrachtet die erste Solarzelle in ihrer Länge von der der zweiten Solarzelle abweicht.
Auch besteht die Möglichkeit, dass senkrecht zur Reihenschaltung betrachtet die Breite der ersten und der zweiten Solarzelle übereinstimmt oder die Breite eine maximale Abweichung voneinander von ± 10 % aufweisen.
Anwendungstechnisch ist von Vorteil, wenn das Solarzellenmodul zumindest sieben Untereinheiten umfasst, von denen zumindest vier Untereinheiten zumindest eine erste und zumindest eine zweite Solarzelle aufweisen.
Des Weiteren sollte zwischen zwei Untereinheiten mit zumindest einer ersten und zumindest einer zweiten Solarzelle eine Untereinheit angeordnet sein, die ausschließlich erste oder zweite Solarzellen aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Solarzellenmodul Untereinheiten mit zumindest einer ersten und zumindest einer zweiten Solarzelle aufweist, wobei die Reihenfolge von der zumindest einen ersten und der zumindest einen zweiten Solarzelle in den Untereinheiten voneinander abweichen. Hierdurch kann die flächige inhomogene Intensitätsverteilung berücksichtigt werden.
Grundsätzlich ergibt sich eine Randbedingung für die Auslegung der Untereinheiten durch die Verschaltungstechnologie und die Notwendigkeit einer aktiven Kühlung. In der Hochleistungselektronik werden bei aktiver Kühlung in der Regel keramische Substrate mit einer einlagigen Metallbeschichtung verwendet. Die Metallbeschichtung ist zur Auflagefläche für Solarzellen und zur Leiterbahn strukturiert. Dabei können die keramischen Leiterplatten entweder Teil eines Kühlkörpers sein oder mit einem solchen verbunden werden. Grundsätzlich wird bei dichtgepackten Konzentrator- Solarmodulen eine keramische Leiterplatte verwendet. Probleme bereiten allerdings jedoch die zum Verschalten erforderlichen Leiterbahnen aufgrund der hohen Packungsdichte.
Die Erfindung zeichnet sich daher auch durch die Merkmale aus, dass die Untereinheiten auf einem vorzugsweise aktiv gekühlten Träger angeordnet sind, der solarzellenseitig eine aus elektrisch leitendem Material bestehende Schicht aufweist, die in Teilflächeneinheiten unterteilt ist, wobei auf jeweils einer Teilflächeneinheit eine Untereinheit angeordnet ist. Somit ergibt sich ein problemloses Parallelverschalten der Solarzellen einer Untereinheit. Insbesondere sind Teilflächeneinheiten vorteilhaft, welche im Sinne der Mengenlehre zusammenhängend sind.
Die Untereinheiten selbst können untereinander, also zur Reihenverschaltung, über Silberverbinderfahnen, dünne Goldbonds oder entlang deren Oberseiten verlaufende elektrisch leitende Streifen verbunden sein, von denen ein Abschnitt mit den Frontkontakten der Solarzellen einer Untereinheit und der andere Abschnitt durch die Solarzellen der anderen Untereinheit hindurch mit den bodenseitigen Kontakten verbunden wird.
Insbesondere ist die Umfangsgeometrie der Teilflächeneinheit an die Umfangsgeometrie der aufzunehmenden Untereinheit angepasst.
Üblicherweise sind die Untereinheiten in Bezug auf ihre Außenlängsränder fluchtend zueinander ausgerichtet.
Es besteht des Weiteren die Möglichkeit, dass zumindest eine Teilflächeneinheit aus in Richtung der Reihenschaltung betrachtet versetzt zueinander verlaufenden Bereichen oder Abschnitten besteht, die ineinander übergehen. Entsprechend sind die Untereinheiten geometrisch gestaltet.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass zumindest zwei aufeinander folgende Teilflächeneinheiten versetzt zueinander verlaufende Teilbereiche aufweisen, wobei die Teilflächeneinheiten derart zueinander ausgerichtet sind, dass gleiche Seiten begrenzende Längsränder versetzt zueinander verlaufen.
Weisen die Teilflächeneinheiten versetzt zueinander verlaufende jedoch nicht überlappende Bereiche auf, so ist vorgesehen, dass eine Leiterbahn, die aus der elektrisch leitenden Schicht strukturiert ist, zwischen den versetzt zueinander angeordneten Bereichen der Teilflächeneinheit in Richtung der Reihenschaltung betrachtet verläuft und eine Mindestbereite B mit B > 0,8 mm aufweist, insbesondere 0,8 mm < B < 1,2 mm, vorzugsweise B ~ 1 mm.
Auch ist vorgesehen, dass die elektrisch leitende und in Teilflächeneinheiten unterteilte elektrische leitende Schicht auf einem aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Bereich des Trägers angeordnet ist und dass in Richtung der Reihenschaltung betrachtet zwischen aufeinander folgenden Teilflächeneinheiten das elektrisch leitende Material entfernt ist. Hierdurch ist die erforderliche Isolierung zwischen den Untereinheiten gewährleistet, um diese sodann in Serie verschalten zu können.
Die Solarzellen einer Untereinheit können mit einer Anzahl von Bypass-Dioden verschaltet sein, die von der Anzahl der Solarzellen in der Untereinheit abweicht. Unabhängig hiervon ist vorgesehen, dass die Bypass-Dioden in Richtung der Reihenschaltung betrachtet in einem Seitenrand des Trägers angeordnet sind, der die in Reihe angeordneten Untereinheiten begrenzt.
Kann jede der Untereinheiten eine gleiche Anzahl von Solarzellen aufweisen, so besteht auch die Möglichkeit, dass die Anzahl der Solarzellen einer Untereinheit von der Anzahl der Solarzellen von zumindest einer weiteren Untereinheit des Solarzellenmoduls abweicht.
Bevorzugterweise ist die strahlensensitive Fläche der ersten Solarzelle in etwa 30 % bis 70 % kleiner als die der zweiten Solarzelle. Ferner sollte der Abstand zwischen aufeinander folgenden Untereinheiten zwischen 50 μηι und 1000 μηι liegen, und zwar in Richtung der Reihenschaltung betrachtet.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Solarzellenanordnung eines Solarzellenmoduls nach dem Stand
der Technik,
Fig. 2 eine erfindungs gemäße Solarzellenanordnung eines Solarzellenmoduls,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer Auflageflächenanordnung von Solarzellenuntereinheiten gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine weitere Solarzellenanordnung eines Solarzellenmoduls und
Fig. 5 eine Auflageflächenanordnung der Solarzellenuntereinheiten gemäß Fig. 4.
Der Fig. 1 ist eine Prinzipdarstellung von in Serie verschalteten Solarzellen 12, 14, 16, 18, 20 zur Bildung eines Solarzellenmoduls nach dem Stand der Technik zu entnehmen. Die in Reihe verschalteten Solarzellen 12, 14, 16, 18, 20 sind mit einem Verbraucher 22 wie Wechselrichter verbunden. Im linken Teil der Fig. 1 ist prinzipiell eine Lichtintensitätsverteilung bei Konzentratorsystemen dargestellt, die auf die Solarzellen 12, 14,1 6, 18, 20 einwirkt. Um eine Anpassung der generierten Photoströme in den serienverschalteten Solarzellen 12, 14, 16, 18, 20 zu erreichen, werden die sensitiven Flächen, also aktiven Flächen der Solarzelle 12, 14, 16, 18, 20 an die Intensitätsverteilung angepasst. Aus der Prinzipdarstellung ergibt sich, dass die äußeren Solarzellen 12, 20 eine größere sensitive Fläche als die angrenzenden Solarzellen 14, 18 aufweisen, die wiederum eine größere Flächenerstreckung als die innenliegende Solarzellen 16 besitzen. Eine entsprechende Anordnung ergibt sich prinzipiell aus der WO-A-2009/059773. Erkennbar wird eine Vielzahl von Solarzellen unterschiedlicher strahlensensitiver Flächen benötigt, um in etwa einen gleichen Photostrom in jeder Solarzelle 12, 16, 16, 18, 20 zu erzeugen. Bei größeren Modulen ist infolgedessen eine Vielzahl von Solarzellen-Designs erforderlich, die eine industrielle Fertigung unpraktikabel gestalten.
Um die Nachteile des Standes der Technik zu beheben und ungeachtet dessen entsprechend der Lichtintensitätsverteilung eine Strombegrenzung durch Solarzellen zu vermeiden, die einer geringeren Lichtintensität ausgesetzt sind, wird erfindungs gemäß Folgendes vorgeschlagen.
In Fig. 2 ist rein prinzipiell eine Draufsicht auf ein Modul 24 dargestellt, das Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 von parallel verschalteten nicht näher gekennzeichneten Solarzellen umfasst. Die Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 sind in Serie verschaltet und über einen Verbraucher wie Wechselrichter 22 verbunden. Die Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 mit ihren jeweils parallel verschalteten Solarzellen stellen jeweils eine strahlungs sensitive Fläche zur Verfügung, die an die Lichtintensität der Konzentratorstrahlung anpasst ist, deren Verlauf in der Fig. 2 links prinzipiell wiedergegeben ist.
Damit die Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 im erforderlichen Umfang voneinander abweichende oder übereinstimmende sensitive Flächen zur Verfügung stellen können, werden im Ausführungsbeispiel Solarzellen unterschiedlicher sensitiver Fläche verschaltet, die als erste und zweite Solarzellen bezeichnet werden. Eine erste Solarzelle 40 und eine zweite Solarzelle 42 sind im unteren Teil der Fig. 2 prinzipiell dargestellt. Man erkennt, dass die sensitiven Flächen der ersten und der zweiten Solarzelle 40, 42 voneinander abweichen. Dabei weisen die Solarzellen 40, 42 in Richtung der Reihenverschaltung 70 betrachtet voneinander abweichende Längen LI, L2 auf. In ihren Breiten Bl bzw. B2 sollten die Solarzellen 40, 42 einander entsprechen oder vorzugsweise maximale Abweichungen von 10 % aufweisen. Das Symbol für die Solarzellen ist mit dem Bezugszeichen 44 gekennzeichnet, das eine Kombination einer Stromquelle mit einer Diode wiedergibt.
Man erkennt aus der Fig. 2, dass die Solarzelle 40, 42 und damit deren aktive Fläche die Form eines Rechtecks aufweist.
Die erfindungsgemäßen ersten und zweiten Solarzellen 40, 42 sind in den Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 derart zusammengesetzt, dass sich pro Untereinheit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 eine gesamtsensitive Fläche ergibt, die dem Intensitätsverlauf der auftreffenden Strahlung im Bereich der Untereinheit angepasst ist mit der Folge, dass jede der Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 in etwa einen gleichen Photostrom erzeugt.
So weisen die äußeren Untereinheiten 26, 38, in deren Bereichen die Intensität am geringsten ist, die größte sensitive Fläche auf, indem zwei zweite Solarzellen 42 parallel verschaltet sind. In den angrenzenden Untereinheiten 28, 36, in denen die Intensität zunimmt, wird die sensitive Fläche verringert, indem eine erste Solarzelle 40 mit einer zweiten Solarzelle 42 verbunden wird.
Die sich jeweils nach innen anschließenden Untereinheiten 30, 34 weisen eine gleiche sensitive Fläche auf, so dass gleichfalls eine erste und zweite Solarzelle 40, 42 verschaltet werden, jedoch in Richtung der Parallel verschaltung 71 in umgekehrter Reihenfolge. Hierdurch kann der flächigen inhomogenen Intensitätsverteilung Rechnung getragen werden.
Im Mittenbereich des Moduls 24, in dem die maximale Intensität auftritt, weist die Untereinheit 32 die kleinste sensitive Fläche auf, indem zwei erste Solarzellen 40 verschaltet werden.
Sind im Ausführungsbeispiel jeweils zwei Solarzellen zu einer Untereinheit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 parallel verschaltet, so können in der Praxis selbstverständlich eine bei weitem größere Anzahl von Solarzellen eine Untereinheit bilden. Dabei besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass mehr als zwei Solarzellen mit voneinander abweichenden strahlensensitiven Flächen verschaltet werden.
Als weitere Alternative bzw. Ergänzung, um in den Untereinheiten gleiche oder in etwa gleiche Photoströme zu erzeugen, ist die Auswahl der Stromklassen der einzusetzenden Solarzellen zu nennen. So können die Stromklassen der im Mittenbereich des Moduls angeordneten Solarzellen eine geringere Qualität als die außen zu platzierenden Solarzellen aufweisen. Hierdurch wird eine zusätzliche Feinab Stimmung der Photoströme pro Untereinheit ermöglicht.
Die Solarzellen einer Untereinheit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 können auf einer keramischen Leiterplatte 45 angeordnet sein, die obere Seite eines als aktiver Kühler ausgebildeten Trägers ist. Dieser kann entsprechend dem Stand der Technik einen Sandwich-Aufbau mit oberer und unterer Keramikplatte sowie zwischen diesen angeordneter eine Mikrokanalstruktur zur Verfügung stellender aus dünnen Kupferfolien bestehender Zwischenschicht aufweisen, die von einer Kühlflüssigkeit wie Wasser durchströmbar ist.
Die keramische Leiterplatte 45 weist solarzellenseitig eine elektrisch leitende Schicht wie Kupferschicht auf, die in den Bereichen entfernt wie weggeätzt ist, in denen eine elektrische Verbindung unterbrochen werden soll. Es verbleiben vorzugsweise rechteckige Teilflächeneinheiten 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, die flächenmäßig an die Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 angepasst sind bzw. weitgehend eine gleiche, gegebenenfalls in der Größe abweichende Umfangsgeometrie aufweisen, also flächenmäßig etwas größer oder kleiner als die Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 sind. Leiterbahnen zum Verschalten der Untereinheiten mit z.B. Bypass-Dioden bleiben bei dieser Betrachtung unberücksichtigt.
Über die Teilflächeneinheiten 46, 48, 50, 50, 52, 54, 56, 58 erfolgt demzufolge eine Parallelverschaltung der ersten und zweiten Solarzellen 40, 42 in der gewählten Konfiguration pro Untereinheit. Somit kann eine überaus dichte Packung der ersten und zweiten Solarzellen 40, 42 bzw. der aus diesen gebildeten Untereinheiten 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 auf der keramischen Leiterplatte 45 erfolgen.
Die elektrisch leitende Fläche, die auf der Keramikschicht aufgebracht ist, also die keramische Leiterplatte, weist nicht dargestellte weitere Verbindungen zu den Teilflächeneinheiten 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 auf, um jede Untereinheit 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 mit im Randbereich des Moduls vorhandenen jedoch nicht dargestellten Bypass-Dioden zu verbinden. Dabei kann die Anzahl der Bypass-Dioden von der Anzahl der in einer Untereinheit zusammengeschalteten Solarzellen abweichen, insbesondere geringer sein.
Aus der Fig. 3 ergibt sich, dass die jeweiligen Längsränder der Unterflächeneinheiten 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 im Wesentlichen fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Beispielhaft sind entsprechende Längsränder mit 60, 62 auf der einen Seite und 64, 66 auf der anderen Seite der Teilflächeneinheiten 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58 gekennzeichnet.
Eine diesbezügliche Anordnung ist jedoch nicht zwingend erforderlich, nämlich insbesondere dann, wenn Bereiche von zu Untereinheiten zu verschaltenden Solarzellen in Richtung der Reihenverschaltung 70 betrachtet derart versetzt sind, dass dem Grunde nach ein unmittelbarer Kontakt nicht erfolgt, also eine Überlappung der entsprechenden rechteckförmigen Teilabschnitte, die jeweils einen Bereich der Untereinheit aufnehmen, nicht erfolgt.
In Fig. 4 sind rein prinzipiell Untereinheiten I, II, III, IV, V dargestellt, die - wie in Fig. 2 - entsprechend der Lichtintensitätsverteilung angepasste sensitive Flächen aufweisen. Entsprechend erfolgt eine Kombination der zu verschaltenden ersten und zweiten Solarzellen 42 und 44, die voneinander abweichende sensitive Flächen aufweisen.
In Fig. 5 sind die den Untereinheiten I, II, II, IV, V zugeordneten Teilflächeneinheiten entsprechend gekennzeichnet. Man erkennt, dass die Solarzellen 40 der Untereinheit III derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass diese nicht aneinander grenzen. Um dennoch eine Parallel verschaltung zu ermöglichen, werden die Auflageflächen für die Solarzellen 40 der Untereinheit III auf in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 72, 74 gekennzeichneten Bereichen der Teilflächeneinheit III angeordnet, wobei die Bereiche 72, 74 über eine in Richtung der Reihenschaltung 70 verlaufende Leiterbahn 76 verbunden sind, die auf der keramischen Leiterplatte 45 aufgebracht ist. Die Breite B der Leiterbahn 76 sollte zumindest 0,8 mm, vorzugsweise in etwa 1 mm betragen. Durch die diesbezügliche Konfiguration weist die Teilflächeneinheit III eine S -Geometrie auf, wobei sich entlang der Leiterbahn 76 Abschnitte der Teilflächeneinheiten II und IV erstrecken. Die Teilflächeneinheit III ist als Gesamtmenge des Bereichs 72 und 74 und der Leiterbahn 76 weiterhin zusammenhängend in Sinne der Mengenlehre. Auch die anderen Teilflächeneinheiten I, II, IV und V sind zusammenhängend.
Da ein Mindestabstand zu der Leiterbahn 76 eingehalten werden muss, werden die entsprechenden Bereiche 78, 80 der Teilflächeneinheiten II, IV in Richtung des jeweiligen Randes der Leiterplatte 45 versetzt. Somit fluchten die Längsränder der zum Rand hin versetzten Teilbereiche 78, 80 mit den Längsrändern der verbleibenden Teilflächeneinheiten II, III, V nicht, wie die Fig. 5 verdeutlicht.

Claims

Patentansprüche S olarzellenmodul
1. Solarzellenmodul (24), insbesondere Konzentrator-Solarzellenmodul, umfassend in Reihe verschaltete Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) von parallel ver schalteten Solarzellen (40, 42),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Solarzellen zumindest erste und zweite Solarzellen (40, 42) mit jeweils voneinander abweichenden strahlungs sensitiven Flächen umfassen und dass zumindest eine Untereinheit (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) des Solarzellenmoduls (24) eine erste und zumindest eine zweite Solarzelle aufweist.
2. Solarzellenmodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Solarzellenmodul (24) zumindest drei Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) umfasst, von denen zumindest eine Untereinheit (26, 32, 38) ausschließlich erste oder zweite Solarzellen (40, 42) aufweist.
3. Solarzellenmodul nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Richtung der Reihenverschaltung (70) betrachtet die erste Solarzelle (40) in ihrer Länge von der der zweiten Solarzelle (42) abweicht.
4. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass senkrecht zur Reihenschaltung (70) betrachtet die erste Solarzelle (40) und die zweite Solarzelle (42) in ihrer Breite übereinstimmen oder eine maximale Abweichung von ± 10 % zueinander aufweisen.
5. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Solarzellenmodul (24) zumindest sieben Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) umfasst, von denen zumindest vier Untereinheiten (28, 30, 34, 36) zumindest eine erste und zumindest eine zweite Solarzelle (40, 42) aufweisen.
6. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen zwei Untereinheiten (30, 34) mit zumindest einer ersten und zumindest einer zweiten Solarzelle (40, 42) eine Untereinheit (32) angeordnet ist, die ausschließlich erste oder zweite Solarzellen aufweist.
7. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Solarzellenmodul (24) Untereinheiten (28, 30, 34, 36) mit zumindest einer ersten und zumindest einer zweiten Solarzelle (40, 42) aufweist, wobei die Reihenfolge von der zumindest einen ersten und der zumindest einen zweiten Solarzelle voneinander abweicht.
8. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) auf einem vorzugsweise aktiv gekühlten Träger (44) angeordnet sind, der solarzellenseitig eine aus elektrisch leitendem Material bestehende Schicht aufweist, die in Teilflächeneinheiten (46, 48, 50, 52, 54, 56, 58) unterteilt ist, wobei auf jeweils einer zusammenhängenden Teilflächeneinheit eine Untereinheit (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) elektrisch leitend mit dieser verbunden angeordnet ist.
9. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine Teilflächeneinheit in Richtung der Reihenschaltung (70) versetzt zueinander verlaufende Bereiche (72, 74) umfasst, die über eine aus dem elektrisch leitenden Material strukturierte Leiterbahn (82) verbunden sind.
10. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwei aufeinander folgende Teilflächeneinheiten (48, 50) in Bezug auf ihre Längsränder (60, 62; 64, 66) auf zumindest einer Seite versetzt zueinander verlaufen.
11. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Umfangsgeometrie der Teilflächeneinheit (46, 48, 50, 52, 54) an die mit dieser verbundenen Untereinheit (26, 28, 30, 32, 34, 3638) angepasst ist und dass die Teilflächeneinheit und die Unterflächeneinheit im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Ränder aufweisen.
12. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die in Teilflächeneinheiten (46, 48, 50) verteilte elektrisch leitende Schicht auf einem aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Träger befindet und dass in Richtung der Reihenschaltung (70) betrachtet zwischen aufeinander folgenden Teilflächeneinheiten das elektrisch leitende Material entfernt ist.
13. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Solarzellen einer Untereinheit mit einer Anzahl von Bypass-Dioden verschaltet sind, die von der Anzahl der Solarzellen in der Untereinheit abweicht.
14. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bypass-Dioden in Richtung der Reihenschaltung (70) betrachtet in einem die in Reihen angeordneten Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) begrenzenden Seitenrand des Moduls (24) angeordnet sind.
15. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Teilflächeneinheiten (46, 48, 50, 52, 54) in Bezug auf ihre jeweilige Längsseite (60, 62; 64, 68) fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
16. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Solarzellen einer Untereinheit von der Anzahl der Solarzellen von zumindest einer weiteren Untereinheit des Solarzellenmoduls (24) abweicht.
17. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Untereinheit (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) eine gleiche Anzahl von Solarzellen (40, 42) aufweist.
18. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die strahlensensitive Fläche der ersten Solarzelle (40) etwa 30 % bis 70 % geringer als die der zweiten Solarzelle (42) ist.
19. Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand zwischen aufeinander folgenden Untereinheiten (26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) zwischen 50 μιη und 1000 μιη liegt, betrachtet in Richtung der Reihenschaltung (70). Solarzellenmodul nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Solarzellenmodul (24) ausschließlich erste und zweite Solarzellen (40, 42) aufweist.
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US13/511,001 US20120285510A1 (en) 2009-11-20 2010-11-18 Solar cell module
ES201290039A ES2430041B2 (es) 2009-11-20 2010-11-18 Modulo de celulas solares
IL219831A IL219831A0 (en) 2009-11-20 2012-05-16 Solar cell module

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IL (1) IL219831A0 (de)
WO (1) WO2011061265A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115004382A (zh) * 2019-11-20 2022-09-02 韩华Qcells有限公司 太阳能模块

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013083284A1 (en) 2011-12-08 2013-06-13 Soitec Solar Gmbh Apparatus for the industrial production of photovoltaic concentrator modules
DE202012004526U1 (de) * 2012-04-30 2012-06-06 Solarworld Innovations Gmbh Photovoltaikmodul
US20140162230A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 Aram Akopian Exercise demonstration devices and systems
DE102013211179A1 (de) * 2013-06-14 2014-12-18 Robert Bosch Gmbh Solarmodul und System von Solarmodulen
KR102667789B1 (ko) * 2018-07-13 2024-05-21 트리나 솔라 컴패니 리미티드 태양광 발전 장치 및 태양광 발전 블라인드
DE102020128063A1 (de) * 2020-10-26 2022-04-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Solarzellenmodul

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089705A (en) 1976-07-28 1978-05-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hexagon solar power panel
US4162174A (en) 1978-03-10 1979-07-24 Massachusetts Institute Of Technology Solar cell array
US6225793B1 (en) 1999-04-13 2001-05-01 Angewandte Solarenergie- Ase Gmbh Solar power generation circuit including bypass diodes connected in parallel to groups of series connected solar cells
US6686533B2 (en) 2002-01-29 2004-02-03 Israel Aircraft Industries Ltd. System and method for converting solar energy to electricity
DE102006015495A1 (de) 2006-04-03 2007-10-04 Hammud, Adnan Solarzellenmodul
WO2009059773A2 (de) 2007-11-06 2009-05-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzellenmodul mit angepasster solarzellenbreite

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7098395B2 (en) * 2001-03-29 2006-08-29 Kaneka Corporation Thin-film solar cell module of see-through type
JP4009893B2 (ja) * 2001-05-02 2007-11-21 独立行政法人科学技術振興機構 太陽電池を用いた電磁波吸収方法
ATE544180T1 (de) * 2004-05-19 2012-02-15 Angel Co Ltd Diode mit anschlussleitungs-abschluss für eine solarzelle
JP2007012976A (ja) * 2005-07-01 2007-01-18 Honda Motor Co Ltd 太陽電池モジュール
EP2122691A4 (de) * 2007-02-16 2011-02-16 Nanogram Corp Solarzellenstrukturen, pv-module und entsprechende verfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089705A (en) 1976-07-28 1978-05-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hexagon solar power panel
US4162174A (en) 1978-03-10 1979-07-24 Massachusetts Institute Of Technology Solar cell array
US6225793B1 (en) 1999-04-13 2001-05-01 Angewandte Solarenergie- Ase Gmbh Solar power generation circuit including bypass diodes connected in parallel to groups of series connected solar cells
US6686533B2 (en) 2002-01-29 2004-02-03 Israel Aircraft Industries Ltd. System and method for converting solar energy to electricity
DE102006015495A1 (de) 2006-04-03 2007-10-04 Hammud, Adnan Solarzellenmodul
WO2009059773A2 (de) 2007-11-06 2009-05-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Solarzellenmodul mit angepasster solarzellenbreite

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115004382A (zh) * 2019-11-20 2022-09-02 韩华Qcells有限公司 太阳能模块
CN115004382B (zh) * 2019-11-20 2023-06-13 韩华Qcells有限公司 太阳能模块
US11777044B2 (en) 2019-11-20 2023-10-03 Hanwha Q Cells Gmbh Solar module

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