WO2009156086A2 - Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle - Google Patents

Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle Download PDF

Info

Publication number
WO2009156086A2
WO2009156086A2 PCT/EP2009/004380 EP2009004380W WO2009156086A2 WO 2009156086 A2 WO2009156086 A2 WO 2009156086A2 EP 2009004380 W EP2009004380 W EP 2009004380W WO 2009156086 A2 WO2009156086 A2 WO 2009156086A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar cell
contact fingers
cell according
wires
connecting wires
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2009/004380
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009156086A3 (de
Inventor
Patrik MÜLLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Schmid GmbH and Co
Original Assignee
Gebrueder Schmid GmbH and Co
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 Gebrueder Schmid GmbH and Co filed Critical Gebrueder Schmid GmbH and Co
Publication of WO2009156086A2 publication Critical patent/WO2009156086A2/de
Publication of WO2009156086A3 publication Critical patent/WO2009156086A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/93—Interconnections
    • H10F77/933—Interconnections for devices having potential barriers
    • H10F77/935—Interconnections for devices having potential barriers for photovoltaic devices or modules
    • 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

  • the invention relates to a solar cell with front contacts on its front side and to a method for producing such a solar cell.
  • connection device can be an electrical connection for a forwarding of the current or a further corresponding solar cell in a series connection.
  • the front contacts are in the form of thin contact fingers, which are usually arranged parallel to each other and at the same distance extending on the front.
  • flat wires are provided which are electrically connected to each of the front contacts, projecting laterally beyond the solar cell and are connected to the connection device.
  • the shading of these known flat wires is considered negative because it worsens the active surface of the solar cell and thus also their efficiency.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned solar cell and a process for their preparation, with which disadvantages of the prior art can be reduced and in particular the efficiency or the yield of a solar cell can be increased.
  • This object is achieved by a solar cell with the features of claim 1 and a method for their preparation with the features of claim 14.
  • Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and are explained in more detail below.
  • the wording of the priority application DE 102008030262.7 of June 18, 2008 of the same Applicant is incorporated by expressly referring to the subject matter of the present description.
  • the wording of the claims is incorporated herein by express reference.
  • different long connecting wires are guided by the contact fingers of the front contacts to the connecting device.
  • These connecting wires extend in different lengths from the connection device to one or a few contact fingers.
  • At least some, preferably most, lead wires are electrically connected several times in their course or over their length with the contact fingers. This means that they are repeatedly connected in their longitudinal course to different contact fingers.
  • the distance in which a lead wire is connected to a contact finger and connected always the same for this lead wire, this can be particularly advantageous for several or even for all lead wires.
  • the invention provides the possibility of creating a plurality of connecting wires from the contact fingers as front contacts to a connection device. Due to the different length of the connecting wires, all of which lead to the connection device, it is achieved that only a few connecting wires go to the most distant contact fingers. The closer the contact fingers are to the connection device, the more connecting wires are available to transport the electrons to the connection device, that is to say for current conduction. Essentially, this can be a nearer relationship between distance of a contact finger of the connection device and available conductor cross section can be achieved. This means that the total existing conductor cross-section increases, the closer the contact fingers are in the connection device.
  • the front contacts run parallel to each other and at equal intervals.
  • the connecting wires extend at right angles to the front contacts or contact fingers. This causes not only a simpler production but also the shortest possible length and thus shading of the connecting wires of the solar cell.
  • the connecting wires are also advantageously parallel to one another and particularly advantageously at the same distance.
  • a connecting wire in each case every three to six contact fingers connected to the front or one of these contact fingers of the solar cell or connected thereto. Particularly advantageously, all of these three contact fingers are contacted in each case. This interval is always advantageous for each one connecting wire, especially advantageous for all connecting wires of this length or possibly also for all connecting wires. Adjacent connecting wires are advantageously connected to different contact fingers. In order to allow the best possible power line and at the same time to reduce the number of connections of the connecting wires with contact fingers, it is possible to provide hunt groups that connect two to four contact fingers together.
  • Such a hunt group can be produced by metallization similar to a contact finger in the manufacturing process of the solar cell on the front side, so much easier than the application and connection of a lead wire.
  • Such a hunt group advantageously extends in type and training as well as production similar to a front contact, ie with a very small cross-section and at right angles to the contact fingers or in the same direction as a connecting wire.
  • Such a hunt group particularly advantageously connects three adjacent contact fingers with one another and is contacted by the connecting wire or the connecting wire is connected to it.
  • a connecting wire is connected at a point at which the hunt group crosses a contact finger.
  • the necessary connection area is the largest for connection.
  • the connecting wires may extend freely up to their spaced connections with the contact fingers or be without a fixed connection to the solar cell.
  • they may run in a flat arc and may be spaced from their surface over most of their length.
  • a lead wire with a contact finger or a hunt group there are various ways to connect a lead wire with a contact finger or a hunt group mentioned above. Soldering or wire-bonding is considered to be advantageous, whereby both methods can be technically tested and can also be carried out in a mass-produced or automated manner.
  • a plurality of connecting wires each having the same length form a so-called terminal group, in particular per solar cell.
  • terminal group in particular per solar cell.
  • the solar cell then has a plurality of terminal groups with just respectively differently long connecting wires. It is considered advantageous if at least three connecting wires per connection group are provided. Furthermore, advantageously at least three such terminal groups can be provided. Commonly used solar cells have, for example, 66 contact fingers. Assuming an aforementioned provision of hunt groups as well as that due to the hunt connections does not end at the height of each contact finger, a lead wire, for example, 33 or 22 terminal groups may be provided. Each port group then has two to four or even more leads.
  • connecting wires it is possible to form different lengths of connecting wires with different cross sections. It can be provided that the cross section of the connecting wires increases with increasing length of the connecting wires, wherein it advantageously remains the same for this wire. This could take into account the fact that, because of its greater length, it may also lead to a higher current density overall. However, it is advantageous to use entirely identical connecting wires, which simplifies the provisioning and also the fastening.
  • a diameter of such a connecting wire can advantageously be in a range between 50 .mu.m and 1 mm.
  • Adhesion diameter 200 microns to about 300 microns are provided.
  • the connecting wires have a substantially round cross-section.
  • a lead wire may be made of a highly conductive material such as aluminum, copper, silver or gold.
  • aluminum or copper is used.
  • a lead wire may be coated with a corresponding coating.
  • it is tinned or provided with a solder, for example 62Sn / 36 Pb / 2 Ag.
  • connection device On the side of the solar cell to the connection device towards the connecting wires can survive a certain amount set in order then just to be connected to the connection device.
  • wire-bonding technically easier soldering is particularly suitable here.
  • Fig. 1 is an oblique view of a section of a solar cell according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view of a solar cell according to the invention with different arrangements for electrical connections.
  • a solar cell 11 is partially shown in an oblique view.
  • the solar cell 11 is essentially constructed from a wafer 12 and its upwardly facing front side 13 can be seen.
  • an electrical connection device 14 for example in the form of an electrical conductor, runs in the manner of a conductor rail or the like.
  • contact fingers 15 are provided. These are thin metal conductors, which are also applied by the skilled person in a known manner directly to the front side 13 or partially even sunk into it.
  • the contact fingers 15 have the same distance from each other and are parallel to each other.
  • connection wires 18 are provided. These connection wires 18 All start at the connection device 14, but have different lengths, so that they vary widely to the front side 13 of the solar cell 11. Although their left-facing ends are relatively accurate on a contact finger 15 or go to such a contact finger 15. At the same time, however, the connecting wires 18 extend not only with their pointing to the left end of this solar cell 11 and contact finger 15, but at a distance of three contact fingers 15, they are repeatedly connected to the solar cell 11 and contact fingers 15. This gives their course a kind of waveform, which of course is much less developed in practice.
  • hunt groups 16 are provided, which can be prepared in basically the same way as the contact fingers 15 themselves.
  • the hunt groups 16 are thus short electrically conductive conductor pieces and connect here three contact fingers 15. They extend approximately at right angles to the contact fingers 15, as well as the connecting wires 18. They are also electrically connected to each contact fingers, they pass or cover ,
  • the connecting wires 18 are electrically conductively connected at connection points 19, each with a collecting connection 16 or the contact finger 15 at this point. This can be done by wire-bonding or soldering. Furthermore, the connecting wires 18 extend, which can only be seen to a limited extent from FIG. 1, just above the collecting terminals 16, so that the absolutely necessary degree of shadowing remains as low as possible.
  • connection wires 18 are shown in a straight line to clarify the illustration or the structural design, which they in practice in the plan view in spite of the slightly wavy course in the side view of FIG can.
  • the huntings 16 in FIG. 2 are slightly curved, unlike practical embodiments. represents, while they are in reality or in practice rectilinear and at right angles to the contact fingers 15 are formed.
  • FIG. 2 The illustration of the solar cell 11 in FIG. 2 is essentially also to be understood schematically.
  • a practicable solar cell has far more contact fingers 15, namely, for example, the aforementioned 66 pieces.
  • more than illustrated 24 contact fingers 15 are provided in the width of the solar cell 11.
  • the lead wires 18 are divided into three groups 21a, 21b and 21c. Within each of these groups 21, a longest lead wire 18 extends to the second uppermost contact finger 15 and the shortest lead wire 18 to the second lowest contact finger 15. The length graduation of the individual lead wires 18 within one of these groups 21 is three times the distance between two contact fingers. Thus, there are also eight groups of lead wires 18 each having the same length, with three such lead wires 18 in each of these groups.
  • the difference in the formation of the group 21a and 21b is the distance of the hunt groups 16 along the leads 18. While in the left group 21a along the longest lead wire 18 the distance of the hunt groups and their length 16 is such that each contact finger 15 with this Terminal wire 18 is connected, this is different in the middle group 21 b.
  • the distance between the hunt groups 16 along a connecting wire 18 is increased by once the distance between two contact fingers 15 to each other.
  • this can also be varied in the case of a plurality of connecting wires of one of these groups, so that the distance between the collecting connections 16 and thus the resulting connecting points 19 between connecting wire 18 and collecting connection 16 or contact finger 15 need not be the same for each connecting wire of this group.
  • these hunt groups are omitted in the right group 21c.
  • the length graduation of the leads 18 need not be as shown in FIG.
  • the lengths may be distributed as desired, for example, in the most balanced manner possible such that the differences in length of two adjacent contact fingers have five to eight times the distance between two contact fingers to each other.
  • the total available conductor cross-section at contact fingers 15, which are far away from the connection device 14, is quite small.
  • the connection device 14 there are six to eight rather short connecting wires 18.
  • the flowing and thus removed current is considerably larger, this is also necessary due to the number of increased total conductor cross-section.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Eine Solarzelle weist Frontkontakte auf einer Vorderseite zum Einsammeln von Elektronen und eine Anschlusseinrichtung zur Verbindung mit den Frontkontakten auf. Die Frontkontakte sind in Form von dünnen Kontaktfingern ausgebildet, wobei unterschiedlich lange Anschlussdrähte von den Kontaktfingern zu der Anschlusseinrichtung geführt sind. Die Anschlussdrähte verlaufen in unterschiedlichen Längen von der Anschlusseinrichtung zu einem oder wenigen Kontaktfingern. Fast alle längeren Anschlussdrähte sind in ihrem Verlauf bzw. über ihre Länge mehrfach mit verschiedenen Kontaktfingern elektrisch verbunden.

Description

Beschreibung Solarzelle und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Solarzelle mit Frontkontakten auf ihrer Vorderseite sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Solarzelle.
Üblicherweise weisen Solarzellen, die aus einem Silizium-Wafer aufgebaut sind, an ihrer Rückseite sogenannte Rückkontakte auf und auf ihrer Vorderseite sogenannte Frontkontakte. Diese Frontkontakte sammeln sozusagen die Elektronen auf und leiten sie an eine Anschlusseinrichtung weiter. Eine derartige Anschlusseinrichtung kann ein elektrischer Anschluss für eine Weiterleitung des Stromes sein oder eine weitere entsprechende Solarzelle in einer Reihenschaltung. Um die Abschattung möglichst gering zu halten, sind die Frontkontakte in Form von dünnen Kontaktfingern ausgebildet, die üblicherweise parallel und mit gleichem Abstand zueinander verlaufend auf der Vorderseite angeordnet sind. Um nun die Frontkontakte mit der Anschlusseinrichtung zu verbinden werden üblicherweise Flachdrähte vorgesehen, die mit jedem der Frontkontakte elektrisch verbunden sind, seitlich über die Solarzelle überstehen und mit der Anschlusseinrichtung verbunden sind. Die Abschattung dieser bekannten Flachdrähte wird jedoch als negativ angesehen, da sie die aktive Fläche der Solarzelle und somit auch deren Wirkungsgrad verschlechtert.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Solarzelle sowie ein zu ihrer Herstellung ein geeignetes Verfahren zu schaffen, mit denen Nachteile des Standes der Technik verringert werden können und insbesondere der Wirkungsgrad bzw. die Ausbeute einer Solarzelle gesteigert werden kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Des weiteren wird der Wortlaut der Prioritätsanmeldung DE 102008030262.7 vom 18. Juni 2008 derselben Anmelderin durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Beschreibung gemacht. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass unterschiedliche lange Anschlussdrähte von den Kontaktfingern der Frontkontakte zu der Anschlusseinrichtung geführt sind. Diese Anschlussdrähte verlaufen in unterschiedlichen Längen von der Anschlusseinrichtung hin zu einem oder wenigen Kontaktfingern. Zumindest manche, vorzugsweise die meisten, Anschlussdrähte sind in ihrem Verlauf bzw. über ihre Länge hinweg mehrfach mit den Kontaktfingern elektrisch verbunden. Dies bedeutet, dass sie in ihrem Längsverlauf mehrfach an verschiedene Kontaktfinger angeschlossen sind. Vorzugsweise ist der Abstand, in dem ein Anschlussdraht mit einem Kontaktfinger verbunden und angeschlossen ist, für diesen Anschlussdraht immer wieder gleich, besonders vorteilhaft kann dies für mehrere oder sogar für alle Anschlussdrähte gelten.
Somit wird mit der Erfindung die Möglichkeit geschaffen, eine Vielzahl von Anschlussdrähten von den Kontaktfingern als Frontkontakte zu einer Anschlusseinrichtung zu schaffen. Durch die unterschiedliche Länge der Anschlussdrähte, die alle an die Anschlusseinrichtung führen, wird erreicht, dass an die am entferntest liegenden Kontaktfinger nur wenige Anschlussdrähte gehen. Je näher die Kontaktfinger an der Anschlusseinrichtung liegen, desto mehr Anschlussdrähte stehen zur Verfügung, um die Elektronen zu der Anschlusseinrichtung zu transportieren, also zur Stromführung. Im Wesentlichen kann damit ein etwa umgekehrt Ii- nearer Zusammenhang zwischen Abstand eines Kontaktfingers von der Anschlusseinrichtung und zur Verfügung stehendem Leiterquerschnitt erreicht werden. Dies bedeutet also, dass der gesamte vorhandene Leiterquerschnitt zunimmt, je näher die Kontaktfinger bei der Anschlusseinrichtung liegen. Damit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, wie sich im Rahmen der Erfindung vorteilhaft herausgestellt hat, dass der Stromfluss immer größer wird, je näher ein Kontaktfinger bei der Anschlusseinrichtung liegt. Es wird also in Anpassung an die herrschende bzw. zu erwartende Stromstärke genau der dafür benötigte Leiterquerschnitt zur Verfügung gestellt, aber auch nicht mehr, so dass die durch Leiter abgeschirmte Fläche der Vorderseite der Solarzelle reduziert bzw. auf ein zwingend erforderliches Mindestmaß verringert werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung laufen die Frontkontakte parallel zueinander sowie mit gleichen Abständen. Besonders vorteilhaft verlaufen die Anschlussdrähte entsprechend rechtwinklig zu den Frontkontakten bzw. Kontaktfingern. Dies bewirkt neben einer einfacheren Herstellung auch eine möglichst reduzierte Länge und somit Abschattung der Anschlussdrähte der Solarzelle. Auch die Anschlussdrähte verlaufen vorteilhaft parallel zueinander sowie besonders vorteilhaft mit gleichem Abstand.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein Anschlussdraht jeweils alle drei bis sechs Kontaktfinger mit der Vorderseite bzw. einem dieser Kontaktfinger der Solarzelle verbunden bzw. daran angeschlossen ist. Besonders vorteilhaft werden jeweils alle dieser drei Kontaktfinger kontaktiert. Dieses Intervall ist vorteilhaft für jeweils einen Anschlussdraht immer das gleiche, besonders vorteilhaft für sämtliche Anschlussdrähte dieser Länge bzw. möglicherweise auch insgesamt für alle Anschlussdrähte. Benachbarte Anschlussdrähte sind vorteilhaft mit jeweils unterschiedlichen Kontaktfingern verbunden. Um eine möglichst gute Stromleitung zu ermöglichen und gleichzeitig die Zahl der Verbindungen der Anschlussdrähte mit Kontaktfingern zu reduzieren, ist es möglich, Sammelanschlüsse vorzusehen, die zwei bis vier Kontaktfinger miteinander verbinden. Ein solcher Sammelanschluss kann ähnlich wie ein Kontaktfinger beim Herstellungsverfahren der Solarzelle auf der Vorderseite durch Metallisierung hergestellt werden, also wesentlich leichter als das Aufbringen und Verbinden eines Anschlussdrahtes. Ein solcher Sammelanschluss verläuft vorteilhaft in Art und Ausbildung sowie Herstellung ähnlich wie ein Frontkontakt, also mit sehr geringem Querschnitt und rechtwinklig zu den Kontaktfingern bzw. in die gleiche Richtung wie ein Anschlussdraht. Besonders vorteilhaft verbindet ein solcher Sammelanschluss drei nebeneinander liegende Kontaktfinger miteinander und wird von dem Anschlussdraht kontaktiert bzw. der Anschlussdraht wird mit ihm verbunden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Anschlussdraht an einer Stelle angeschlossen, an der der Sammelanschluss einen Kontaktfinger kreuzt. Hier ist zum Anschluss die notwendige Anschlussfläche am größten. Durch das Übereinanderliegen von Sammelanschluss und Anschlussdraht wird ebenfalls die abgeschattete Fläche der Solarzelle reduziert.
Bevorzugt können die Anschlussdrähte bis auf ihre beabstandeten Verbindungen mit den Kontaktfingern frei verlaufen bzw. ohne feste Verbindung zu der Solarzelle sein. Sie können dazu beispielsweise in einem flachen Bogen verlaufen und unter Umständen über den größten Teil ihrer Länge einen Abstand zu deren Oberfläche aufweisen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, einen Anschlussdraht mit einem Kontaktfinger oder einem vorgenannten Sammelanschluss zu verbinden. Als vorteilhaft wird Löten oder Wire-Bonding angesehen, wobei beide Verfahren technisch erprobt und auch großserientechnisch bzw. automatisiert durchgeführt werden können. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mehrere Anschlussdrähte mit jeweils gleicher Länge eine sogenannte Anschlussgruppe bilden, insbesondere pro Solarzelle. Dabei wird ausgenutzt, dass bei einer Länge eines Anschlussdrahtes von der Anschlusseinrichtung zu einem Kontaktfinger hin sozusagen diskrete Längensprünge in der Länge vom Abstand zweier Kontaktfinger zueinander gegeben sind. Es ist also leicht, Anschlussdrähte gleicher Länge in eine gemeinsame Anschlussgruppe einzuordnen. Die Solarzelle weist dann mehrere Anschlussgruppen mit eben jeweils unterschiedlich langen Anschlussdrähten auf. Dabei wird es als vorteilhaft angesehen, wenn mindestens drei Anschlussdrähte pro Anschlussgruppe vorgesehen sind. Des Weiteren können vorteilhaft mindestens drei solche Anschlussgruppen vorgesehen sein. Üblicherweise verwendete Solarzellen weisen beispielsweise 66 Kontaktfinger auf. Geht man von einem vorgenannten Vorsehen von Sammelanschlüssen aus sowie davon, dass aufgrund der Sammelanschlüsse nicht auf der Höhe eines jeden Kontaktfingers ein Anschlussdraht endet, können beispielsweise 33 oder 22 Anschlussgruppen vorgesehen sein. Jede Anschlussgruppe weist dann zwei bis vier oder sogar noch mehr Anschlussdrähte auf.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, unterschiedlich lange Anschlussdrähte mit unterschiedlichen Querschnitten auszubilden. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt der Anschlussdrähte ansteigt mit zunehmender Länge der Anschlussdrähte, wobei er vorteilhaft für diesen Draht gleich bleibt. Damit könnte dem Umstand Rechnung getragen werden, dass er wegen seiner größeren Länge möglicherweise auch insgesamt eine höhere Stromdichte führt. Vorteilhaft werden jedoch lauter identische Anschlussdrähte verwendet, was den Versorgungsaufwand sowie auch das Befestigen erleichtert.
Ein Durchmesser eines solchen Anschlussdrahtes kann vorteilhaft in einem Bereich zwischen 50 μm und 1 mm liegen. Als besonders vorteil- haft werden Durchmesser von 200 μm bis etwa 300 μm vorgesehen. Gerade bei einer vorgenannten Anzahl von Kontaktfingern sowie Anschlussdrähten an einer Solarzelle ergeben sich ja ausreichend hohe Leiterquerschnitte bei gleichzeitig minimierter Abschattung. In nochmaliger weiterer Ausbildung der Erfindung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Anschlussdrähte einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweisen. Zwar kann grundsätzlich durch flache und hochkant gestellte Querschnitte bei gleichbleibendem Querschnitt eine verringerte Abschattung erreicht werden. Hier allerdings steigt unter Umständen der Aufwand für die korrekte Zuführung der Anschlussdrähte zu einer Einrichtung, die die Anschlussdrähte mit der Solarzelle bzw. dem Kontaktfinger verbindet, stark an. Des Weiteren ist der Kosten- und Herstellungsaufwand für Drähte mit rundem Querschnitt am geringsten.
Ein Anschlussdraht kann aus einem gut leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, Silber oder Gold bestehen. Vorteilhaft wird Aluminium oder Kupfer verwendet. Für eine bessere Korrosionsbeständigkeit sowie eine bessere Verlötbarkeit kann ein Anschlussdraht mit einer entsprechenden Beschichtung überzogen sein. Vorteilhaft ist er verzinnt oder mit einem Lot versehen, beispielsweise 62Sn / 36 Pb / 2 Ag.
An der Seite der Solarzelle zu der Anschlusseinrichtung hin können die Anschlussdrähte ein gewisses festgelegtes Maß überstehen, um dann eben mit der Anschlusseinrichtung verbunden zu werden. Hier bietet sich neben Wire-Bonding vor allem das technisch einfachere Löten an.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwi- schen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Schrägansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Solarzelle und
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Solarzelle mit unterschiedlichen Anordnungen für elektrische Anschlüsse.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist eine Solarzelle 11 ausschnittsweise in Schrägdarstellung gezeigt. Die Solarzelle 11 ist im Wesentlichen aus einem Wafer 12 aufgebaut und zu sehen ist ihre nach oben gewandte Vorderseite 13. Neben der Solarzelle 11 verläuft eine elektrische Anschlusseinrichtung 14, beispielsweise in Form eines elektrischen Leiters nach Art einer Stromleitschiene odgl..
Um die Elektroden an der Vorderseite 13 der Solarzelle 11 einzusammeln, sind Kontaktfinger 15 vorgesehen. Diese sind dünne Metallleiter, die auch vom Fachmann auf an sich bekannte Art und Weise direkt auf die Vorderseite 13 aufgebracht sind bzw. teilweise sogar in diese hinein versenkt sind. Die Kontaktfinger 15 weisen gleichen Abstand zueinander auf und sind parallel zueinander.
Um nun die Kontaktfinger 15 mit der Anschlusseinrichtung 14 zu verbinden, sind Anschlussdrähte 18 vorgesehen. Diese Anschlussdrähte 18 starten sämtlich bei der Anschlusseinrichtung 14, weisen jedoch unterschiedliche Längen auf, so dass sie unterschiedlich weit auf die Vorderseite 13 der Solarzelle 11 reichen. Ihre nach links weisenden Enden liegen zwar relativ genau auf einem Kontaktfinger 15 auf bzw. gehen bis zu einem solchen Kontaktfinger 15. Gleichzeitig reichen die Anschlussdrähte 18 jedoch nicht nur mit ihrem nach links weisenden Ende auf diese Solarzelle 11 bzw. Kontaktfinger 15, sondern im Abstand von drei Kontaktfingern 15 sind sie immer wieder mit der Solarzelle 11 bzw. Kontaktfingern 15 verbunden. Dadurch erhält ihr Verlauf eine Art Wellenform, was natürlich in der Praxis weitaus weniger stark ausgebildet ist.
Es sind Sammelanschlüsse 16 vorgesehen, die auf grundsätzlich gleiche Art und Weise hergestellt werden können wie die Kontaktfinger 15 selber. Die Sammelanschlüsse 16 sind also kurze elektrisch leitende Leiterstücke und verbinden hier jeweils drei Kontaktfinger 15. Dabei verlaufen sie in etwa rechtwinklig zu den Kontaktfingern 15, ebenso wie die Anschlussdrähte 18. Sie sind auch mit jedem Kontaktfinger elektrisch leitend verbunden, den sie passieren bzw. überdecken.
Die Anschlussdrähte 18 sind an Verbindungsstellen 19 mit jeweils einem Sammelanschluss 16 bzw. dem Kontaktfinger 15 an dieser Stelle elektrisch leitend verbunden. Dies kann durch Wire-Bonding oder Löten erfolgen. Des Weiteren verlaufen die Anschlussdrähte 18, was aus Fig. 1 nur begrenzt gut zu erkennen ist, genau oberhalb der Sammelanschlüsse 16, so dass das zwingend notwendige Maß an Abschattung möglichst gering bleibt.
In der Draufsicht auf eine Solarzelle 11 gemäß Fig. 2 sind zur Verdeutlichung der Darstellung bzw. des konstruktiven Aufbaus die Anschlussdrähte 18 geradlinig dargestellt, was sie in der Praxis in der Draufsicht auch trotz des leicht gewellten Verlaufs in der Seitenansicht gemäß Fig. 1 auch sein können. Die Sammelanschlüsse 16 in Fig. 2 sind jedoch abweichend von praxistauglichen Ausführungen leicht gekrümmt darge- stellt, während sie in Wirklichkeit bzw. in der Praxis geradlinig und möglichst rechtwinklig zu den Kontaktfingern 15 ausgebildet sind.
Die Darstellung der Solarzelle 11 in Fig. 2 ist im Wesentlichen auch schematisch zu verstehen. Eine praxistaugliche Solarzelle weist weitaus mehr Kontaktfinger 15 auf, nämlich beispielsweise die vorgenannten 66 Stück. Ebenso sind in der Breite der Solarzelle 11 auch mehr als dargestellte 24 Kontaktfinger 15 vorgesehen.
Die Anschlussdrähte 18 sind in drei Gruppen 21a, 21 b und 21c aufgeteilt. Innerhalb jeder dieser Gruppen 21 reicht ein längster Anschlussdraht 18 bis an den zweitobersten Kontaktfinger 15 und der kürzeste Anschlussdraht 18 bis zum zweituntersten Kontaktfinger 15. Die Längenabstufung der einzelnen Anschlussdrähte 18 innerhalb einer dieser Gruppen 21 ist jeweils das Dreifache des Abstandes zwischen zwei Kontaktfingern. Somit gibt es auch acht Gruppen von Anschlussdrähten 18 mit jeweils gleicher Länge, wobei in jeder dieser Gruppen drei solche Anschlussdrähte 18 sind.
Der Unterschied in der Ausbildung der Gruppe 21a und 21 b ist der Abstand der Sammelanschlüsse 16 entlang der Anschlussdrähte 18. Während in der linken Gruppe 21a entlang des längsten Anschlussdrahtes 18 der Abstand der Sammelanschlüsse sowie deren Länge 16 so ist, dass jeder Kontaktfinger 15 mit diesem Anschlussdraht 18 verbunden ist, ist dies in der mittleren Gruppe 21 b anders. Hier ist der Abstand der Sammelanschlüsse 16 entlang eines Anschlussdrahtes 18 um einmal den Abstand zweier Kontaktfinger 15 zueinander vergrößert. Dies kann selbstverständlich auch bei mehreren Anschlussdrähten einer dieser Gruppen variiert werden, so dass nicht bei jedem Anschlussdraht dieser Gruppe der Abstand der Sammelanschlüsse 16 und somit der sich daraus ergebenden Verbindungsstellen 19 zwischen Anschlussdraht 18 und Sammelanschluss 16 bzw. Kontaktfinger 15 gleich sein muss. Um den reinen Verlauf der Kontaktfinger 15 losgelöst von möglichen Sam- melanschlüssen 16 besser zu veranschaulichen, sind diese Sammelanschlüsse bei der rechten Gruppe 21c weggelassen.
Des Weiteren ist offensichtlich, dass die Längenabstufung der Anschlussdrähte 18 nicht so wie in Fig. 2 dargestellt sein muss. Die Längen können beliebig verteilt sein, beispielsweise auf möglichst ausgeglichene Art und Weise dergestalt, dass die Längenunterschiede zweier nebeneinander liegender Kontaktfinger fünf- bis achtmal den Abstand zweier Kontaktfinger zueinander aufweisen.
Wie aus der Betrachtung der linken Gruppe 21a leicht zu erkennen ist, ist der insgesamt zur Verfügung stehende Leiterquerschnitt bei Kontaktfingern 15, die weit weg sind von der Anschlusseinrichtung 14, recht gering. Hier sind nur ein bis drei solcher langen Anschlussdrähte 18 vorhanden. Nahe an der Anschlusseinrichtung 14 sind es sechs bis acht eher kurze Anschlussdrähte 18. Da hier jedoch der fließende und somit abzutransportierende Strom erheblich größer ist, ist dieser durch die Anzahl vergrößerte Gesamt- Leiterquerschnitt auch notwendig.
Aus der eingangs genannten Beziehung zwischen Stromstärke, die zunimmt, je näher die Anschlusseinrichtung liegt, und dem Gesamtleiterquerschnitt, der in gleicher Art zunimmt, folgt, dass das Verhältnis von Stromstärke zum Leiterquerschnitt überall gleich bleibt, unabhängig vom Abstand zu der Anschlusseinrichtung 14. Dies ist einer der Hauptvorteile der Erfindung.

Claims

Patentansprüche
1. Solarzelle mit Frontkontakten auf einer Vorderseite der Solarzelle zum Einsammeln von Elektronen und einer Anschlusseinrichtung zur Verbindung mit den Frontkontakten, wobei die Frontkontakte in Form von dünnen Kontaktfingern ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich lange Anschlussdrähte von den Kontaktfingern zu der Anschlusseinrichtung geführt sind, wobei die Anschlussdrähte und in unterschiedlichen Längen von der Anschlusseinrichtung zu einem oder wenigen Kontaktfingern verlaufen, wobei zumindest manche Anschlussdrähte in ihrem Verlauf bzw. über ihre Länge mehrfach mit Kontaktfingern elektrisch verbunden sind.
2. Solarzelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Frontkontakte und/oder die Anschlussdrähte etwa parallel zueinander verlaufen und/oder mit jeweils gleichem Abstand zueinander verlaufen.
3. Solarzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussdraht jeweils alle drei bis sechs Kontaktfinger mit einem oder wenigen dieser Kontaktfinger verbunden ist.
4. Solarzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Sammelanschlüsse vorgesehen sind, die zwei bis vier Kontaktfinger miteinander verbinden, wobei ein Sammelanschluss vorzugsweise als im wesentlichen rechtwinklig zu dazu verlaufenden Kontaktfingern ausgebildet ist, wobei insbesondere ein Anschlussdraht an den Sammelanschluss elektrisch angeschlossen ist.
5. Solarzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussdraht an einer Kreuzstelle des Sammelanschlusses mit einem Kontaktfinger elektrisch angeschlossen ist.
6. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussdraht durch Löten oder Wire- Bonding mit einem Kontaktfinger oder einem Sammelanschluß gemäß Anspruch 4 oder 5 elektrisch verbunden ist.
7. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Anschlussdrähte mit jeweils gleicher Länge eine Anschlussgruppe bilden und die Solarzelle mehrere Anschlussgruppen mit jeweils unterschiedlich langen Anschlussdrähten aufweist, wobei vorzugsweise drei bis sechs Anschlussdrähte in einer Anschlussgruppe sind und drei bis sechs Anschlussgruppen vorgesehen sind.
8. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich lange Anschlussdrähte unterschiedliche Querschnitte aufweisen, wobei vorzugsweise der Querschnitt der Anschlussdrähten ansteigt mit zunehmender Länge der Anschlussdrähte.
9. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser eines Anschlussdrahtes zwischen 50 μm und 1 mm liegt, vorzugsweise 200 μm bis 300 μm beträgt.
10. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdrähte einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweisen.
11. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussdraht aus einem Material der folgenden Gruppe besteht: Aluminium, Kupfer, Silber, Gold.
12. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussdraht mit einer Beschichtung überzogen ist, vorzugsweise verzinnt ist der mit Lot überzogen ist.
13. Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussdrähte bis auf ihre beabstan- deten Verbindungen mit den Kontaktfingern frei verlaufen bzw. ohne feste Verbindung zu der Solarzelle, vorzugsweise mit Abstand zu deren Oberfläche.
14. Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedlich lange Anschlussdrähte von den Kontaktfingern zu der Anschlusseinrichtung geführt werden, wobei die Anschlussdrähte sowohl mit der Anschlusseinrichtung als auch mit mindestens einem Kontaktfinger elektrisch verbunden werden und daran angeschlossen werden und wobei manche Anschlussdrähte mit mehreren Kontaktfingern elektrisch verbunden werden.
PCT/EP2009/004380 2008-06-18 2009-06-17 Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle Ceased WO2009156086A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008030262A DE102008030262A1 (de) 2008-06-18 2008-06-18 Solarzelle und Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle
DE102008030262.7 2008-06-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009156086A2 true WO2009156086A2 (de) 2009-12-30
WO2009156086A3 WO2009156086A3 (de) 2010-03-11

Family

ID=41335022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/004380 Ceased WO2009156086A2 (de) 2008-06-18 2009-06-17 Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102008030262A1 (de)
TW (1) TW201003949A (de)
WO (1) WO2009156086A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010016476A1 (de) * 2010-04-16 2011-10-20 Solarworld Innovations Gmbh Verfahren zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle, Photovoltaikzelle, Photovoltaikmodul, Anordnung zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011120714A2 (de) 2010-04-01 2011-10-06 Somont Gmbh Solarzellen und herstellverfahren dafür
DE102010014554A1 (de) 2010-04-01 2011-10-06 Somont Gmbh Standardsolarzelle mit kleiner Abschattung
DE102011081674A1 (de) 2011-08-26 2013-02-28 Schmid Technology Systems Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung von Solarzellenwafern

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4301322A (en) * 1980-04-03 1981-11-17 Exxon Research & Engineering Co. Solar cell with corrugated bus
US4590327A (en) * 1984-09-24 1986-05-20 Energy Conversion Devices, Inc. Photovoltaic device and method
US6184327B1 (en) * 1997-12-10 2001-02-06 Exxon Chemical Patents, Inc. Elastomeric propylene polymers
DE10239845C1 (de) * 2002-08-29 2003-12-24 Day4 Energy Inc Elektrode für fotovoltaische Zellen, fotovoltaische Zelle und fotovoltaischer Modul
DE102004013833B4 (de) * 2003-03-17 2010-12-02 Kyocera Corp. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010016476A1 (de) * 2010-04-16 2011-10-20 Solarworld Innovations Gmbh Verfahren zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle, Photovoltaikzelle, Photovoltaikmodul, Anordnung zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle
US9076922B2 (en) 2010-04-16 2015-07-07 Solarworld Innovations Gmbh Method for fitting contact wires to a surface of a photovoltaic cell, photovoltaic cell, photovoltaic module, arrangement for fitting contact wires to a surface of a photovoltaic cell
DE102010016476B4 (de) 2010-04-16 2022-09-29 Meyer Burger (Germany) Gmbh Verfahren zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle, Photovoltaikzelle, Photovoltaikmodul, Anordnung zum Aufbringen von Kontaktdrähten auf eine Oberfläche einer Photovoltaikzelle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008030262A1 (de) 2009-12-24
TW201003949A (en) 2010-01-16
WO2009156086A3 (de) 2010-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008044910A1 (de) Solarzelle und Solarzellenmodul mit einseitiger Verschaltung
WO2008113741A2 (de) Solarzellenvorrichtung, solarzellenmodul und verbindungsanordnung
DE102013217356B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Solarzellensegments und Verfahren zum Herstellen einer Solarzelle
DE102018206482B4 (de) Halbleiterbauelement mit einem Verbundwerkstoffclip aus Verbundmaterial
WO2009156086A2 (de) Solarzelle und verfahren zur herstellung einer solarzelle
DE102012220221A1 (de) Solarzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
EP2933577B1 (de) Elektrische Heizvorrichtung
DE1540488A1 (de) Festwiderstand und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102010014554A1 (de) Standardsolarzelle mit kleiner Abschattung
DE102009022018A1 (de) Metallisierungsverfahren zur Herstellung von Solarzellen
DE102010027149A1 (de) Verbiegbare Metallkernleiterplatte
EP2441137A1 (de) Herstellung einer stromschiene mit mehreren abgriffkontakten aus einer insbesondere vollständig isolierten und aus einer vollständig metallisch galvanisierten flachprofilschiene
DE102015107878A1 (de) Solarmodul mit Mittenverschaltung
DE102008033189A1 (de) Interdigitale Kontaktstreifenanordnung für Rückseitenkontakt-Solarzellen
EP4070406B1 (de) Sammelschiene für eine batterie
DE102014107271B4 (de) Halbleitermodul
WO2014124825A1 (de) Zellverbinder zum elektrisch leitfähigen kontaktieren einer mehrzahl von batteriezellterminals, verfahren zum herstellen eines solchen zellverbinders und batteriemodul mit wenigstens einem solchen zellverbinder
DE2363284C2 (de) Ionisationsvorrichtung
DE102011003284B4 (de) Leistungshalbleiterelement und Anordnung eines Leistungshalbleiterelements zu mindestens einer Solarzelle
DE102008040332A1 (de) Rückseitenkontaktierte Solarzelle
DE69202756T2 (de) Stromzuführungssystem für eine integrierte Halbleiterlaser-Schaltung.
DE102014110526B4 (de) Solarzellenstring und Solarzellenstring-Herstellungsverfahren
WO2012123148A2 (de) Verfahren zur herstellung einer solarzellenanordnung
DE102009020029A1 (de) Elektrisches Kontaktierungselement für photovoltaische Zellen
DE19833180C2 (de) Fertigungsverfahren für thermoelektrische Energiewandlerketten

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: 09768935

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09768935

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2