DE102005053363A1

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Info

Publication number: DE102005053363A1
Application number: DE102005053363A
Authority: DE
Inventors: Michael Viktor Kamp; Karl Heinz Diefenbach; Thomas Rewig
Original assignee: SYSTAIC DEUTSCHLAND GmbH
Current assignee: SYSTAIC AG, 40213 DUESSELDORF, DE
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2007-05-10

Abstract

Translated fromGerman

DieErfindung betrifft ein Photovoltaikmodul, mit einer Mehrzahl vonzueinander benachbarten und elektrisch miteinander verbundenen Solarzellen (1),die als Rückkontaktsolarzellenausgebildet sind, auf deren Rückseitezur elektrischen Kontaktierung eine Mehrzahl von ersten und zweitenKontaktstellen (2, 3) ausgebildet sind, die beabstandet zueinandersind und entgegengesetzte Polaritäten aufweisen, sowie mit elektrischenVerbindungsmitteln (10), um benachbarte Solarzellen (1) elektrischmiteinander zu verbinden.
Die Verbindungsmittel weisen jeweilszwei übereinander liegendeplattenförmigeelektrische Leiter (10) auf, die durch eine dazwischen angeordneteIsolationsschicht (20) gegeneinander elektrisch isoliert sind undjeweils erste (11) und zu diesen beabstandete zweite (14, 16) Kontaktabschnitteaufweisen, die miteinander elektrisch verbunden sind, wobei
diezweiten Kontaktabschnitte (14, 16) eines Leiters (10) die zweitenKontaktstellen (3) einer Solarzelle (1) elektrisch kontaktierenund
an den ersten Kontaktabschnitten (11) des Leiters (10) erhabeneAbschnitte (17) ausgebildet sind, die die Isolationschicht (20)durchgreifen, ohne Kontaktabschnitte des anderen Leiters (10) zuberühren,um die ersten Kontaktstellen (2) einer benachbarten Solarzelle (1)elektrisch zu kontaktieren.The invention relates to a photovoltaic module, with a plurality of mutually adjacent and electrically interconnected solar cells (1), which are formed as back-contact solar cells on the back for electrical contacting a plurality of first and second contact points (2, 3) are formed which are spaced to each other and have opposite polarities, and with electrical connection means (10) to electrically connect adjacent solar cells (1) with each other.
The connecting means each have two superimposed plate-shaped electrical conductors (10), which are electrically insulated from each other by an insulating layer (20) arranged therebetween and each have first (11) and second (14, 16) spaced apart contact portions electrically connected to each other are connected, where
the second contact portions (14, 16) of a conductor (10) electrically contact the second contact points (3) of a solar cell (1) and
raised portions (17) are formed on the first contact sections (11) of the conductor (10), which pass through the insulation layer (20) without touching contact sections of the other conductor (10), around the first contact locations (2) of an adjacent solar cell ( 1) to contact electrically.

Description

Translated fromGerman

Gebiet derErfindungTerritory ofinvention

Dievorliegende Erfindung betrifft allgemein die elektrische Verschaltungvon Rückkontaktsolarzellenzur Ausbildung von Photovoltaikmodulen und betrifft insbesondereein Verfahren zur Kontaktierung von Rückkontaktsolarzellen, ein Photovoltaikmodul sowieein Verfahren zu dessen Herstellung.TheThe present invention relates generally to electrical interconnectionof back contact solar cellsfor the formation of photovoltaic modules and in particulara method for contacting back contact solar cells, a photovoltaic module anda method for its production.

Hintergrundder Erfindungbackgroundthe invention

HerkömmlicheSolarzellen bestehen aus einer Schichtstruktur, die in einem plattenförmigen Halbleitermaterial,beispielsweise aus mono- oder multikristallinem Silizium, ausgebildetist. Das Halbleitermaterial bildet dabei die p-leitende Basis. Durch Eindiffusionvon Phosphor wird eine n-leitende dünne Schicht, der so genannteEmitter, an der Oberfläche erzeugt. Üblicherweisewird die Basis mittels einer ganzflächig aufgebrachten Aluminiumschichtkontaktiert. Der Emitter wird überschmale Finger kontaktiert, die untereinander durch einen oder mehrereso genannte Busbars miteinander verbunden sind. Da die metallischenFinger und Busbars keinen Lichteintritt in die kontaktierten Bereicheder Zelle erlauben, eine zu geringe Zahl und Breite von Fingernaber den Serienwiderstand erhöht,müssendie Finger und Busbars so konstruiert werden, dass elektrische Verlusteund Abschattungsverluste minimiert sind. Die räumliche Trennung von Emitterkontakt(Vorderseite) und Basiskontakt (Rückseite) erschwert jedoch das Verschalteneinzelner Solarzellen zu einem Modul: Front- und Rückkontaktzweier benachbarter Solarzellen müssen jeweils aufwendig mittelsverzinnter Kupferstreifen verlötetwerden. Beispiele fürSolarzellen des vorgenannten Typs werden beispielsweise in US 2002/0020440A1 undUS 6,747,203B2 offenbart. Elektrische Leiter, die einer Serienschaltungvon benachbarten Solarzellen dienen, können gleichzeitig auch dieKontaktierung einer zugeordneten Bypass- bzw. Freilauf-Diode bewirken, wie beispielsweisein derDE 198 45 658A1 offenbart.Conventional solar cells consist of a layer structure which is formed in a plate-shaped semiconductor material, for example monocrystalline or multicrystalline silicon. The semiconductor material forms the p-type base. By diffusion of phosphorus, an n-type thin layer, the so-called emitter, is generated on the surface. Usually, the base is contacted by means of a full-surface applied aluminum layer. The emitter is contacted via narrow fingers, which are interconnected by one or more so-called busbars. Since the metallic fingers and busbars do not allow light to enter the contacted areas of the cell, but increase the number and width of fingers but the series resistance, the fingers and busbars must be designed so that electrical losses and shadowing losses are minimized. The spatial separation of emitter contact (front) and base contact (back), however, complicates the interconnection of individual solar cells to form a module: front and back contact of two adjacent solar cells must each be consuming soldered by tinned copper strips. Examples of solar cells of the aforementioned type are described for example in US 2002/0020440 A1 and US 6,747,203 B2 disclosed. Electrical conductors which serve a series connection of adjacent solar cells, can simultaneously cause the contacting of an associated bypass or freewheeling diode, such as in the DE 198 45 658 A1 disclosed.

DE 196 52 810 A1 offenbartein Verfahren zur Kontaktierung von Solarzellen, bei dem die Halbleiterschichtsandwichartig zwischen einer Unterfolie, die aus einem nicht leitendenMaterial mit einer Leiterbahn zur Kontaktierung des metallischenFlächenkontaktsauf der Unterseite der Solarzelle besteht, und einer Oberfolie angeordnetist, die eine Leiterbahn zur Kontaktierung der metallischen Streifenkontakteauf der Oberseite der Solarzelle aufweist. Die Folien sind um dieHalbleiterschicht herum miteinander verbunden, wobei ein elektrischerAnschluss der Halbleiterschicht an die Leiterbahnen erfolgt. DieFolien werden mit der dazwischen aufgenommenen Halbleiterschichtin einem Werkzeug zusammen gepresst, um eine Reihenschaltung vonzueinander benachbarten Solarzellen zu bewirken. Die elektrische Kontaktierungkann dabei ohne Verlötungerfolgen, was den Anteil der Verschaltungskosten an den Modulgesamtkostenerheblich mindern kann. Die Effizienz der Solarzelle wird jedochdurch die metallischen Leiterbahnen auf der Oberseite der Solarzellegemindert. DE 196 52 810 A1 discloses a method for contacting solar cells, in which the semiconductor layer is sandwiched between a lower foil, which consists of a non-conductive material with a conductor for contacting the metallic surface contact on the underside of the solar cell, and a top foil, which has a conductor for contacting the metallic strip contacts on top of the solar cell has. The foils are connected to one another around the semiconductor layer, with an electrical connection of the semiconductor layer to the conductor tracks. The foils are pressed together with the semiconductor layer received therebetween in a tool in order to effect a series connection of mutually adjacent solar cells. The electrical contacting can be done without soldering, which can significantly reduce the proportion of interconnection costs to the total module cost. However, the efficiency of the solar cell is diminished by the metallic interconnects on top of the solar cell.

ZurSteigerung der Effizienz sind so genannte Rückkontaktsolarzellen (backcontact solar cell) entwickelt worden, bei denen der Frontemittermit dem auf der Rückseiteliegenden Emitterkontakt elektrisch leitend verbunden ist. So können Abschattungsverlusteaufgrund von metallischen Leiterbahnen auf der Vorderseite minimiertwerden. Das Fehlen von metallischen Kontaktfingern oder Busbars aufder Vorderseite von Rückkontaktsolarzellenresultiert auch in einem angenehmeren optischen Erscheinungsbild.toIncreased efficiency are so-called back-contact solar cells (backcontact solar cell) has been developed in which the front emitterwith the one on the backlying emitter contact is electrically connected. So can shadowing lossesminimized due to metallic traces on the frontbecome. The absence of metallic contact fingers or busbarsthe front of back contact solar cellsalso results in a more pleasant visual appearance.

Zurelektrischen Verbindung von Frontemitter und rückseitig angeordneten Emitterfingerndienen üblicherweisezahlreiche kleine, mit einem elektrisch leitenden Material ausgekleideteLöcherim Halbleitermaterial. Der Durchmesser der Verbindungslöcher istdabei so gering, dass diese auf der Vorderseite praktisch unsichtbarsind und die Quantenausbeute kaum mindern. Die Verbindungslöcher können dabeidurch einen gepulsten Laser, wie beispielsweise in derDE 199 15 666 A1 offenbart,oder durch überlappende,um 90° versetzteSägesschnitte inVorder- und Rückseiteder Solarzelle erzeugt werden. In monokristallinem Silizium können dieVerbindungslöcherauch durch anisotropes Ätzenhergestellt werden. Weitere Möglichkeitensind Ultraschall- und Wasserstrahlbohren.For the electrical connection of the front emitter and the rear side arranged emitter fingers usually serve numerous small, lined with an electrically conductive material holes in the semiconductor material. The diameter of the connecting holes is so small that they are virtually invisible on the front and hardly reduce the quantum yield. The connection holes can thereby by a pulsed laser, such as in the DE 199 15 666 A1 disclosed or produced by overlapping, offset by 90 ° saw cuts in the front and back of the solar cell. In monocrystalline silicon, the connection holes can also be produced by anisotropic etching. Other options include ultrasonic and water jet drilling.

Wegender Verlegung der Emitterfinger auf die Zellrückseite müssen Basis- und Emitterfingerals ineinander verschachtelte Kontaktgitter ausgeführt werden.Dies erfordert in der Regel weitere Prozess- und Justierschritte.Because ofthe laying of the emitter fingers on the back of the cell must base and emitter fingersbe performed as interleaved contact grid.This usually requires further process and adjustment steps.

DE 198 54 269 A1 offenbarteine DünnschichtSolarzellenanordnung des vorgenannten Typs, bei der die Kontaktelektrodenjeweils als kammartige Leiterbahnen ausgebildet sind, die ineinanderverschachtelt auf der Rückseiteder Solarzellen angeordnet sind, um diese elektrisch miteinanderzu verschalten. Zu diesem Zweck werden geeignet geformte Metallisierungenauf der Rückseiteabgeschieden bzw. aufgedampft. Zur Ausbildung von Solarzellen einesModuls wird die aktive Solarzellenschicht in räumlich getrennte Bereiche,welche dann den einzelnen Solarzellen entsprechen, abgeschiedenoder eine homogene Schicht durch Trenngräben, die bis zur Isolationsschichtreichen, in entsprechende Bereiche unterteilt. Die Unterteilungerfolgt dabei entlang der Kontaktelektroden, so dass die einzelnenSolarzellen senkrecht zu den Kontaktelektroden voneinander getrenntsind. Aufbringen der metallischen Kontaktgitter und Erzeugung derHalbleiterschicht müssendabei jedoch in einem Prozess ausgeführt werden. Jedenfalls sindzur Ausbildung der metallischen Kontaktgitter etliche Justierschritte erforderlich,was die Verschaltungskosten erhöht. DE 198 54 269 A1 discloses a thin film solar cell device of the aforementioned type, in which the contact electrodes are each formed as comb-like conductor tracks, which are arranged nested on the back of the solar cells to electrically interconnect them. For this purpose, suitably shaped metallizations are deposited or evaporated on the back. In order to form solar cells of a module, the active solar cell layer is separated into spatially separated regions, which then correspond to the individual solar cells, or a homogeneous layer is divided into corresponding regions by separating trenches, which extend to the insulating layer. The subdivision takes place thereby along the contact electrodes, so that the individual solar cells are perpendicular to the contact electrodes separated from each other. Applying the metallic contact grid and generating the semiconductor layer must, however, be carried out in one process. Anyway, several adjustment steps are required to form the metallic contact grid, which increases the interconnection costs.

AlsAlternative ist vorgeschlagen worden, die elektrische Verbindungvon Kontaktfingern und Busbars überden Rand von Solarzellen erfolgen zu lassen, wie beispielsweiseinDE 100 20 541 A1 offenbart.Durch diesen Lösungsansatzkönnenjedoch die Verschaltungskosten nicht wirkungsvoll gemindert werden.As an alternative, it has been proposed to make the electrical connection of contact fingers and busbars over the edge of solar cells, such as in DE 100 20 541 A1 disclosed. However, this approach does not effectively reduce interconnection costs.

Zusammenfassungder ErfindungSummarythe invention

Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu Kontaktierungbzw. elektrischen Verschaltung von Solarzellen bereit zu stellen,das einfach und kostengünstigausgeführtwerden kann. Gemäß einemweiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll ferner einentsprechendes Photovoltaikmodul mit einer Mehrzahl von Rückkontaktsolarzellenbereitgestellt werden.taskThe present invention is a method for contactingor electrical interconnection of solar cells,easy and inexpensiveaccomplishedcan be. According to oneAnother aspect of the present invention is further intendedcorresponding photovoltaic module with a plurality of back-contact solar cellsto be provided.

Dieseund weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegendenErfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 18 bzw. 28 sowie durchein Photovoltaikmodul mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Weiterevorteilhafte Ausführungsformensind Gegenstand der rückbezogenenUnteransprüche.Theseand further objects are according to the presentInvention by a method according to claim 18 or 28 and bya photovoltaic module with the features of claim 1 solved. Furtheradvantageous embodimentsare the subject of the referencedDependent claims.

Somitgeht die vorliegende Erfindung aus von einem Photovoltaikmodul,das eine Mehrzahl von Rückkontaktsolarzellenumfasst, die benachbart zueinander angeordnet sind und elektrischmiteinander verbunden sind. Auf der Rückseite der Rückkontaktsolarzellensind in einer vorbestimmten Anordnung, beispielsweise in einer Matrixanordnung,eine Mehrzahl von ersten Kontaktstellen einer ersten Polarität und vonzweiten Kontaktstellen einer entgegen gesetzten Polarität beabstandetzueinander angeordnet. Ferner sind elektrische Verbindungsmittel vorgesehen,um benachbarte Solarzellen jeweils elektrisch miteinander zu verbinden.Consequentlythe present invention is based on a photovoltaic module,the plurality of back contact solar cellsincludes, which are arranged adjacent to each other and electricallyconnected to each other. On the back of the back contact solar cellsare in a predetermined arrangement, for example in a matrix arrangement,a plurality of first contact points of a first polarity and ofspaced second contact points of opposite polarityarranged to each other. Furthermore, electrical connection means are provided,to electrically connect adjacent solar cells with each other.

Erfindungsgemäß weistdas elektrische Verbindungsmittel jeweils zwei übereinander liegende plattenförmige elektrischeLeiter auf, insbesondere in Form von Kontaktflächen, zwischen denen eine Isolationsschichtangeordnet ist, um die beiden elektrischen Leiter elektrisch gegeneinanderzu isolieren. Erfindungsgemäß weisendie elektrischen Leiter erste Kontaktabschnitte auf, die dazu dienen,um erste Kontaktstellen einer Solarzelle zu kontaktieren, sowiezweite Kontaktabschnitte, die dazu dienen, um zweite Kontaktstellenvon entgegen gesetzter Polaritäteiner benachbarten Solarzelle zu kontaktieren. Dabei sind die erstenund zweiten Kontaktabschnitte elektrisch miteinander verbunden,um eine Serienverschaltung der benachbarten Solarzellen auszubilden.Dabei sind auf den ersten Kontaktabschnitten erhabene Abschnitteausgebildet, die die Isolationsschicht zwischen den zweiten Kontaktabschnitten desdarüberbefindlichen elektrischen Leiters durchgreifen, ohne diese zu berühren, umdie ersten Kontaktstellen einer benachbarten Solarzelle elektrisch zukontaktieren.According to the inventionthe electrical connection means in each case two superimposed plate-shaped electricalHead on, in particular in the form of contact surfaces, between which an insulating layeris arranged to electrically connect the two electrical conductors against each otherto isolate. According to the inventionthe electrical conductors have first contact sections that serveto contact first contact points of a solar cell, as well assecond contact portions serving to second contact pointsof opposite polarityto contact an adjacent solar cell. Here are the firstand second contact portions are electrically connected to each other,to form a series connection of the adjacent solar cells.In this case, raised portions are on the first contact sectionsformed, the insulating layer between the second contact portions of theabout thatreach through the electrical conductor without touching itthe first contact points of an adjacent solar cell to electricallyto contact.

DasLayout der Kontaktabschnitte ist dabei auf das Layout der erstenund zweiten Kontaktstellen der Solarzellen abgestimmt. Die Kontaktabschnitte entgegengesetzter Polaritätsind dabei ineinander verschachtelt ausgeführt, in Entsprechung zum Layoutder zugeordneten, zu kontaktierenden Kontaktstellen.TheLayout of the contact sections is on the layout of the firstand second contact points of the solar cells tuned. The contact sections oppositeset polarityare executed nested, in correspondence to the layoutthe associated contact points to be contacted.

Bevorzugtsind dabei die plattenförmigen elektrischenLeiter einstückigausgebildet und könnenso einfach auf die Rückseiteder zu kontaktierenden Solarzellen aufgelegt werden. Die Kontaktierung kanndabei grundsätzlichohne Verlötungerfolgen, wenn die elektrischen Verbindungsmittel, bevorzugt inForm von Kontaktblechen, unmittelbar auf die Rückseite der Solarzellen aufgelegtsind und durch die Prozessbedingungen für einen ausreichenden Anpressdruckgesorgt ist. Dies kann dabei beispielsweise dadurch realisiert werden,dass die Solarzellen, die plattenförmigen elektrischen Leiterund die Isolationsschicht zu einem Materialverbund laminiert werden,in welchem die Solarzelle in ein Kunststoffmaterial eingekapseltist, um vor Witterungs- und Umwelteinflüssen geschützt zu sein. Durch die im Rahmendes Laminiervorgangs vorherrschenden vergleichsweise hohen Drücke undTemperaturen kann erfindungsgemäß ein ausreichenderKontakt zwischen den Kontaktstellen und den zugeordneten Kontaktabschnittendes elektrischen Leiters erzielt werden. Insgesamt zeichnet sichdas erfindungsgemäße Photovoltaikmoduldurch eine einfache und kostengünstigeHerstellung aus, die insbesondere auch keine aufwendigen weiterenProzess- und Justierschritte erfordert.Prefersare the plate-shaped electricalLadder in one piecetrained and ableso easy on the backthe solar cells to be contacted are applied. The contact canbasicallywithout solderingtake place when the electrical connection means, preferably inForm of contact plates, placed directly on the back of the solar cellsare and by the process conditions for a sufficient contact pressureis taken care of. This can be realized, for example, bythat the solar cells, the plate-shaped electrical conductorsand the insulation layer are laminated to a composite material,in which the solar cell is encapsulated in a plastic materialis to be protected against weather and environmental influences. By in the framethe laminating prevailing relatively high pressures andTemperatures can according to the invention a sufficientContact between the contact points and the associated contact sectionsof the electrical conductor can be achieved. Overall, it stands outthe photovoltaic module according to the inventionthrough a simple and inexpensiveMade of, in particular, no complicated furtherProcess and adjustment steps required.

Gemäß einerweiteren Ausführungsformsind die ersten und zweiten Kontaktstellen in einer regelmäßigen Anordnung,jeweils seitlich versetzt zueinander, angeordnet. Bevorzugt wirddabei eine Matrixanordnung, grundsätzlich können jedoch beliebige andereregelmäßige Anordnungenverwendet werden, die eine gleichmäßige Kontaktierung der gesamtenRückseiteeiner Solarzelle ermöglichen.In Entsprechung zu der vorgenannten Matrixanordnung können somitdie ersten und zweiten Kontaktabschnitte eines plattenförmigen elektrischenLeiters durch äquidistanteKontaktfinger ausgebildet sein, die zwei kammartige, in einer vorbestimmtenRichtung zu einander seitlich versetzte Kontaktfingeranordnungenvon entgegen gesetzter Polaritätausbilden. Solche kammartigen Kontaktfingeranordnungen können dabeiin entgegen gesetzte Richtungen geöffnet sein und über einenQuersteg elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Somit liegendie Kontaktfinger in einem ersten Halbraum eines plattenförmigen elektrischenLeiters unmittelbar an Kontaktstellen einer ersten Polarität auf derRückseiteder Solarzellen an, währenddie weiteren Kontaktfinger entgegen gesetzter Polarität sich unterhalbeiner benachbarten Solarzelle erstrecken, wobei zwischen der benachbartenSolarzelle und den Kontaktabschnitten entgegen gesetzter Polarität die Kontaktfingereines versetzt dazu angeordneten weiteren plattenförmigen elektrischenLeiters angeordnet sind. Dabei sind auf den weiteren Kontaktabschnittenerhabene Abschnitte ausgebildet, die Zwischenräume zwischen den Kontaktfingernentgegen gesetzter Polaritätdes benachbarten elektrischen Leiters durchgreifen, ohne diese zuberühren,um die Kontaktstellen entgegen gesetzter Polarität einer benachbarten Solarzelleelektrisch zu kontaktieren.According to a further embodiment, the first and second contact points are arranged in a regular arrangement, in each case laterally offset from one another. In this case, preference is given to a matrix arrangement, but in principle any other regular arrangements can be used which enable a uniform contacting of the entire rear side of a solar cell. Corresponding to the aforementioned matrix arrangement, the first and second contact sections of a plate-shaped electrical conductor can thus be used be formed by equidistant contact fingers which form two comb-like, in a predetermined direction to each other laterally offset contact finger arrangements of opposite polarity. Such comb-like contact finger arrangements can be opened in opposite directions and electrically conductively connected to one another via a transverse web. Thus, the contact fingers are in a first half-space of a plate-shaped electrical conductor directly to contact points of a first polarity on the back of the solar cells, while the other contact fingers of opposite polarity extend below an adjacent solar cell, wherein between the adjacent solar cell and the contact portions of opposite polarity the contact fingers of a staggered thereto arranged further plate-shaped electrical conductor are arranged. In this case, raised portions are formed on the other contact portions, which pass through the spaces between the contact fingers opposite polarity of the adjacent electrical conductor, without touching them, to electrically contact the contact points opposite polarity of an adjacent solar cell.

Gemäß einerweiteren Ausführungsformwird eine elektrische Serienverschaltung „über Eck" von zwei benachbarten Solarzellen dadurcherreicht, dass die Kontaktfinger einer Polarität über sich im wesentlichen senkrechtzu diesen Kontaktfingern erstreckende Querstege elektrisch miteinanderverbunden sind, um ein Kontaktfingergitter auszubilden. Die Lageder Querstege ist dabei so auf die Anordnung der zugeordneten Kontaktstellenentgegen gesetzter Polaritätabgestimmt, dass die Kontaktstellen entgegen gesetzter Polarität der benachbartenSolarzelle kontaktiert werden können.According to oneanother embodimentbecomes an electrical serial connection "over corner" of two neighboring solar cells therebyensures that the contact fingers of one polarity are substantially perpendicular over itselfto this contact fingers extending transverse webs electrically togetherare connected to form a contact finger grid. The locationthe transverse webs is so on the arrangement of the associated contact pointsopposite polarityagreed that the contact points opposite polarity of the adjacentSolar cell can be contacted.

Umeine unerwünschteKontaktierung von Kontaktstellen entgegen gesetzter Polarität durchdie selbe Kontaktfingeranordnung zu vermeiden, ist gemäß einerweiteren Ausführungsformdie Öffnungsweitedes Kontaktfingergitters größer alsdas zweifache des Abstands, um den die regelmäßigen Anordnungen der erstenund zweiten Kontaktstellen zueinander seitlich versetzt sind. Diebenachbarte Solarzelle kann somit frei gedreht werden, bis die gewünschte elektrischeVerschaltung erzielt ist, insbesondere eine Verschaltung „über Eck", ohne dass es zueinem unerwünschtenKurzschluss zwischen den ersten und zweiten Kontaktstellen der benachbarten Solarzellenkommt.Aroundan undesirableContacting of contact points of opposite polarity byto avoid the same contact finger arrangement is according to aanother embodimentthe opening widthof the contact finger grid greater thantwice the distance to which the regular arrangements of the firstand second contact points are laterally offset from one another. Theadjacent solar cell can thus be rotated freely until the desired electricalInterconnection is achieved, in particular an interconnection "over corner", without it tooan undesirableShort circuit between the first and second contact points of the adjacent solar cellscomes.

FigurenübersichtLIST OF FIGURES

Nachfolgendwird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahmeauf die beigefügtenZeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteileund zu lösendeAufgaben ergeben und worin:followingthe invention will be described by way of example and with referenceon the attachedDrawings are described, resulting in more features, benefitsand to be solvedGive tasks and in which:

1 ineiner schematischen Unteransicht eine Rückkontaktsolarzelle gemäß der vorliegenden Erfindungzeigt; 1 in a schematic bottom view shows a back-contact solar cell according to the present invention;

2 ineiner schematischen Unteransicht ein Photovoltaikmodul gemäß der vorliegendenErfindung mit sechzehn Solarzellen zeigt, die in Serie miteinanderzu verschalten sind; 2 in a schematic bottom view shows a photovoltaic module according to the present invention with sixteen solar cells to be connected in series with each other;

3a–3c ineiner Unteransicht, Draufsicht und Schnittansicht ein Kontaktblechgemäß der vorliegendenErfindung mit einer darauf angeordneten Isolationsfolie zeigen; 3a - 3c show in a bottom view, top view and sectional view of a contact plate according to the present invention with an insulating film arranged thereon;

4 ineiner schematischen Unteransicht die elektrische Kontaktierung derersten Solarzelle des Photovoltaikmoduls gemäß der2 zeigt; 4 in a schematic bottom view, the electrical contacting of the first solar cell of the photovoltaic module according to the 2 shows;

5 ineiner schematischen Unteransicht die elektrische Kontaktierung derdritten und vierten Solarzelle des Photovoltaikmoduls gemäß der2 zeigt; 5 in a schematic bottom view, the electrical contacting of the third and fourth solar cell of the photovoltaic module according to the 2 shows;

6 dieelektrische Serienverschaltung der Solarzellen des Photovoltaikmodulsgemäß der2 zusammenfasst; 6 the series electrical connection of the solar cells of the photovoltaic module according to the 2 summarizing;

7 ineiner schematischen Schnittansicht die elektrische Verschaltungvon zwei benachbarten Solarzellen mit Hilfe des Kontaktblechs gemäß den3a–3c darstellt; 7 in a schematic sectional view of the electrical interconnection of two adjacent solar cells by means of the contact plate according to the 3a - 3c represents;

8a ineiner schematischen Schnittansicht eine Formgebung an Rändern desKontaktgitters gemäß den3a–3c darstellt,um ein Unterwandern des Kontaktblechs mit Einkapselungsmaterialwährendeines Laminiervorgangs zu verhindern; und 8a in a schematic sectional view of a shaping at edges of the contact grid according to the 3a - 3c in order to prevent infiltration of the contact sheet with encapsulating material during a lamination process; and

8b dasVerhalten der Formgebung gemäß der8a während einesLaminiervorgangs darstellt. 8b the behavior of the shaping according to the 8a during a lamination process.

Inden Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oderim Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.Inthe figures denote identical reference numerals identical orSubstantially equal elements or groups of elements.

AusführlicheBeschreibung von bevorzugten AusführungsbeispielenFullDescription of preferred embodiments

Gemäß der1 sindauf der Rückseiteder Solarzelle1, jeweils in einer regelmäßigen Matrixanordnung,erste Kontaktstellen2 und zweite Kontaktstellen3,mit einer entgegen gesetzten Polarität zu den Kontaktstellen2,angeordnet. Durch die grau schraffierten Bereiche4 unddie weiß dargestellten Abschnitte5 sinddie jeweiligen Spalten der Matrixanordnung dargestellt. Die grauschraffierten Bereiche4 entsprechen jedoch nicht zwingendLeiterbahnen auf der Rückseiteder Solarzelle1. Die Kontaktstellen2,3 werdenbeispielsweise durch ein Siebdruckverfahren aus Aluminium oder Silberaufgebracht.According to the 1 are on the back of the solar cell 1 , each in a regular matrix arrangement, first contact points 2 and second contact points 3 , with an opposite polarity to the contact points 2 arranged. Through the gray hatched areas 4 and the white ones sections 5 the respective columns of the matrix arrangement are shown. The gray hatched areas 4 however, they do not necessarily correspond to tracks on the back of the solar cell 1 , The contact points 2 . 3 are applied, for example, by a screen printing process of aluminum or silver.

Gemäß der2 sindinsgesamt sechzehn Solarzellen1 auf der Rückseiteeiner transparenten Abdeckscheibe32, beispielsweise ausGlas oder Polykarbonat, angeordnet, um ein Photovoltaikmodul31 auszubilden.Die Solarzellen1 berühreneinander normalerweise nicht entlang von Randseiten. Gemäß der2 istdie Orientierung der Solarzellen1, welche die elektrischeVerschaltung vorgeben, erkennbar. Beginnend mit der linken oberenSolarzelle verlaufen die Spalten der ersten drei Solarzellen dabei vonoben nach unten. Die untere linke Solarzelle ist um 90° verdrehtangeordnet, so dass die Spalten dieser Solarzelle sowie der nächsten beidenhorizontal benachbaren Solarzellen horizontal verlaufen. An der rechtenunteren Solarzelle erfolgt wiederum ein Richtungswechsel des Verlaufsder Spalten. Wie nachfolgend ausführlicher dargelegt, folgt dieelektrische Verschaltung von benachbarten Solarzellen erfindungsgemäß den Spaltender Kontaktstellen. Somit wird gemäß der2 für die sechzehnSolarzellen1 eine Serienverschaltung ausgebildet, diemit der linken oberen Solarzelle beginnt und mit der rechts danebenangeordneten Solarzelle endet.According to the 2 are a total of sixteen solar cells 1 on the back of a transparent cover 32 For example, made of glass or polycarbonate, arranged to a photovoltaic module 31 train. The solar cells 1 usually do not touch each other along edge sides. According to the 2 is the orientation of the solar cells 1 , which specify the electrical interconnection, recognizable. Starting with the top left solar cell, the columns of the first three solar cells run from top to bottom. The lower left solar cell is rotated by 90 °, so that the columns of this solar cell and the next two horizontally adjacent solar cells are horizontal. In turn, the direction of the course of the gaps takes place at the lower right solar cell. As explained in more detail below, the electrical interconnection of adjacent solar cells according to the invention follows the columns of the contact points. Thus, according to the 2 for the sixteen solar cells 1 a series connection is formed, which begins with the left upper solar cell and ends with the right next to arranged solar cell.

Zurelektrischen Kontaktierung von benachbarten Solarzellen dient erfindungsgemäß das inden3a–3c gezeigteKontaktgitter10. Gemäß der3a entsprichtdie Grundflächedes Kontaktgitters10 im Wesentlichen dem Doppelten der Grundfläche einerSolarzelle. Die Grundflächeder Isolationsfolie20 entspricht im Wesentlichen der Grundfläche einerSolarzelle. Gemäß der3a weistdas Kontaktgitter10 zwei Abschnitte auf, nämlich einenoberen Abschnitt mit äquidistantzueinander beabstandeten Kontaktfingern10 und einen unterenAbschnitt mit äquidistantzueinander beabstandeten Kontaktfinger14. Die Kontaktfinger11,14 erstreckensich in entgegen gesetzte Richtungen und sind über einen elektrisch leitendenQuersteg13 miteinander verbunden. In dem oberen Abschnittsind zwischen den Kontaktfingern11 Zwischenräume12 ausgebildet,in denen sich in dem unteren Abschnitt die Kontaktfinger14 erstrecken.Gemäß der3a istdie Breite der Zwischenräume12 größer alsdie Breite der Kontaktfinger14. Zwischen den Kontaktfingern14 sindZwischenräume15 ausgebildet,in denen sich in dem ersten Abschnitt die ersten Kontaktfinger11 erstrecken.Gemäß der3a istdie Breite der Zwischenräume15 größer alsdie Breite der ersten Kontaktfinger11. In dem unterenAbschnitt sind die zweiten Kontaktfinger14 beispielsweisemit sich senkrecht zu diesen erstreckenden Querstegen16 elektrischleitend miteinander verbunden. Gemäß der3a stehtdie Isolationsfolie20 überden Quersteg13 vor, was einen Kurzschluss zu einer benachbarten Solarzelleunterbindet (vgl.7).For electrical contacting of adjacent solar cells is used according to the invention in the 3a - 3c shown contact grid 10 , According to the 3a corresponds to the base area of the contact grid 10 essentially twice the surface area of a solar cell. The base of the insulation film 20 essentially corresponds to the base area of a solar cell. According to the 3a has the contact grid 10 two sections, namely an upper portion with equidistant spaced contact fingers 10 and a lower portion with equidistantly spaced contact fingers 14 , The contact fingers 11 . 14 extend in opposite directions and are via an electrically conductive crosspiece 13 connected with each other. In the upper section are between the contact fingers 11 interspaces 12 formed in which in the lower portion of the contact fingers 14 extend. According to the 3a is the width of the spaces 12 greater than the width of the contact fingers 14 , Between the contact fingers 14 are interspaces 15 formed in which in the first section, the first contact fingers 11 extend. According to the 3a is the width of the spaces 15 greater than the width of the first contact fingers 11 , In the lower section are the second contact fingers 14 for example, with perpendicular to these extending transverse webs 16 electrically connected to each other. According to the 3a stands the insulation film 20 over the crossbar 13 , which prevents a short circuit to a neighboring solar cell (cf. 7 ).

Erfindungsgemäß dienendie ersten Kontaktfinger11 der elektrischen Kontaktierungder ersten Kontaktstellen auf der Rückseite einer Solarzelle und dienendie zweiten Kontaktfinger14 und/oder die Querstege16 einerelektrischen Kontaktierung der zweiten Kontaktstellen entgegen gesetzterPolarität einerbenachbarten Solarzelle.According to the invention, the first contact fingers serve 11 the electrical contacting of the first contact points on the back of a solar cell and serve the second contact fingers 14 and / or the transverse webs 16 an electrical contacting of the second contact points opposite polarity of an adjacent solar cell.

Zurelektrischen Verbindung zweier benachbarter Solarzellen werden zweiKontaktgitter gemäß der3a inErstreckungsrichtung der Kontaktfinger um die Länge einer Solarzelle versetztzueinander übereinanderliegend angeordnet, mit einer dazwischen angeordneten Isolationsfolie20.Gemäß den3b und3c sindauf den ersten Kontaktfingern11 an den ersten Kontaktstellenzugeordneten Bereichen erhabene Abschnitte17 ausgebildet,beispielsweise durch Einprägenin das Kontaktblech, die zur Kontaktierung der ersten Kontaktstellendas Isolationsmaterial20 durchgreifen, ohne die zweiten Kontaktfingerdes darüberbefindlichen Kontaktbleches (nicht dargestellt) zu berühren. Zudiesem Zweck könnenin der Isolationsfolie20 an geeigneten Stellen Öffnungen21 zurAufnahme der erhabenen Abschnitte ausgebildet sein (wie in der3c beispielhaftals Alternative durch gestrichelte Linien angedeutet). Oder, wiein der3c gezeigt, in der Isolationsfolie20 sindan geeigneten Stellen Vertiefungen zur Aufnahme der erhabenen Abschnitte17 ausgebildet,wobei die erhabenen Abschnitte17 das Isolationsmaterialerst nach einem Laminiervorgang vollständig durchgreifen, um die erstenKontaktstellen auf der Rückseiteeiner benachbarten Solarzelle elektrisch zu kontaktieren.For electrical connection of two adjacent solar cells are two contact grid according to the 3a in the extension direction of the contact fingers offset by the length of a solar cell to each other superimposed, with an interposed insulating film 20 , According to the 3b and 3c are on the first contact fingers 11 at the first contact points associated areas raised portions 17 formed, for example by embossing in the contact plate, the contact material for contacting the first contact points of the insulation material 20 pass through without touching the second contact fingers of the overlying contact plate (not shown). For this purpose, in the insulation film 20 at appropriate places openings 21 be formed for receiving the raised portions (as in the 3c exemplified by dashed lines as an alternative). Or, as in the 3c shown in the insulation film 20 are recesses for receiving the raised sections at suitable places 17 formed, with the raised portions 17 the insulation material completely pass through only after a lamination process to electrically contact the first contact points on the back of an adjacent solar cell.

Dieelektrische Kontaktierung zweier benachbarter Solarzellen ist übersichtlichin der7 zusammengefasst. Zunächst wird auf die Rückseite derlinken Solarzelle1 das in der3a gezeigte Kontaktgitterunmittelbar aufgelegt, so dass dessen zweite Kontaktabschnitte14 inden Bereichen der Querstege16 die zweiten Kontaktstellen3 aufder Rückseiteder linken Solarzelle1 kontaktieren. Die elektrische Kontaktierungkann dabei ohne Verlötung erfolgen.Anschließendwird auf ein weiteres Kontaktgitter gemäß der3a imBereich der ersten Kontaktfinger11 eine Isolationsfolie20 aufgelegt,so dass die erhabenen Abschnitte17 auf den ersten Kontaktfingern11 dieIsolationsfolie20 entweder durchgreifen oder in in derIsolationsfolie20 ausgebildeten Aufnahmen aufgenommensind, wie in der vergrößerten Darstellunggemäß der3c gezeigt.Das zweite Kontaktgitter wird gemäß der7 seitlich versetztum die Längeeiner Solarzelle von unten gegen das obere Kontaktgitter in Anlagegebracht, so dass die erhabenen Abschnitte17 die Zwischenräume zwischenden zweiten Kontaktfingern14 und Querstegen16 desoberen Kontaktgitters durchgreifen und die ersten Kontaktstellen2 aufder Rückseite derSolarzelle1 elektrisch kontaktieren, wie durch die Pfeileim linken Teil der7 angedeutet.The electrical contacting of two adjacent solar cells is clearly arranged in the 7 summarized. First, on the back of the left solar cell 1 that in the 3a shown contact grid immediately placed so that its second contact portions 14 in the areas of the transverse webs 16 the second contact points 3 on the back of the left solar cell 1 to contact. The electrical contact can be done without soldering. Subsequently, a further contact grid according to the 3a in the area of the first contact fingers 11 an insulation film 20 hung up, leaving the raised sections 17 on the first contact fingers 11 the insulation film 20 either pass through or in the insulation film 20 trained recordings are recorded, as in the enlarged view according to the 3c shown. The second contact grid is according to the 7 laterally offset by the length of a solar cell from below against the upper contact grid into contact, so that the raised portions 17 the Zwischenräu me between the second contact fingers 14 and crossbars 16 pass through the upper contact grid and the first contact points 2 on the back of the solar cell 1 contact electrically, as indicated by the arrows in the left part of the 7 indicated.

Indiesem Zustand erstrecken sich die zweiten Kontaktfinger14 undQuerstege16 des unteren Kontaktblechs über den rechten Rand der linkenSolarzelle1 hinaus. Auf die zweiten Kontaktabschnitte14 undQuerstege16 des unteren Kontaktgitters wird dann einebenachbarte Solarzelle unmittelbar aufgelegt, so dass die zweitenKontaktfinger14 im Bereich der Querstege16 diezweiten Kontaktstellen3 auf der Rückseite der benachbarten Solarzelle1 elektrischkontaktieren, wie im rechten Teil der7 durchdie kurzen Pfeile schematisch angedeutet.In this state, the second contact fingers extend 14 and crossbars 16 of the lower contact sheet over the right edge of the left solar cell 1 out. On the second contact sections 14 and crossbars 16 of the lower contact grid, an adjacent solar cell is then placed directly, so that the second contact fingers 14 in the area of the transverse webs 16 the second contact points 3 on the back of the adjacent solar cell 1 contact electrically, as in the right part of the 7 indicated schematically by the short arrows.

Anschließend wirdin der vorstehend beschriebenen Weise auf die ersten Kontaktfinger11 einesweiteren Kontaktgitters eine Isolationsfolie20 aufgelegtund diese dann, um die Längeeiner Solarzelle versetzt, auf die Rückseite des oberen Kontaktgittersim Bereich der rechten Solarzelle1 in Anlage gebracht.Subsequently, in the manner described above, the first contact fingers 11 another contact grid an insulation film 20 placed on top and then, offset by the length of a solar cell, on the back of the upper contact grid in the area of the right solar cell 1 brought into contact.

Erfindungsgemäß erfolgtdie Verbindung bevorzugt durch Laminieren bei hohem Druck und hohenTemperaturen, die zu einer Erweichung und einem Aufschmelzen derIsolationsfolie führen.Somit durchdringen die erhabenen Abschnitte17 das Isolationsmaterial20 zuverlässig, umdie zugeordneten ersten Kontaktstellen2 zuverlässig elektrischzu kontaktieren. Nach Abkühlungkapselt das wieder verfestigte Isolationsmaterial die Rückseiteder Solarzelle als Schutz vor Witterungs- und Umwelteinflüssen ein.According to the invention, the compound is preferably carried out by lamination at high pressure and high temperatures, which lead to a softening and melting of the insulating film. Thus, the sublime sections penetrate 17 the insulation material 20 Reliable to the assigned first contact points 2 Reliable electrical contact. After cooling, the re-solidified insulation material encapsulates the back of the solar cell as protection against weather and environmental influences.

Erfindungsgemäß kann denunterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizientendes Kontaktblechs und des Halbleitermaterials der Solarzellen Rechnunggetragen werden, und zwar dergestalt, dass bei den während desLaminiervorgangs vorherrschenden Temperaturen von beispielsweise150° Celsiusdie erhabenen Abschnitte17 zu den zugeordneten erstenKontaktstellen geringfügigseitlich versetzt angeordnet sind und dass nach Abkühlen aufdie bestimmungsgemäße Betriebstemperaturdie erhabenen Abschnitte mit den zugeordneten ersten Kontaktstellenfluchten. Unter einer Betriebstemperatur sei dabei im Sinne dervorliegenden Anmeldung eine Temperatur in einem bestimmungsgemäßen Temperaturbereichzwischen etwa –30° Celsiusund 50° Celsius,bevorzugter bis etwa 80° Celsius,verstanden.According to the invention, the different coefficients of thermal expansion of the contact sheet and of the semiconductor material of the solar cells can be taken into account, in such a way that at the temperatures prevailing during the lamination process, for example 150 ° Celsius, the raised portions 17 are slightly offset laterally offset to the associated first contact points and that after cooling to the intended operating temperature, the raised portions are aligned with the associated first contact points. For the purposes of the present application, an operating temperature is understood to mean a temperature in a predetermined temperature range between about -30 ° Celsius and 50 ° Celsius, more preferably up to about 80 ° Celsius.

Die4 zeigtschematisch die elektrische Kontaktierung der ersten SolarzelleA eines Photovoltaikmoduls31 mit insgesamt sechzehn Solarzellen,die in der Reihenfolge der elektrischen Verschaltung mit den BuchstabenA bis P bezeichnet sind. Gemäß der4 kontaktierendie zweiten Kontaktfinger und zugeordneten Querstege des Kontaktblechsdie zweiten Kontaktstellen auf der Rückseite der Solarzelle A. Dieals rechteckförmigeErhebungen33 dargestellten ersten Kontaktfinger des Kontaktgitters10 können dabeials Anschlusskontakt einer ersten Polarität, beispielsweise als Plus-Pol,verwendet werden. Die elektrische Serienverschaltung der SolarzellenA–C erfolgtin der anhand der7 beschriebenen Weise, wobeisich die Kontaktfinger der Kontaktgitter in Richtung der durch diegrau schraffierten Bereiche angedeuteten Spalten der Kontaktstellenanordnungenerstrecken.The 4 shows schematically the electrical contacting of the first solar cell A of a photovoltaic module 31 with a total of sixteen solar cells, which are designated in the order of electrical interconnection with the letters A to P. According to the 4 the second contact fingers and associated transverse webs of the contact plate contact the second contact points on the back of the solar cell A. The as rectangular elevations 33 shown first contact fingers of the contact grid 10 can be used as a terminal contact of a first polarity, for example as a positive pole. The electrical series connection of the solar cells A-C is carried out in the basis of 7 described manner, wherein extending the contact fingers of the contact grid in the direction indicated by the gray shaded areas columns of the contact point arrangements.

NachKontaktieren der ersten drei Solarzellen A–C in entsprechender Weiseist schließlichder Zustand gemäß der5 erreicht,in welchem die zweiten Kontaktfinger und Querstege eines Kontaktgittersdie zweiten Kontaktstellen auf der Rückseite der Solarzelle D kontaktieren.Dabei sind die Spalten der Matrixanordnung von ersten und zweitenKontaktstellen auf der Rückseiteder Solarzelle D um 90° verdreht,erstrecken sich also in der5 in horizontalerRichtung. Die elektrische Verschaltung mit der rechts neben derSolarzelle D angeordneten Solarzelle erfolgt mit Hilfe eines um90° gedrehtenKontaktgitters30, dessen Kontaktfinger entlang den Spaltender Matrixanordnung von ersten und zweiten Kontaktstellen der SolarzelleD verlaufen. Der5 ist auch die Verlaufsrichtungder Spalten der Matrixanordnung von ersten und zweiten Kontaktstellender Solarzellen zu entnehmen.After contacting the first three solar cells A-C in a corresponding manner, finally, the state according to the 5 achieved in which contact the second contact fingers and transverse webs of a contact grid, the second contact points on the back of the solar cell D. In this case, the columns of the matrix arrangement of first and second contact points on the rear side of the solar cell D are rotated by 90 °, ie they extend in the 5 in a horizontal direction. The electrical connection with the solar cell arranged to the right of the solar cell D takes place with the aid of a 90 ° rotated contact grid 30 whose contact fingers extend along the columns of the matrix arrangement of first and second contact points of the solar cell D. Of the 5 the direction of the columns of the matrix arrangement of first and second contact points of the solar cells can also be seen.

Durchelektrische Kontaktierung von benachbarten Solarzellen, wie vorstehendanhand der7,4 und5 beschrieben,kann schließlicheine elektrische Serienverschaltung der Solarzellen ausgebildetwerden, die schematisch in der6 zusammengefasstist. In der6 sind stets nur die erstenKontaktfinger der Kontaktbleche zu erkennen, nicht jedoch die darüber befindlichenzweiten Kontaktfinger und zugeordneten Querstege, die unmittelbaran der Rückseiteder Solarzellen1 anliegen. Gemäß der6 können auchdie jeweils schematisch als rechteckförmige Anschlussfahnen dargestellten zweitenKontaktfinger34 des letzten Kontaktblechs als Anschlusskontakteiner zweiten Polarität(beispielsweise als Minus-Pol) des Photovoltaikmoduls31 verwendetwerden.By electrical contacting of adjacent solar cells, as described above with reference to 7 . 4 and 5 Finally, a series electrical connection of the solar cells can be formed, which is shown schematically in the 6 is summarized. In the 6 are always only the first contact fingers of the contact sheets to recognize, but not the overlying second contact fingers and associated transverse webs, which directly on the back of the solar cell 1 issue. According to the 6 can also each schematically illustrated as rectangular terminal lugs second contact fingers 34 the last contact sheet as a terminal contact of a second polarity (for example, as a negative pole) of the photovoltaic module 31 be used.

Wievorstehend ausgeführt,werden die Solarzellen, Kontaktgitter und Isolationsfolien erfindungsgemäß bevorzugtin einem Laminiervorgang bei erhöhtemDruck und erhöhtenTemperaturen zu einem Materialverbund verpresst. Während desLaminiervorgangs wirken Kräfteim Wesentlichen senkrecht auf den Materialverbund ein, um für einenausreichenden Anpressdruck der Kontaktabschnitte gegen die zugeordnetenKontaktstellen zu sorgen. Um einen zuverlässigen Kontakt zu ermöglichen,können dieerhabenen Abschnitte auf den ersten Kontaktfingern dabei federelastischausgebildet oder gelagert sein, so dass diese im angepressten Zustandmechanisch gegen die zugeordneten Kontaktstellen vorgespannt sind,und zwar unter geringfügigerelastischer Verformung der erhabenen Abschnitte. Zu diesem Zweckkönnendie erhabenen Abschnitte beispielsweise als napfartige Ausbauchungenauf den ersten Kontaktfingern ausgebildet sein, die in diese eingeprägt sind,wobei die Höheder napfartigen Ausbauchungen im entspannten Zustand zumindest derDicke der Isolationsschicht zwischen zwei übereinander liegenden Kontaktblechenentspricht.As stated above, the solar cells, contact grid and insulation films according to the invention are preferably pressed in a lamination process at elevated pressure and elevated temperatures to form a composite material. During the lamination process forces act substantially perpendicular to the composite material in order to ensure sufficient contact pressure of the contact portions against the associated contact points. To enable a reliable contact, you can the raised portions on the first contact fingers are resiliently formed or mounted, so that they are mechanically biased in the pressed state against the associated contact points, under slight elastic deformation of the raised portions. For this purpose, the raised portions may be formed, for example, as cup-like bulges on the first contact fingers, which are embossed in these, wherein the height of the cup-like bulges in the relaxed state at least equal to the thickness of the insulating layer between two superimposed contact plates.

Während desLaminiervorgangs ist ein Unterwandern der Kontaktstellen durch erweichtes Kunststoffmaterialzu verhindern. Zu diesem Zweck könnenan Rändernder Kontaktbleche, an geeigneten Stellen, wie nachfolgend ausgeführt, hohlraumartigeAusgleichsvolumina ausgebildet sein, in die erweichtes Einkapselungsmaterialwährenddes Laminiervorgangs in kontrollierter Weise einfließen kann, diesessomit nicht mehr Kontaktstellen unterwandern kann. Die8a zeigtbeispielhaft in einer Schnittansicht ein solches Ausgleichsvolumen25.Dieses ist als Ausbauchung am Rand eines Kontaktblechs10 ausgebildetund weist eine zum Rand des Kontaktblechs10 weisende Schräge28,eine abgeflachte Erhebung27 und eine zum Inneren des Kontaktblechs10 weisendeSchräge26 auf.Gemäß der8a ist derNeigungswinkel der Schräge26 relativzur gedachten Ebene des Kontaktblechs10 größer alsder Neigungswinkel der Schräge28,um den in der vertikalen Richtung wirkenden Anpressdruck zu erhöhen undfolglich das Einfließendes Einkapselungsmaterials zu minimieren. Der durch die Schrägen26,28 ausgebildeteHohlraum dient dabei als Ausgleichsvolumen: Durch Verformungen desKontaktblechs und/oder der Zelle entstehen potentiell Undichtigkeiten,durch welche das währenddes Laminiervorgangs zähflüssige oderflüssigeKunststoffmaterial eintreten könnte.Mit Hilfe des Expansionsraums25 wird eine Unterwanderungder Kontaktflächebei geeignet kurzen Laminierungszeiten verhindert. Die Schräge28 nimmt,bedingt durch ihre Schräge,vertikal wirkende Kräftedes Laminators auf und wird folglich federartig an die Kontaktfläche gedrückt und kannsomit besser abdichten als eine steilere Schräge.During the lamination process, infiltration of the contact points by softened plastic material is to be prevented. For this purpose, at the edges of the contact sheets, at appropriate points, as explained below, cavity-like compensation volumes can be formed in the softened encapsulating material can flow during the lamination in a controlled manner, this can not undermine more contact points. The 8a shows by way of example in a sectional view such a compensating volume 25 , This is as a bulge on the edge of a contact sheet 10 formed and has a to the edge of the contact plate 10 pointing slope 28 , a flattened survey 27 and one to the inside of the contact sheet 10 pointing slope 26 on. According to the 8a is the inclination angle of the slope 26 relative to the imaginary plane of the contact sheet 10 greater than the inclination angle of the slope 28 in order to increase the contact pressure acting in the vertical direction and thus to minimize the inflow of the encapsulating material. The by the slopes 26 . 28 formed cavity serves as a compensating volume: By deformations of the contact sheet and / or the cell potentially leaks, through which the viscous or liquid plastic material during the lamination process could occur. With the help of the expansion room 25 prevents undercutting of the contact surface with suitably short lamination times. The slope 28 As a result of its inclination, it absorbs vertically acting forces of the laminator and consequently is pressed against the contact surface like a spring and can therefore better seal than a steeper slope.

Wirdnun ein solches Kontaktblech10 auf eine mit der Halbleiterschicht24 verbundeneKontaktflächeunmittelbar aufgelegt, wie in der8b gezeigt,und wird eine darüberbefindliche isolierende Kunststoffschicht22 während einesLaminiervorgangs erweicht, so führteine Druckbeaufschlagung senkrecht zur Ebene des Halbleitermaterials24,wie durch die Pfeile F angedeutet, zu einem Fließen des Einkapselungmaterialsund folglich zu einer möglichenUnterwanderung des Kontaktblechs10, insbesondere durchUnebenheiten zwischen Kontaktblech10 und Zell-Kontaktfläche hindurch.Folglich kann Kunststoffmaterial23 in das Ausgleichsvolumen25 während desLaminiervorgangs hineinfließen,falls am Rand des Kontaktblechs10, das heißt im Bereich derSchräge28,eine Undichtigkeit besteht. Das Kunststoffmaterial23 kannsomit nicht zwischen das Kontaktblech10 und die zugeordneteKontaktstelle (nicht gezeigt) fließen. Das hohlraumartige Ausgleichsvolumen25 nimmtsomit überschüssiges Einkapselungsmaterialauf. Nach dem Laminiervorgang kapselt das wiederverfestigte Kunststoffmaterial22 dieRückseitedes Halbleitermaterials24 zum Schutz vor Umwelt- und Witterungseinflüssen ein.Will now be such a contact plate 10 on one with the semiconductor layer 24 Connected contact surface immediately applied, as in the 8b and becomes an insulating plastic layer overlying it 22 softened during a lamination process, pressurization leads perpendicular to the plane of the semiconductor material 24 as indicated by the arrows F, to a flow of the encapsulation material and thus to a possible infiltration of the contact sheet 10 , in particular by unevenness between contact sheet 10 and cell contact area. Consequently, plastic material can 23 into the equalization volume 25 during the lamination process, if at the edge of the contact sheet 10 that is in the area of the slope 28 , a leak exists. The plastic material 23 thus can not between the contact plate 10 and the associated pad (not shown) flow. The void-like compensation volume 25 thus absorbs excess encapsulating material. After the lamination process, the reconsolidated plastic material encapsulates 22 the back of the semiconductor material 24 to protect against environmental and weather influences.

11: Solarzellesolar cell
22: ErsteKontaktstellenFirstcontact points
33: ZweiteKontaktstellenSecondcontact points
44: Spaltemit ersten Kontaktstellencolumnwith first contact points
55: Spaltemit zweiten Kontaktstellencolumnwith second contact points
1010: Kontaktblechcontact sheet
1111: ErsteKontaktfingerFirstcontact fingers
1212: Zwischenraumgap
1313: Querstegcrosspiece
1414: ZweiteKontaktfingerSecondcontact fingers
1515: Zwischenraumgap
1616: Querstegcrosspiece
1717: ErhabenerBereichsublimeArea
1818: Hohlraumcavity
2020: Isolationsfolieinsulation blanket
2121: Öffnung inIsolationsfolieOpening ininsulation blanket
2222: Einkapselungsmaterialencapsulant
2323: Überschussdes Einkapselungsmaterialsexcessof the encapsulating material
2424: Halbleitermaterial/KontaktflächeSemiconductor material / pad
2525: Ausbauchungbulge
2626: InnereSchrägeInnerslope
2727: Spitze/PlateauPeak / plateau
2828: Äußere SchrägeOuter slope
3030: Verbundcomposite
3131: Photovoltaikmodulphotovoltaic module
3232: TransparenteAbdeckscheibetransparentcover plate
3333: Anschlusskontakterster Polaritätconnection contactfirst polarity
3434: Anschlusskontaktzweiter Polaritätconnection contactsecond polarity