DE102010002521A1

DE102010002521A1 - Solarzelle mit spezieller Busbarform, diese Solarzelle enthaltende Solarzellenanordnung sowie Verfahren zur Herstellung der Solarzelle

Info

Publication number: DE102010002521A1
Application number: DE102010002521A
Authority: DE
Inventors: Andreas Pfennig; Björn Faulwetter-Quandt; Andreas Hubert
Original assignee: Q Cells SE
Current assignee: Hanwha Q Cells GmbH
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: JP5819862B2; US20120318351A1; CN102884635B; CN102884635A; EP2543075A2; WO2011107089A3; JP2013521635A; DE102010002521B4; WO2011107089A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle 1, umfassend ein Substrat 2, eine Hableiterschicht 3, einen ersten Busbar 4 auf einer ersten Oberfläche 5 der Halbleiterschicht 3 und einen zweiten Busbar 6 auf einer zweiten Oberfläche 7 der Halbleiterschicht 3, wobei der erste Busbar 4 entlang einer Verbindungslinie 8 Kontaktinseln 9, 9'' mit einer maximalen Breite bImax senkrecht Zur Verbindungslinie 8 aufweist, zwischen denen sich auf der Verbindungslinie 8 jeweils ein Stromsammelbereich 10 befindet, welcher die Kontaktinseln 9, 9' in einem Kontaktbereich 11 kontaktiert, wobei der Kontaktbereich 11 auf beiden Seiten der Verbindungslinie 8 zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie 8 eine maximale Breite des Stromsammelbereichs 10 definiert, wobei bImax < bSmax gilt, und die Breite b des Stromsammelbereichs 10 ausgehend von einer Kontaktinsel 9 bis zu einer benachbarten Kontaktinsel 9' zunächst bis zu einer minimalen Breite zwischen zwei inneren Punkten P3 und P4 abnimmt und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel 9' wieder auf eine maximale Breite bSmax' zunimmt

Description

Die Erfindung betrifft eine Solarzelle mit spezieller Busbarform, eine diese Solarzelle enthaltende Solarzeilenanordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung der Solarzelle.
Solarzeilen bestehen im Allgemeinen aus einer Schichtstruktur, die in einem plattenförmigen Halbleitermaterial, beispielsweise aus mono- oder multikristallinem Silizium ausgebildet ist Das Halbleitermaterial bildet dabei die p-leitende Basis. Durch Eindiffusion von Phosphor wird an der Oberfläche eine dünne n-leitende Schicht, der so genannte Emitter, erzeugt. Üblicherweise wird die Basis mittels einer ganzflächig aufgebrachten Aluminiumschicht kontaktiert. Der Emitter wird über schmale Finger kontaktiert, die untereinander durch einen oder mehrere so genannte Busbars miteinander verbunden sind. Da die metallischen Finger und Busbars keinen Lichteinritt in die kontaktierten Bereiche der Zelle erlauben, eine zu geringe Anzahl und Breite von Fingern aber den Serienwiderstand erhöht, müssen die Finger und Busbars so konstruiert werden, dass elektrische Verluste und Abschattungsverluste minimiert sind.
Im Allgemeinen sind die Busbars bandförmig ausgebildet, wobei die Busbars in der Regel eine einheitliche Breite im Bereich von 1,5 bis 2 mm aufweisen. Solarzellen werden im Allgemeinen dadurch elektrisch miteinander verbunden, dass deren Busbars mit metallisch leitfähigen Bändern (auch als Kontaktbänder, Lötbänder oder Interkonnektoren bezeichnet) verbunden werden. In der Regel werden die Kontaktbänder auf die Busbars aufgelötet. In der Praxis wird meist ein Kontaktband eingesetzt, das breiter als der Busbar der Solarzelle ist. Die Gründe hierfür sind beispielsweise Ungenauigkeiten bei der Positionierung eines Kontaktbandes auf einem Busbar sowie Verbiegungen des Kontaktbandes (sogenannte Säbel). Ist die Breite des Busbars gleich der Breite des Kontaktbandes, führen diese Effekte zu einer zusätzlichen Abschattung und somit zu einem höheren zusätzlichen Leistungsverlust.
Für die Form der Busbars (auch als Busbar-Elektroden bezeichnet) auf Solarzellen und deren Verbindung mittels Kontaktbändern sind bereits einige Varianten bekannt.
So beschreibt die JP 2006270043 A ein Solarzellenmodul, welches in der Lage ist, das Abplatzen eines inneren Leitungsdrahtes von Busbar-Elektroden auf einem Solarzellenelement zu verhindern, während gleichzeitig die elektrische Ausgangsleistung zunimmt. Hierzu weist das Solarzellenmodul ein Solarzellenelement mit Busbar-Elektroden zur Abnahme der elektrischen Leistung von ihren Oberflächen sowie einen inneren Leitungsdraht auf, der elektrisch mit den Busbar-Elektroden über fast deren gesamte Länge verbunden ist. Der innere Leitungsdraht ist so strukturiert, dass seine Spitze als dünnster Teil geformt ist.
Die JP 2008282990 A und WO 08/139787 A1 beschreiben eine Solarzelle, bei der eine Busbar-Elektrode und eine Vielzahl von Fingerelektroden, die sich von der Busbar-Elektrode erstrecken, auf einer ersten Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates angebracht sind. Die Busbar-Elektrode beinhaltet einen ersten leitenden Teil, um ihn mit einem Interkonnektor zu verbinden, und einen umleitenden Teil, der mit dem ersten leitenden Teil verbunden ist, von dem ein Teil nicht mit dem Interkonnektor verbunden ist.
Die DE 10 2007 062 689 A1 beschreibt Ausbildungen von Kontaktierungs- und Stromsammelelektroden für Solarzellen, die auf einer Vorderseite der Solarzelle parallel angeordnete dünne Stromsammelfinger in relativ geringem Abstand aufweisen und Reihen aus einzelnen Verbindungspunkten zur Aufnahme aufgelöteter Kontaktbänder aus Metall, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium, zur Abführung von elektrischem Strom aus der Solarzelle bilden. Hierbei sind die Reihen der einzelnen Verbindungspunkte im Wesentlichen auf einer Geraden rechtwinklig zu den Stromsammelfingern gebildet und mehrere parallele Finger jeweils im Bereich von Verbindungspunkten beiderseits zusammengeführt und die gebildeten Verbindungen mit dem metallischen Kontaktband verbindbar.
Die JP 2006266262 A ( WO 071122897A ) beschreibt eine Solarzelle mit einem Interkonnektor, ein Solarzellenmodul und eine Methode für die Herstellung eines Solarzellenmodules. Auf einer Licht empfangenden Oberfläche sind eine Busbar-Elektrode und eine Kollektor-Elektrode bereitgestellt und ein Interkonnektor ist mit der oberen Oberfläche der Busbar-Elektrode verbunden. Bei dieser Solarzelle ist die Busbar-Elektrode breiter als der Interkonnektor und ein Bereich in der Breitenrichtung der oberen Oberfläche der Busbar-Elektrode, wo der Interkonnektor nicht verbunden ist, hat einen Teil, der kein Lötmittel aufweist.
Die US 2009/277491 A beschreibt eine Solarzelle, welche ein Halbleitersubstrat beinhaltet, das eine erste Hauptoberfläche hat. Auf der ersten Hauptoberfläche sind eine Busbar-Elektrode und eine Vielzahl von linearen Fingerelektroden bereitgestellt, die sich von der Busbar-Elektrode erstrecken. Die Busbar-Elektrode beinhaltet einen ersten verbindenden Teil, der mit einem Interkonnektor zu verbinden ist, und einen zweiten nicht-verbindenden Teil, der nicht mit einem Interkonnektor verbunden ist. Der erste verbindende Teil und der erste nichtverbindende Teil sind alternierend angeordnet.
Aufgabe der Erfindung war es vor diesem Hintergrund, eine Solarzelle bereitzustellen, bei der Effekte wie Positionierungsfehler eines Kontaktbandes und Säbeleffekte nicht zu einem Leistungsverlust führen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch eine Solarzelle mit den Merkmalen des entsprechenden unabhängigen Patentanspruchs, das Verfahren zur Herstellung dieser Solarzelle des entsprechenden unabhängigen Anspruchs sowie eine diese Solarzelle umfassende Solarzellenanordnung. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Solarzelle sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Solarzelle entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Solarzelle, umfassend ein Substrat, eine Halbleiterschicht, einen ersten Busbar auf einer ersten Oberfläche der Halbleiterschicht und einen zweiten Busbar auf einer zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht, wobei der erste Busbar entlang einer Verbindungslinie Kontaktinseln mit einer maximalen Breite b_Imax senkrecht zur Verbindungslinie aufweist, zwischen denen sich auf der Verbindungslinie jeweils ein Stromsammelbereich befindet, welcher die Kontaktinseln in einem Kontaktbereich kontaktiert, wobei der Kontaktbereich auf beiden Seiten der Verbindungslinie zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie eine maximale Breite b_Smax des Stromsammelbereichs definiert, wobei b_Imax < b_Smax gilt, und die Breite b des Stromsammelbereichs ausgehend von einer Kontaktinsel bis zu einer benachbarten Kontaktinsel zunächst bis zu einer minimalen Breite b_Smin zwischen zwei inneren Punkten P3 und P4 abnimmt und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel wieder auf eine maximale Breite b_Smax' zunimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Solarzelle liegt ein Verhältnis zwischen b_Imax und b_Smax im Bereich von 1,1 bis 15, besonders bevorzugt im Bereich von 1,3 bis 10.
Es ist überdies bevorzugt, wenn ein Verhältnis zwischen b_Smax und b_Smin im Bereich von 1,05 bis 20, besonders bevorzugt im Bereich von 1,1 bis 15 liegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Solarzelle liegt ein Verhältnis zwischen b_Imax und einem Abstand d zwischen zwei Kontaktinseln im Bereich von 2 bis 30, insbesondere im Bereich von 5 bis 20.
Die Kontaktinseln können unterschiedliche geometrische Formen aufweisen. Möglich sind runde und eckige Formen. Bevorzugte runde Formen sind Kreise und Ellipsen. Bevorzugte eckige Formen sind Vierecke oder Sechsecke. Erfindungsgemäß bevorzugt sind die Kontaktinseln als Kreise ausgebildet
Die Kontaktinseln sind mindestens teilweise mit einem elektrischen leitfähigen Material ausgestattet
Die Kontaktinseln können vorzugsweise Ausnehmungen aufweisen. Dies bedeutet im Allgemeinen, dass nur ein Teil einer Kontaktinsel ein elektisch leitfähiges Material aufweist. Es ist allerdings auch möglich, dass nur ein Teil der Kontaktinseln Ausnehmungen aufweist. Die Ausnehmung kann beispielsweise eine kreisförmige Fläche sein, so dass sich das elektrisch leitfähige Material in einem um diese kreisförmige Fläche herum angeordneten Kreisring befindet. Andere geometrische Formen für die Ausnehmung sind jedoch möglich, einschließlich einer Gitterstruktur.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solarzelle liegt ein Winkel α zwischen einer ersten Geraden durch den Punkt P1 und den Punkt P3 und einer zweiten Geraden durch den Punkt P2 und den Punkt P4, wobei die Punkte P1 und P3 sowie die Punkte P2 und P4 jeweils auf der gleichen Seite der Verbindungslinie angeordnet sind, im Bereich von 3 bis 50°, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 45° und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 8 bis 40°.
Bei der ersten und der zweiten Gerade kann es sich um gedachte Geraden handeln, da für den Verlauf des Stromsammelbereiches zwischen den Kontaktinseln eine beliebige Geometrie möglich ist. So kann der Bereich zwischen Punkt P1 und P3 wie auch der Bereich zwischen Punkt P2 und P4 linear oder gekrümmt sein. Vorzugsweise ist der Bereich zwischen Punkt P1 und Punkt P3 sowie der Bereich zwischen Punkt P2 und P4 im Wesentlichen linear. Im Wesentlichen linear bedeutet vor allem, dass der Betrag einer Steigung einer Geraden im Punkt P3 und im Punkt P4 vorzugsweise etwas geringer ist als im Punkt P1 oder P2, so dass ausgehend von P1 die Breite des Stromsammelbereichs vorzugsweise zunächst linear abnimmt, woran sich im Bereich um Punkt P2 ein gekrümmter Bereich anschließt, nach dem die Breite des Stromsammelbereichs wiederum bis zur nächsten Kontaktinsel linear zunimmt.
Bevorzugt liegt ein Winkel β zwischen einer ersten Tangente an die Kontaktinsel im Punkt P1 und einer zweiten Tangente an die Kontaktinsel im Punkt P2 im Bereich zwischen 50 und 150°, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 70 und 130°.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Kontaktinseln und die Stromsammelbereiche der Solarzelle eine elektrisch leitfähige Paste enthalten. Vorzugsweise ist die Solarzelle hierbei durch Drucken der leitfähigen Paste, also durch Metallisierung, mittels Siebdruck erhältlich. Alternativ oder in Ergänzung hierzu können Schichten auf unterschiedliche Art und Weise bereitgestellt werden, z. B. auf galvanischem Wege.
In der erfindungsgemäßen Solarzelle ist das Substrat im Allgemeinen eine transparente Scheibe, z. B. aus Glas oder Polycarbonat, vorzugsweise aus Glas.
Im Allgemeinen umfasst die Solarzelle der Erfindung neben dem Substrat, der Halbleiterschicht und dem Busbar noch weitere Schichten, z. B. eine ein- oder mehrschichtige Folie, eine Antireflexionsschicht (z. B. aus Siliziumnitrid) und/oder eine weitere Schutzfolie (z. B. aus Ethylen-Vinylacetat-Polymer).
Eine erfindungsgemäße Solarzelle weist im Allgemeinen bei einer Größe von 100 bis 200 mm × 100 bis 200 mm entlang einer Verbindungslinie 8 bis 15 vorzugsweise 10 bis 13 Kontaktinseln auf. Die Kontaktinseln haben hierbei vorzugsweise eine Größe mit Abmessungen im Bereich von 1 bis 2 mm und sind beispielsweise kreisförmige Flächen mit einem Durchmesser zwischen 1 und 2 mm, vorzugsweise von 1,3 bis 1,7 mm, insbesondere 1,4 bis 1,6 mm.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen Solarzelle, umfassend den Schritt, dass auf einer Solarzelle, umfassend ein Substrat, eine Halbleiterschicht, einen ersten Busbar auf einer ersten Oberfläche der Halbleiterschicht und einen zweiten Busbar auf einer zweiten Oberfläche der Halbleiterschicht, der erste Busbar so auf die erste Oberfläche der Halbleiterschicht aufgebracht wird, dass der erste Busbar entlang einer Verbindungslinie Kontaktinseln mit einer maximalen Breite b_Imax senkrecht zur Verbindungslinie aufweist, zwischen denen sich auf der Verbindungslinie jeweils ein Stromsammelbereich befindet, welcher die Kontaktinseln in einem Kontaktbereich kontaktiert, wobei der Kontaktbereich auf beiden Seiten der Verbindungslinie zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie eine maximale Breite b_Smax des Stromsammelbereichs definiert, wobei b_Imax < b_Smax gilt, und die Breite b des Stromsammelbereichs ausgehend von einer Kontaktinsel bis zu einer benachbarten Kontaktinsel zunächst bis zu einer minimalen Breite b_Smin zwischen zwei inneren. Punkten P3 und P4 abnimmt und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel wieder auf eine maximale Breite b_Smax' zunimmt.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Solarzellenanordnung, in der mindestens zwei der oben beschriebenen Solarzellen elektrisch leitend miteinander verbunden sind, indem ein erster Busbar auf einer ersten Solarzelle mittels eines Kontaktbands mit einem zweiten Busbar auf einer benachbarten Solarzelle verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt ein Verhältnis zwischen der maximalen Breite b_Imax der Kontaktinseln und einer Breite b_KB des Kontaktbandes im Bereich zwischen 0,5 und 2,0, mehr bevorzugt im Bereich zwischen 0,6 und 1,5.
Bei der Solarzellenanardnung kann es sich insbesondere um eine lineare Anordnung von Solarzellen in Form eines Strings oder um eine zweidimensionale Anordnung im Sinne eines Solarmoduls handeln.
Das Verbinden des ersten Busbars auf der ersten Solarzelle mit dem zweiten Busbar auf der benachbarten Solarzelle mit Hilfe eines Kontaktbandes erfolgt im Allgemeinen unter Anwendung eines Lötverfahrens. Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Lötverfahren gehören insbesondere das Infrarotlöten, Heißluftlöten, Flammlöten, Induktionslöten, Stempel-Löten (Kontaktlöten mit einer heißen Lötspitze, einem heißen Lötbügel oder ähnlichem) oder das Laserlöten.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass Solarzellen auf effizientere Weise miteinander zu Solarzellenanordnungen wie Strings oder Modulen verschaltet werden können. Abschattungsverluste und allgemein ein Powermissmatch (Leistungsverlust) können auf diese Weise minimiert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen für die erfindungsgemäße Solarzelle, die erfindungsgemäße Solarzellenanordnung und das erfindungsgemäße Verfahren. Dabei wird Bezug genommen auf die 1 bis 3.
1 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus einem Busbar einer erfindungsgemäßen Solarzelle, bei dem entlang einer Verbindungslinie zwei Kontaktinseln mittels eines Stromsammelbereiches miteinander verbunden sind.
2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Solarzellenanordnung, in der drei Solarzellen elektrisch in Reihe miteinander verschaltet sind.
3 zeigt in Draufsicht eine erfindungsgemäße Solarzelle mit drei Busbars, bei denen entlang einer Verbindungslinie Kontaktinseln jeweils mittels Stromsammelbereichen miteinander verbunden sind.
1 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus einem ersten Busbar 4 einer erfindungsgemäßen Solarzelle, bei dem entlang einer Verbindungslinie 8 zwei Kontaktinseln 9, 9' mittels eines Stromsammelbereiches 10 miteinander verbunden sind.
Der erste Busbar 4 weist insbesondere entlang der Verbindungslinie 8 Kontaktinseln 9, 9' mit einer maximalen Breite b_Imax senkrecht zur Verbindungslinie 8 auf. Zwischen den Kontaktinseln 9, 9' befindet sich auf der Verbindungslinie 8 jeweils ein Stromsammelbereich 10, welcher die Kontaktinseln 9, 9' in einem Kontaktbereich 11 kontaktiert, wobei der Kontaktbereich 11 auf beiden Seiten der Verbindungslinie 8 zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie 8 eine maximale Breite b_Smax des Stromsammelbereichs 10 definiert, wobei b_Imax < b_Smax gilt. Die Breite b des Stromsammelbereichs 10 nimmt ausgehend von einer Kontaktinsel 9 bis zu einer benachbarten Kontaktinsel 9' zunächst bis zu einer minimalen Breite zwischen zwei inneren Punkten P3 und P4 ab und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel 9' wieder auf eine maximale Breite b_Smax' zu.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform liegt ein Verhältnis zwischen b_Imax und b_Smax im Bereich von 1,3 bis 10, ein Verhältnis zwischen b_Smax und b_Smin im Bereich von 1,1 bis 15 und ein Verhältnis zwischen b_Imax und einem Abstand d zwischen zwei Kontaktinseln 9, 9' im Bereich von 5 bis 20.
In 1 ist die linke Kontaktinsel 9 als Kreis ausgestaltet, insbesondere als gefüllter Kreis, während die rechte Kontaktinsel 9' ein Kreis mit einer kreisförmigen Ausnehmung 12 ist, also als Kreisring ausgestaltet ist.
Bei der in 1 _. gezeigten Ausführungsform liegt ein Winkel α zwischen einer ersten Geraden 16 durch den Punkt P1 und den Punkt P3 und einer zweiten Geraden 17 durch den Punkt P2 und den Punkt P4, wobei die Punkte P1 und P3 sowie die Punkte P2 und P4 jeweils auf der gleichen Seite der Verbindungslinie 8 angeordnet sind, im Bereich von 8 bis 40°.
Die erste Gerade 16 und die zweite Gerade 17 illustrieren hier die lineare Abnahme der Breite des Stromsammelbereiches 10 ausgehend von den äußeren Punkten P1 und P2. Im Bereich der Punkte P3 und P4 flachen die Geraden ab, so dass der Stromsammelbereich 10 hier breiter ist als es aufgrund des linearen Verlaufes der Geraden zu erwarten wäre.
Beim Busbar der 1 liegt ein Winkel β zwischen einer ersten Tangenten 13 an die Kontaktinsel 9 im Punkt P1 und einer zweiten Tangente 14 an die Kontaktinsel 9 im Punkt P2 im Bereich zwischen 70 und 130°.
Bei der Ausführungsform von 1 enthalten die Kontaktinseln 9 und 9' und die Stromsammelbereiche 10 eine elektrisch leitfähige Paste, die durch Drucken der leitfähigen Paste mittels Siebdruck aufgetragen wurde.
2 zeigt eine Seitenansicht einer Solarzellenanordnung, in der drei Solarzellen 1, 1' und 1'' elektrisch in Reihe miteinander verschaltet sind. Jede Solarzelle 1, 1 und 1'' umfasst ein Substrat 2, hier eine Glasscheibe, eine Halbleiterschicht 3, einen ersten Busbar 4 auf einer ersten Oberfläche 5 der Halbleiterschicht 3 und einen zweiten Busbar 6 auf einer zweiten Oberfläche 7 der Halbleiterschicht 3. Ein Kontaktband 15 verbindet jeweils zwei benachbarte Solarzellen. In 2 verbindet hierzu ein Kontaktband 15 den zweiten Busbar 6 der Solarzelle 1 mit dem ersten Busbar 4 der Solarzelle 1'. Außerdem verbindet ein Kontaktband 15 den zweiten Busbar 6 der Solarzelle 1' mit dem ersten Busbar 4 der Solarzelle 1''. Auf diese Weise wird eine Reihenschaltung der Solarzellen erreicht.
3 zeigt in Draufsicht eine erfindungsgemäße Solarzelle 1 mit drei ersten Busbars 4, bei denen entlang einer Verbindungslinie 8 12 Kontaktinseln 9, 9', etc. jeweils mittels Stromsammelbereichen 10 miteinander verbunden sind. Angedeutet sind die Kontaktbänder 15, welche die Solarzelle 1 über die drei ersten Busbars 4 mit einer benachbarten – hier nicht gezeigten – Solarzelle verbindet
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006270043 A [0005]
JP 2008282990 A [0006]
WO 08/139787 A1 [0006]
DE 102007062689 A1 [0007]
JP 2006266262 A [0008]
WO 071122897 A [0008]
US 2009/277491 A [0009]

Claims

Solarzelle (1), umfassend ein Substrat (2), eine Halbleiterschicht (3), einen ersten Busbar (4) auf einer ersten Oberfläche (5) der Halbleiterschicht (3) und einen zweiten Busbar (6) auf einer zweiten Oberfläche (7) der Halbleiterschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Busbar (4) entlang einer Verbindungslinie (8) Kontaktinseln (9, 9') mit einer maximalen Breite b_Imax senkrecht zur Verbindungslinie (8) aufweist, zwischen denen sich auf der Verbindungslinie (8) jeweils ein Stromsammelbereich (10) befindet, welcher die Kontaktinseln (9, 9') in einem Kontaktbereich (11) kontaktiert, wobei der Kontaktbereich (11) auf beiden Seiten der Verbindungslinie (8) zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie (8) eine maximale Breite b_Smax des Stromsammelbereichs (10) definiert, wobei b_Imax < B_Smax gilt, und die Breite b des Stromsammelbereichs (10) ausgehend von einer Kontaktinsel (9) bis zu einer benachbarten Kontaktinsel (9') zunächst bis zu einer minimalen Breite b_Smin zwischen zwei inneren Punkten P3 und P4 abnimmt und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel (9') wieder auf eine maximale Breite b_Smax' zunimmt.
Solarzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen b_Imax und B_Smax im Bereich von 1,1 bis 15 liegt.
Solarzelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen b_Smax und b_Smin im Bereich von 1,05 bis 20 liegt.
Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen b_Imax und einem Abstand d zwischen zwei Kontaktinseln (9, 9') im Bereich von 2 bis 30 liegt.
Solarzelle (1) nach einem der Anspreche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktinseln (9, 9') als Kreise ausgebildet sind.
Solarzelle (1) nach einem der Anspreche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktinseln (9, 9') Ausnehmungen (12) aufweisen.
Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel α zwischen einer ersten Geraden (16) durch den Punkt P1 und den Punkt P3 und einer zweiten Geraden (17) durch den Punkt P2 und den Punkt P4, wobei die Punkte P1 und P3 sowie die Punkte P2 und P4 jeweils auf der gleichen Seite der Verbindungslinie (8) angeordnet sind, im Bereich von 3 bis 50° liegt.
Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel β zwischen einer ersten Tangenten (13) an die Kontaktinsel (9) im Punkt P1 und einer zweiten Tangente (14) an die Kontaktinsel (9) im Punkt P2 im Bereich zwischen 50 und 150° liegt.
Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktinseln (9, 9') und die Stromsammelbereiche (10) eine elektrisch leitfähige Paste enthalten.
Solarzelle (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1) durch Drucken der leitfähigen Paste mittels Siebdruck erhältlich ist.
Verfahren zur Herstellung einer Solarzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend den Schritt, dass auf einer Solarzelle (1), umfassend ein Substrat (2), eine Halbleiterschicht (3), einen ersten Busbar (4) auf einer ersten Oberfläche (5) der Halbleiterschicht (3) und einen zweiten Busbar (6) auf einer zweiten Oberfläche (7) der Halbleiterschicht (3), der erste Busbar (4) so auf die erste Oberfläche (5) der Halbleiterschicht (3) aufgebracht wird, dass der erste Busbar (4) entlang einer Verbindungslinie (8) Kontaktinseln (9, 9') mit einer maximalen Breite b_Imax senkrecht zur Verbindungslinie (8) aufweist, zwischen denen sich auf der Verbindungslinie (8) jeweils ein Stromsammelbereich (10) befindet, welcher die Kontaktinseln (9, 9') in einem Kontaktbereich (11) kontaktiert, wobei der Kontaktbereich (11) auf beiden Seiten der Verbindungslinie (8) zwei äußere Punkte P1 und P2 aufweist, deren Abstand senkrecht zur Verbindungslinie (8) eine maximale Breite b_Smax des Stromsammelbereichs (10) definiert, wobei b_Imax < b_Smax gilt, und die Breite b des Stromsammelbereichs (10) ausgehend von einer Kontaktinsel (9) bis zu einer benachbarten Kontaktinsel (9') zunächst bis zu einer minimalen Breite b_Smin zwischen zwei inneren Punkten P3 und P4 abnimmt und dann bis zur benachbarten Kontaktinsel (9') wieder auf eine maximale Breite b_Smax' zunimmt.
Solarzellenanordnung, in der mindestens zwei Solarzellen (1, 1') elektrisch leitend miteinander verbunden sind, indem ein erster Busbar (4) auf einer ersten Solarzelle (1) mittels eines Kontaktbands (15) mit einem zweiten Busbar (6) auf einer benachbarten Solarzelle (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Solarzelle (1) eine Solarzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
Solarzellenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis zwischen der maximalen Breite b_Imax der Kontaktinseln (9, 9') und einer Breite b_KB des Kontaktbandes (15) im Bereich zwischen 0,5 und 2,0 liegt.