DE4128766A1 - Solarmodul sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Solarmodul mit einer Anzahl von zum mindesten einem Solarzellenstring verschalteten Solar­ zellen, bei dem eine transparente Trägerscheibe, z. B. aus Natronsilikatglas, insbesondere Weißglas, mit einem Sieb­ druckleitersystem versehen ist, mittels dessen Rückseiten­ kontakte der zumindest in String-Längsrichtung mit gegensei­ tigem elektrisch isolierenden Abstand angeordneten Solar­ zellen zumindest innerhalb eines Solarzellenstrings in Kon­ takt stehen, Vorderseitenkontakte der Solarzellen Zumindest innerhalb des einen Solarzellenstrings je nach gewünschtem Schaltungszustand (Parallel- oder Serienschal­ tung) miteinander und/oder mit (den) Rückseitenkontakten benachbarter Solarzellen verbunden sind und eine transparente Deckscheibe, z. B. aus Natronsilikatglas, insbesondere Weiß­ glas, mit der die Trägerscheibe z. B. unter Umschließen des/der Solarzellenstring(s) nach Art einer Verbundsicher­ heitsglasscheibe durch eine Verbundmasse, z. B. auf Folien- oder Gießharzbasis, verbunden ist, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Zur Herstellung von Solarmodulen ist es üblich, Solarzellen über streifenförmige Verbinder zu Solarzellenstrings in Serie oder Reihe zu schalten, wobei die streifenförmigen Verbinder mit der Kontaktbeschichtung der Solarzellen ver­ lötet oder verschweißt werden. Bei herkömmlichen mono- oder polykristallinen Solarzellen erstrecken sich die Verbinder vom Vorderseitenkontakt der einen Zelle zum Rückseitenkontakt der nachfolgenden, wie dies beispielsweise in der DE-OS 29 42 328 beschrieben ist, die ein gattungsgemäßes Solarmodul sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zum Inhalt hat. Die Anzahl der Solarzellen pro String wird üblicherweise so gewählt, daß auch bei schwachen Bestrahlungsstärken eine zum Laden von z. B. Bleiakkumulatoren ausreichende Spannung geliefert wird. Die Solarzellenstrings werden je nach gefor­ derter Solarmodulspannung und -leistung mit weiteren Solarzellenstrings wiederum in Reihe oder parallel geschaltet.

Üblicherweise werden die Solarzellenstrings zwischen Glas­ scheiben eingebettet, um sie vor mechanischer und klimati­ scher Beschädigung zu schützen. Diese Einkapselung muß mög­ lichst reflexionsfrei sein und gute Transmissionseigenschaf­ ten haben. Weiterhin muß sie die Wärmeabfuhr aus den Solarzellen sicherstellen.

Beim gattungsgemäßen Solarmodul ist hierzu vorgesehen, die Solarzellenstrings beispielsweise nach Art der Herstellung von Verbundsicherheitsglasscheiben, unter Verwendung eines transparenten Harzes oder entsprechender Verbundfolien zwischen zwei Glasplatten einzubetten. Beim so ausgebildeten gattungsgemäßen Solarmodul ist lediglich auf der Trägerscheibe ein Siebdruckleitersystem vorgesehen, auf dem die einzelnen Solarzellen angeordnet sind, während die Deckscheibe unter Zwischenschaltung einer Verbundfolienschicht mit Abstand von den Solarzellen ange­ ordnet ist. Zur gewünschten String-Verschaltung der einzelnen Solarzellen sind somit Verbinder unerläßlich, die mit den Flächenkontakten der einzelnen Solarzellen in sinn­ entsprechendem Kontakt stehen. Diese Vorgehensweise ist verhältnismäßig material- und arbeitsaufwendig, da nach dem Aufbringen der Solarzellen auf das Siebdruckleitersystem noch die elektrische Detailverschaltung mittels der Verbinder etc. hergestellt werden muß.

Ähnliche Solarzellenstrings sind auch in der DE-OS 36 19 311 beschrieben. Aus der DE-OS 37 27 825 ist ein Vorschlag bekannt, die elektrische Verschaltung der Solarzellen zu Strings dadurch zu erleichtern, daß nach dem Aufbringen der Solarzellen auf die mit einem Leitbahnsystem versehene Trägerscheibe die vorderseitige Verschaltung im Siebdruck­ verfahren erfolgt, jedoch ist es dabei notwendig, die mit dem Solarzellensystem versehene Trägerscheibe dem Siebdruck­ prozeß auszusetzen, wodurch eine sehr große Präzision hin­ sichtlich der Fixierung der Solarzellen auf der Träger­ scheibe sowie eine zumindest die Beherrschung der Höhen­ erstreckung der "Gräben" zwischen den einzelnen Solarzellen ermöglichende aufwendige Siebdrucktechnik erforderlich sind. Die DE-OS 33 08 269 verwendet die Siebdrucktechnik zum Herstellen der Vorder- und Rückflächenkontakte der einzelnen Solarzellen, wobei die Verschaltung der Solarzellen zu Strings und Modulen ebenfalls mittels separater elektrisch leitender Verbinder erfolgt, deren Handhabung große Präzision und erheblichen Arbeitsaufwand erfordert. Die DE-PS 35 20 423 schließlich verwendet wie beim gattungsgemäßen Stand der Technik auf eine Trägerscheibe aufgedruckte Sieb­ druckleitersysteme, wobei aber auch hier vor dem Aufbringen einer etwaigen Deckscheibe ein Verbinden der sinnent­ sprechend freiliegenden Kontakte mittels separater elektrischer Verbindungsstücke notwendig ist, und zwar laut DE-PS 35 20 423 mittels einer entsprechend beschichteten Folie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solarmodul der gattungsgemäßen Art sowie ein Verfahren zu dessen Her­ stellung zu schaffen, welche die Verbindung der einzelnen Solarzellen untereinander, d. h. den sogenannten String-Auf­ bau, wesentlich vereinfachen und sich insbesondere auch für die Verschaltung beidseitig lichtempfindlicher Solarzellen eignen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Weiterbildung eines Solarmoduls der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß die Deckscheibe ein Siebdruckleitersystem aufweist, welches zumindest innerhalb eines Solarzellenstrings mit den Vorderseitenkontakten der Solarzellen derart in Kontakt steht, daß Vorder- und/oder Rückseitenkontakte jeweils benachbarter Solarzellen elektrisch miteinander verbunden sind.

Handelt es sich um ein Solarmodul mit nur einseitig licht­ empfindlichen Solarzellen, die innerhalb eines Solarzellen­ strings in Reihe geschaltet sind, so kann vorgesehen sein, daß die Siebdruckleiter jeweils den Längsbereich einer Solarzelle eines Solarzellenstrings im wesentlichen abdecken und sich darüber hinaus so weit in den Zwischenraum zwischen der betreffenden Solarzelle und der benachbarten erstrecken, daß sie mit der der betreffenden Scheibe zugewandten Fläche eines zwischen den Solarzellen angeordneten elektrisch leitenden Verbindungsstückes in Kontakt stehen, jedoch keinen elektrischen Kontakt mit dem Vorder- oder Rückseitenkontakt der benachbarten Solarzelle haben.

Dabei schlägt die Erfindung ggf. vor, daß die Verbindungs­ stücke im wesentlichen dieselbe Höhe haben wie die Solarzellen.

Eine andere Ausführungsform des Solarmoduls nach der Erfindung mit beidseitig lichtempfindlichen Solarzellen, die innerhalb eines Solarzellenstrings in Serie geschaltet sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen jeweils eines Solarzellenstrings in dem betreffenden Solarzellenstring mit aufeinanderfolgend alternierender Polarität angeordnet sind; und daß die Siebdruckleiter jeweils paarweise an Deck- und Trägerscheibe versetzt die Vorder- bzw. Rückseitenkontakte zweier benachbarter Solarzellen verbinden.

Ferner schlägt die Erfindung ein Solarmodul mit innerhalb eines Strings in Reihe geschalteten einseitig lichtempfind­ lichen Solarzellen vor, welcher sich dadurch auszeichnet, daß die Siebdruckleiter auf der Träger- und/oder der Deckscheibe die Solarzellen des Solarzellenstrings durchgehend miteinander verbinden, wobei die Solarzellen des betreffenden Solarzellenstrings in diesem mit aufeinander­ folgend alternierender Polarität angeordnet sind.

Ferner wird auch ein Solarmodul mit innerhalb eines Strings parallel geschalteten ein- oder beidseitig lichtempfind­ lichen Solarzellen vorgeschlagen, welcher sich dadurch aus­ zeichnet, daß die Siebdruckleiter auf der Träger- und der Deckscheibe die Solarzellen des Solarzellenstrings durchgehend miteinander verbinden.

Nach der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß mehrere Solarzellenstrings durch Siebdruckleitersysteme auf den Scheiben miteinander verschaltet sind.

Die Erfindung schlägt ggf. auch vor, daß zumindest in einem Eckbereich der Modulanordnung die Deck- oder die Träger­ scheibe gegenüber der anderen Scheibe zurückspringt und hierdurch auf der vorspringenden Scheibe vorgesehene Sieb­ druck-Anschlußkontakte freigelegt sind.

Ferner schlägt die Erfindung vor, daß die Deckscheibe und die Trägerscheibe unter Erzeugung eines Scheibenzwi­ schenraumes mit gegenseitigem Abstand angeordnete Elemente einer Mehrfachglasscheibe sind; und daß die Solarzellen bzw. die durch diese gebildeten Solarzellenstrings über elektrisch leitende Distanzelemente mit den Siebdruck­ leitersystemen der Deckscheibe und/oder der Trägerscheibe in elektrischem Kontakt stehen.

Dabei kann vorgesehen sein, daß die Distanzelemente aus transparentem, elektrisch isolierendem Material, z. B. Silikatglas, bestehen, welches zur Gewährleistung des elektrischen Kontaktes zwischen den Siebdruckleitersystemen und den Kontaktflächen der Solarzellenstrings elektrisch leitend beschichtet, z. B. metallisch bedampft, ist.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Her­ stellen eines Solarmoduls der gattungsgemäßen Art, welches sich dadurch auszeichnet, daß die beiden Scheiben der Modulanordnung mit dem Siebdruckleitersystem bedruckt werden; daß daraufhin die Solarzellen sowie ggf. die Verbindungsstücke auf das Siebdruckleitersystem der Trägerscheibe aufgesetzt werden; daß anschließend die Deck­ scheibe aufgelegt wird; daß dann die Siebdruckleiter mit den Vorder- und Rückseitenkontakten der Solarzellen, ggf. den Verbindungsstücken und/oder ggf. den Distanzelementen verlötet werden; daß dann ggf. der Zwischenraum zwischen der Deck- und Trägerscheibe mit einer Gießharzmasse gefüllt wird, und daß dann die Gießharzmasse, sofern vorhanden, ausgehärtet wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das Verbinden der Siebdruck­ leiter mit den Vorder- und/oder Rückseitenkontakten der Solarzellen, ggf. den Verbindungsstücken und/oder ggf. den Distanzelementen mittels Lichtlöten, z. B. Halogen- oder Laserlöten erfolgt.

Es kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen sein, daß die Siebdruckleiter im Rahmen eines Vorspann- und/oder Biegeprozesses in die den Solarzellen zugewandten Flächen der Träger- und/oder Deckscheibe eingebrannt werden.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die Herstellung gattungsgemäßer Solarmodule erheblich zu vereinfachen, indem beide zum Einbetten der Solarzellen verwendeten Scheiben, z. B. Weißglasscheiben - natürlich könnten aber auch Scheiben aus Kunststoff verwendet werden -, in sinnentsprechender Weise mit einem Siebdruckleitersystem versehen werden, wodurch der Ver­ schaltungsaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Vorzugs­ weise werden die Solarzellenstrings bei dem erfindungsge­ mäßen Solarmodul in Gießharz zwischen zwei Glasscheiben eingebettet. Die gesamte Verschaltung erfolgt dabei durch die auf die den Solarzellen zugewandten Innenflächen der Glasscheiben aufgedruckten Siebdruckleiter.

Bei dem Solarmodul nach der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Scheibenrand über eine Dichtschiene oder der­ gleichen abgedichtet wird. Sind, bei der Ausführungsform der Erfindung mit auf Abstand stehenden Einzelscheiben, die Distanzelemente transparent ausgebildet und lediglich elektrisch leitend beschichtet, ergibt sich der Vorteil, daß die Scheibentransparenz nicht beeinträchtigt wird, sondern von außen lediglich nach Art üblicher Verbundscheiben mit eingebetteten Solarzellen letztere bzw. die Verbindungs­ leiterbahnen sichtbar sind, die darüber hinaus ggf. noch durch entsprechendes Bedrucken der Scheiben abgedeckt werden können.

Typischerweise wird beim Verfahren nach der Erfindung so vorgegangen, daß die Deck- und Trägerscheibe je nach Modul­ größe zugeschnitten werden. Anschließend werden beide Scheiben entsprechend der Verschaltung mit den Verbindungs­ leitern, inklusive Anschlüssen, ggf. auch mit Abdeckbe­ reichen, bedruckt. Die Scheiben werden sodann vorgespannt bzw. bei Anforderung gebogen. Die an den Sammelleitern verzinnten Solarzellen (Vorder- und Rückseite) werden paßgenau auf die Deckscheibe gelegt. Bei Solarzellen, die nur auf einer Seite lichtempfindlich sind, werden die Verbindungsstücke zusätzlich auf die Deckscheibe gelötet. Diese müssen ebenfalls verzinnt werden. Die Trägerscheibe wird auf die bereits mit den Solarzellen versehene Deckscheibe positionsgenau abgelegt und mit dieser verklammert, damit die Solarzellen nicht mehr verrutschen können. Anschließend werden die Module z. B. in einem Infrarot-Durchlaufofen verlötet. Nach dem Abkühlen werden die Träger- und Deckscheibe rundherum durch eine Dichtschnur abgedichtet. Der Zwischenraum zwischen Träger- und Deckscheibe und zwischen den Scheiben sowie den Solarzellen wird ggf. mit Gießharzmasse ausgefüllt, die dann in bekannter Weise ausgehärtet werden kann.

Im übrigen ist natürlich bei der Ausführungsform der Erfin­ dung, bei welcher ein luft- oder gasgefüllter Scheibenzwi­ schenraum vorgesehen ist, innerhalb dessen die Solarzellen mit Abstand von zumindest einer der Scheiben angeordnet sind, am Scheibenrand ein zusätzlicher Abstandhalter vorge­ sehen, der die Einzelscheiben auf vorgeschriebenem Abstand hält, wie dies aus der Isolierglastechnik allgemein bekannt ist. Auch ist es dabei möglich, nahe dem Scheibenrand ein teilweises Ausgießen des Scheibenzwischenraumes mit Gieß­ harzmasse oder dergleichen, die dann ausgehärtet wird, vor­ zusehen, damit die Solarzellen besonders zuverlässig inner­ halb des Scheibenzwischenraumes gehalten werden. Auch liegt es innerhalb des Erfindungsgedankens, bei den an sich für Scheibenanordnungen mit luft- oder gasgefülltem Scheiben­ zwischenraum vorgesehenen Ausführungsformen der Erfindung, wobei also Distanzelemente zwischen den Solarzellen und den Scheiben vorgesehen sind, in der bei Verbundscheiben vorge­ sehenen Praxis den Scheibenzwischenraum gänzlich mit Gieß­ harz auszufüllen.

Innerhalb des Erfindungsgedankens liegt es auch, das Sieb­ druckleitersystem auf die Deck- und/oder Trägerscheibe im Rahmen eines Biege- und/oder Vorspannprozesses der Scheiben einzubrennen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Solar­ moduls nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Scheibenebene;

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Solar­ moduls nach der Erfindung in Fig. 1 ent­ sprechender Darstellung;

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung den Eckbereich eines Solarmoduls nach der Erfindung bei einem dritten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Solar­ moduls nach der Erfindung in Fig. 1 und 2 entsprechender Darstellung.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist das Solarmodul nach dem dort wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, von dem nur ein Solar­ zellenstring dargestellt ist, eine durch eine mit Abstand angeordnete Deckscheibe 10, aus Weißglas bestehend, abge­ deckte Trägerscheibe 12 auf, wobei in dem Zwischenraum zwischen den Scheiben 10, 12 Solarzellen 14, 16, 18, 20, 22 angeordnet sind. Es handelt sich dabei um beidseitig lichtempfindliche Solarzellen, wie sie beispielsweise von der Firma Nukem unter der Bezeichnung BIFACIAL-Zellen auf dem Markt angeboten werden, wobei die Solarzellen in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise aufeinanderfolgend mit alternierender Polarität angeordnet sind. Dabei ist also die Solarzelle 14 so angeordnet, daß die positive Seite nach oben, zur Deckscheibe 10 hin, weist, die Solarzelle 16 so, daß die positive Seite nach unten, zur Trägerscheibe 12, weist, die Solarzelle 18 so, daß die positive Seite zur Deckscheibe 10 weist, die Solarzelle 20 wiederum so, daß die positive Seite zur Trägerscheibe 12 weist, und schließlich die Solarzelle 22 so, daß die positive Seite wiederum zur Deckscheibe 10 weist. Die Deckscheibe 10 ist mit Siebdruckleitern 24, 26, 28 eines aufgedruckten Siebdruckleitersystems versehen, wobei der Siebdruckleiter 24 die Solarzellen 14 und 16, der Siebdruckleiter 26 die Solarzellen 18 und 20 verbindet. Siebdruckleiter 30, 32, 34, die auf die Trägerscheibe 12 aufgedruckt sind, verbinden wiederum - im Fall des Siebdruckleiters 32 - die unteren Seiten der Solarzellen 16, 18 bzw., im Fall des Siebdruckleiters 34, die Solarzellen 20 und 22.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Verbindung der beidseitig lichtempfindlichen Solarzellen 14-22 dadurch in besonders einfacher Weise, ohne zusätz­ liche Verbindungsstücke etc., realisiert, daß die einzelnen Solarzellen 14, 16, 18, 20, 22 mit jeweils alternierender Polarität aufeinander folgend auf der Trägerscheibe 12 ange­ ordnet sind. Wie Fig. 2 erkennen läßt, ermöglicht die Er­ findung jedoch auch die Verbindung von nur einseitig licht­ empfindlichen Solarzellen in besonders eleganter Weise. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Trägerscheibe 12 Siebdruckleiter 34, 36, 38, 40, 42 auf, während die Deckscheibe 10 mit Siebdruckleitern 24, 26, 28, 27, 29 versehen ist. Anders als beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1, bei dem sich die Siebdruckleiter jeweils über eine Seite von zwei benachbarten Solarzellen erstrecken, bedecken die Siebdruckleiter beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 jeweils nur eine Seite einer einzigen Solarzelle, wobei sie sich aber noch in den Zwischenraum zur benachbarten Solar­ zelle hinein erstrecken. In dem jeweiligen Zwischenraum sind elektrisch leitende Verbindungsstücke 44, 46, 48, 50 ange­ ordnet, die auf jeweils einer Seite mit jeweils einem Sieb­ druckleiter an der Deckscheibe 10 bzw. der Trägerscheibe 12 in Kontakt stehen. Hierdurch stehen alternierend Vorder- und Rückseitenkontakte der Solarzellen 14-22 miteinander in Kontakt, wodurch auch hier eine Reihenschaltung realisiert ist.

Sollen Solarzellen, und zwar ein- oder beidseitig licht­ empfindliche, in einem Solarzellenstring parallel geschaltet werden, so können die Siebdruckleiter auf der Deckscheibe 10 und auf der Trägerscheibe 12 durchgehend gedruckt werden, da dann in jedem Fall alle positiven Solarzellenseiten mitein­ ander verbunden werden, ebenfalls alle negativen Solarzellen, natürlich ohne Anordnung von beidseitig licht­ empfindlichen Solarzellen mit alternierender Polarität. Nach der Erfindung können auch die Verbindungen benachbarter Solarzellenstrings je nach geforderter Modulspannung mittels Siebdruckleitern, in Reihe oder parallel, realisiert werden, indem auf der Deck- bzw. Trägerscheibe 10 bzw. 12 ent­ sprechende Siebdruckleiter aufgedruckt werden. In der in Fig. 3 gezeigten Weise können im Eckbereich einer Modulan­ ordnung 52 durch ein Zurückversetzen des Eckbereichs bei­ spielsweise der Deckscheibe 10 Anschlußkontakte 54, 56 freigelegt werden, die im Siebdruckverfahren auf der Träger­ scheibe 12 gebildet sind, so daß die Modulanordnung 52 mittels der Anschlußkontakte 54, 56 angeschlossen werden kann.

Die Herstellung des Solarmoduls nach der Erfindung erfolgt in der Weise, daß zunächst die Trägerscheibe 12 und die Deckscheibe 10 in der gewünschten Anordnung im Siebdruck­ verfahren mit einem entsprechenden Siebdruckleitersystem bedruckt werden. Dann wird die Trägerscheibe mit den aufge­ druckten Siebdruckleitern nach oben in eine horizontale Lage gebracht, woraufhin die Solarzellen 14-22 und ggf. die Verbindungsstücke 44-50 aufgesetzt werden. Anschließend wird die bereits fertig mit dem Siebdruckleitersystem be­ druckte Deckscheibe 10 aufgelegt. Dann erfolgt z. B. durch Laserlötung das Verbinden der Siebdruckleiter mit den Solar­ zellen bzw., ggf., den Verbindungsstücken 44-50. An­ schließend wird der Zwischenraum zwischen den Scheiben 10, 12 ggf. mit einem Gießharz gefüllt, in aus der Verbund­ sicherheitsglastechnik bekannter Weise, woraufhin dann das Aushärten erfolgt.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Deckscheibe 10 und die Trägerscheibe 12 die Einzelscheiben einer Isolierglasscheibe, in deren luftgefülltem Scheiben­ zwischenraum die Solarzellenstrings untergebracht sind. Die Scheiben 10, 12 werden dabei durch Abstandhalter 58, 60 auf dem vorgeschriebenen Abstand gehalten. Zwischen den Solar­ zellenstrings und den Siebdruckleitersystemen der Deckscheibe 10 und der Trägerscheibe 12 sind elektrisch leitende Distanzelemente 62 in Bügel- oder U-Form ange­ ordnet, so daß also die Solarzellenstrings hierbei nicht direkt, sondern über die Distanzelemente 62 mit den Sieb­ druckleitersystemen verlötet sind.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus­ führungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10 Deckscheibe
12 Trägerscheibe
14 Solarzelle
16 Solarzelle
18 Solarzelle
20 Solarzelle
22 Solarzelle
24 Siebdruckleiter
26 Siebdruckleiter
27 Siebdruckleiter
28 Siebdruckleiter
29 Siebdruckleiter
30 Siebdruckleiter
32 Siebdruckleiter
34 Siebdruckleiter
36 Siebdruckleiter
38 Siebdruckleiter
40 Siebdruckleiter
42 Siebdruckleiter
44 Verbindungsstück
46 Verbindungsstück
48 Verbindungsstück
50 Verbindungsstück
52 Modulanordnung
54 Anschlußkontakt
56 Anschlußkontakt
58 Abstandhalter
60 Abstandhalter
62 Distanzelemente

Claims (13)

1. Solarmodul mit einer Anzahl von zum mindesten einem Solarzellenstring verschalteten Solarzellen, bei dem eine transparente Trägerscheibe, z. B. aus Natronsilikatglas, insbesondere Weißglas, ggf. mit einem Siebdruckleitersystem versehen ist, mittels dessen Rückseitenkontakte der zumindest in String-Längsrichtung mit gegenseitigem elektrisch isolierenden Abstand angeordneten Solarzellen zumindest innerhalb eines Solarzellenstrings in Kontakt stehen, Vor­ derseitenkontakte der Solarzellen zumindest innerhalb des einen Solarzellenstrings je nach gewünschtem Schaltungs­ zustand (Parallel- oder Serienschaltung) miteinander und/ oder mit (den) Rückseitenkontakten benachbarter Solarzellen verbunden sind und eine transparente Deckscheibe, z. B. aus Natronsilikatglas, insbesondere Weißglas, mit der die Trägerscheibe, z. B. unter Umschließen des/der Solar­ zellenstring(s) nach Art einer Verbundsicherheitsglasscheibe durch eine Verbundmasse, z. B. auf Folien- oder Gießharz­ basis, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck­ scheibe (10) ein Siebdruckleitersystem (24-29) aufweist, welches zumindest innerhalb eines Solarzellenstrings mit den Vorderseitenkontakten der Solarzellen (14-22) derart in Kontakt steht, daß Vorder- und/oder Rückseitenkontakte je­ weils benachbarter Solarzellen elektrisch miteinander verbun­ den sind.

2. Solarmodul nach Anspruch 1 mit nur einseitig lichtempfind­ lichen Solarzellen, die innerhalb eines Solarzellenstrings in Serie geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckleiter (24-29; 30-42) jeweils den Längsbereich einer Solarzelle (14-22) eines Solarzellenstrings im wesentlichen abdecken und sich darüber hinaus so weit in den Zwischenraum zwischen der betreffenden Solarzelle (z. B. 16) und der benachbarten (z. B. 18) erstrecken, daß sie mit der der betreffenden Scheibe (10 bzw. 12) zugewandten Fläche eines zwischen den Solarzellen (16, 18) angeordneten elek­ trisch leitenden Verbindungsstückes (44-50) in Kontakt stehen, um einen elektrischen Kontakt mit dem Vorder- oder Rückseitenkontakt der benachbarten Solarzelle (18) herzu­ stellen.

3. Solarmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke (44-50) im wesentlichen dieselbe Höhe haben wie die Solarzellen (14-22).

4. Solarmodul nach Anspruch 1 mit beidseitig lichtempfind­ lichen Solarzellen, die innerhalb eines Solarzellenstrings in Serie geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzellen (14-22) jeweils eines Solarzellenstrings in dem betreffenden Solarzellenstring mit aufeinanderfolgend alternierender Polarität angeordnet sind; und daß die Sieb­ druckleiter jeweils paarweise an Deck- (10) und Trägerscheibe (12) versetzt die Vorder- bzw. Rückseitenkontakte zweier benachbarter Solarzellen (z. B. 16, 18) verbinden.

5. Solarmodul nach Anspruch 1 mit innerhalb eines Strings in Reihe geschalteten einseitig lichtempfindlichen Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckleiter (24-42) auf der Träger- (12) und/oder der Deckscheibe (10) die Solar­ zellen (14-22) des Solarzellenstrings durchgehend miteinan­ der verbinden, wobei die Solarzellen des betreffenden Solar­ zellenstrings in diesem mit aufeinanderfolgend alternierender Polarität angeordnet sind.

6. Solarmodul nach Anspruch 1 mit innerhalb eines Strings parallel geschalteten ein- oder beidseitig lichtempfind­ lichen Solarzellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieb­ druckleiter (24-42) auf der Träger- (12) und der Deck­ scheibe (10) die Solarzellen (14-22) des Solarzellenstrings durchgehend miteinander verbinden.

7. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Solarzellenstrings durch Sieb­ druckleitersysteme auf den Scheiben (10, 12) miteinander verschaltet sind.

8. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in einem Eckbereich der Modul­ anordnung (52) die Deck- (10) oder die Trägerscheibe (12) gegenüber der anderen Scheibe zurückspringt und hierdurch auf der vorspringenden Scheibe vorgesehene Siebdruck- Anschlußkontakte (54, 56) freigelegt sind.

9. Solarmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibe (10) und die Träger­ scheibe (12) unter Erzeugung eines Scheibenzwischenraumes mit gegenseitigem Abstand angeordnete Elemente einer Mehr­ fachglasscheibe sind; und daß die Solarzellen (16, 18, 20, 22) bzw. die durch diese gebildeten Solarzellenstrings über elektrisch leitende Distanzelemente (62) mit den Siebdruck­ leitersystemen der Deckscheibe (10) und/oder der Träger­ scheibe (12) in elektrischem Kontakt stehen.

10. Solarmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzelemente (62) aus transparentem, elektrisch iso­ lierendem Material, z. B. Silikatglas, bestehen, welches zur Gewährleistung des elektrischen Kontaktes zwischen den Sieb­ druckleitersystemen und den Kontaktflächen der Solarzellen­ strings elektrisch leitend beschichtet, z. B. metallisch bedampft, ist.

11. Verfahren zum Herstellen eines Solarmoduls nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Scheiben der Modulanordnung mit dem Siebdruckleiter­ system bedruckt werden; daß daraufhin die Solarzellen sowie ggf. die Verbindungsstücke auf das Siebdruckleitersystem der Trägerscheibe aufgesetzt werden; daß anschließend die Deck­ scheibe aufgelegt wird; daß dann die Siebdruckleiter mit den Vorder- und Rückseitenkontakten der Solarzellen, ggf. den Verbindungsstücken und/oder ggf. den Distanzelementen verlö­ tet werden; daß dann ggf. der Zwischenraum zwischen der Deck- und Trägerscheibe mit einer Gießharzmasse gefüllt wird, und daß dann die Gießharzmasse, sofern vorhanden, ausgehärtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden der Siebdruckleiter mit den Vorder- und/oder Rückseitenkontakten der Solarzellen, ggf. den Verbindungs­ stücken und/oder ggf. den Distanzelementen mittels Licht­ löten, z. B. Halogen- oder Laserlöten erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Siebdruckleiter im Rahmen eines Vorspann- und/oder Biegeprozesses in die den Solarzellen zugewandten Flächen der Träger- und/oder Deckscheibe eingebrannt werden.