DE102009058738A1 - solar cell module - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Solarzellenmodul aus einem Solarzellenstring (2) aus einzelnen Solarzellen (1), deren Vorderseiten-Verbinder (4) aus optisch glänzendem Material eine Abdeckung (5) oder eine Beschichtung aufweisen. (
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Solarzellenmodul, bei dem zwei oder mehrere Solarzellen als String in Reihe geschaltet sind und durch Verbinder miteinander verbunden sind, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a solar cell module in which two or more solar cells are connected in series as a string and are connected together by connectors, according to the preamble of the main claim.
Unter Solarzellenmodulen versteht man photovoltaische Bauelemente zur direkten Erzeugung von elektrischem Strom aus Licht, insbesondere Sonnenlicht. Zur kosteneffizienten Erzeugung von Solarstrom ist der Wirkungsgrad der verwendeten Solarzellen sowie die Herstellkosten und die Haltbarkeit der Solarmodule wesentlich.By solar cell modules is meant photovoltaic devices for the direct generation of electricity from light, especially sunlight. For cost-effective generation of solar power, the efficiency of the solar cells used as well as the manufacturing costs and the durability of the solar modules is essential.
Ein Solarzellenmodul besteht üblicherweise aus einem Verbund aus Glas, zu Strings verschalteten Solarzellen, einem Einbettmaterial und einer Rückseitenkonstruktion. Dabei dient das Frontglas aus höchst transparentem Material, das die Wirkungsgradverluste der Solarzelle möglichst gering halten soll, dem Schutz vor mechanischen und Witterungseinflüssen.A solar cell module usually consists of a composite of glass, solar cells connected to strings, an embedding material and a back construction. The front glass is made of highly transparent material, which should keep the efficiency losses of the solar cell as low as possible, the protection against mechanical and weather influences.
Das Einbettmaterial, üblicherweise aus Ethyl-Vinylacetat-Folien, dient zur Verklebung des Modulverbundes.The embedding material, usually made of ethyl vinyl acetate films, serves to bond the module assembly.
Die eingebetteten mono- oder multikristallinen Solarzellen sind in Solarzellenstrings verbunden und seriell verlötet oder mit leitfähigen Kunststoffen verbunden. Die verwendeten Verbinder zwischen den Solarzellen, die der Kontaktierung dienen, sind üblicherweise verzinnte Kupfer-Verbinder, die an der Oberfläche des Solarzellenmoduls leuchtend hell sichtbar sind. Dies wird durch die optisch glänzende Zinn-Lotbeschichtung auf dem Kupferband verursacht.The embedded monocrystalline or multicrystalline solar cells are connected in solar cell strings and soldered serially or connected to conductive plastics. The connectors used between the solar cells for contacting are usually tinned copper connectors which are brightly visible on the surface of the solar cell module. This is caused by the optically glossy tin solder coating on the copper tape.
Die Modulrückseite schützt die Solarzellen und das Einbettmaterial vor Feuchtigkeit und Sauerstoff. Außerdem dient sie als mechanischer Schutz vor Verkratzen etc. beim Montieren und als elektrische Isolierung. Die Rückseitenkonstruktion kann entweder ebenfalls aus Glas bestehen, häufig aber aus einer Verbundfolie.The back of the module protects the solar cells and the embedding material from moisture and oxygen. In addition, it serves as a mechanical protection against scratching, etc. when mounting and as electrical insulation. The back construction can either be made of glass, but often of a composite film.
Bekannt ist eine „Solarzelle” (
Durch die immer größere Verbreitung und Anwendung von Solarzellenmodulen wird deren optische Ausgestaltung und die optimierte Energieausbeute immer wichtiger. Besonders bei der Anwendung der Solartechnik in der Automobilindustrie, also beispielsweise in einer Anordnung von Solarzellen auf dem Dach eines Fahrzeugs, ist das optische Erscheinungsbild in Verbindung mit optimaler Energieeffizienz für die Gesamtgestaltung des Fahrzeugs wesentlich.Due to the increasing use and distribution of solar cell modules, their optical design and the optimized energy yield are becoming increasingly important. Especially in the application of solar technology in the automotive industry, so for example in an arrangement of solar cells on the roof of a vehicle, the visual appearance in conjunction with optimum energy efficiency for the overall design of the vehicle is essential.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Solarzellenmodul bereitzustellen, bei dem die Oberflächengestaltung eine hohe Energieausbeute gestattet und das optische Erscheinungsbild verbessert wird.Against this background, the object of the invention is to provide a solar cell module in which the surface design allows a high energy yield and the visual appearance is improved.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.This object is solved by the features of
Die Erfindung und ihre VorteileThe invention and its advantages
Die Erfindung gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass die Verbinder von Solarzellen, die optisch glänzen und damit auffällig als Streifen auch von weitem sichtbar sind, auf ihrer Oberfläche beschichtet bzw. abgedeckt werden. Die Abdeckung ist dabei farblich passend zur Solarzellen-Oberfläche ausgestaltet, wodurch ein optisch homogener Eindruck entsteht.The invention according to the features of the main claim has the advantage that the connectors of solar cells, which shine optically and thus conspicuous as a strip are also visible from afar, are coated or covered on its surface. The cover is color matched to the solar cell surface designed, creating a visually homogeneous impression.
Dies erfolgt erfindungsgemäß durch eine Maskierung vor dem Laminierprozess. Dabei werden mono- oder multikristalline Solarzellen nach der standardmäßigen String-Herstellung durch Rückseiten- und Vorderseitenverbinder miteinander verbunden. Auf der gesamten Verbinder-Oberfläche der Vorderseiten-Verbinder wird zur Maskierung der optisch glänzenden Zinn-Legierung, zumeist bestehend aus Zinn- Kupfer- Silber mit oder ohne Bleianteil, eine Abdeckung aufgebracht.This is done according to the invention by a masking before the lamination process. Monocrystalline or multicrystalline solar cells are connected to each other according to standard string production by means of back and front connectors. On the entire connector surface of the front-side connectors, a cover is applied to mask the optically lustrous tin alloy, mostly consisting of tin-copper-silver with or without lead.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht diese Abdeckung aus einem speziellen Kunststoff-Klebeband. Geeignet dazu sind beispielsweise spezielle Tapes, die zur Solarzellenproduktion zur Verfügung stehen. Sie sind kompatibel zu den typischen Laminierungsprozessen oder ähnlichen klebenden Komponenten und bestehen aus haltbaren Materialien, die zu einem langen Gebrauch geeignet sind. Sie bestehen beispielsweise aus einem Verbund von PET auf der Oberseite und einem druckempfindlichen Adhesiv, beispielsweise Acryl, auf der Unterseite als Klebeverbindung. Die Verwendung dieser Tapes hat den Vorteil, dass während des folgenden Laminierprozesses, bei dem die EVA-Folie üblicherweise flüssig aufgebracht wird, kein Verrutschen dieser Abdeckung erfolgen kann, da die Tapes durch die Klebehaftung genau an der Position verbleiben, an der sie angeordnet wurden.In an advantageous embodiment of the invention, this cover consists of a special plastic adhesive tape. Suitable for this are, for example, special tapes that are available for solar cell production. They are compatible with the typical lamination processes or similar adhesive components and are made of durable materials suitable for long-term use. They consist for example of a composite of PET on the top and a pressure-sensitive adhesive, such as acrylic, on the underside as an adhesive bond. The use of these tapes has the advantage that during the following lamination process, in which the EVA film is usually applied liquid, no slipping of this cover can take place, since the tapes stick by the adhesive adhesion exactly at the position at which they were arranged.
Zur Verwendung als Abdeckung der optisch glänzenden Zinn-Lotbeschichtung auf dem Kupferband eignen sich undurchsichtige, schwarz oder mattschwarz ausgestaltete Kunststoff-Klebebänder. Sie absorbieren die auf sie auftreffende Lichtstrahlung. Die Farbe der Kunststoff-Klebebänder oder der Beschichtung kann jedoch auch jeder anderen Oberflächenfarbe der Solarzelle angepaßt sein.For use as a cover of the optically glossy tin solder coating on the copper tape are opaque, black or matte black configured plastic adhesive tapes. They absorb the incident light radiation. However, the color of the plastic adhesive tapes or of the coating can also be adapted to any other surface color of the solar cell.
Die Kunststoff-Klebebänder weisen beispielsweise eine Dicke incl. Klebeschicht von 0,02 bis 0,05 mm auf und sind zu einer kosmetischen Maskierung von elektrischen Spuren geeignetThe plastic adhesive tapes have, for example, a thickness incl. Adhesive layer of 0.02 to 0.05 mm and are suitable for a cosmetic masking of electrical traces
Die Kunststoff-Klebebänder sind kompatibel mit dem Temperatur-Verlauf beim Laminierprozess, der üblicherweise bei 140°C–170°C mit einer Dauer von einigen Minuten bis zu 40 Minuten in einer evakuierten Laminierkammer stattfindet. Hierbei haben die Kunststoff-Klebebänder keine oder sehr geringe Ausgasungswerte, da nach dem Laminierungsprozess keine Gasbläschen sichtbar sind.The plastic tapes are compatible with the temperature history of the lamination process, which usually takes place at 140 ° C-170 ° C for a period of several minutes to 40 minutes in an evacuated laminating chamber. Here, the plastic adhesive tapes have no or very low Ausgasungswerte, since no gas bubbles are visible after the lamination process.
Eine weitere Eigenschaft der Kunststoff-Klebebänder ist eine gute UV-Stabilität im Betrieb.Another property of plastic adhesive tapes is good UV stability during operation.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können auch lichtstreuend bzw. fluoreszierend ausgestaltete Klebebänder oder Beschichtungen zur Abdeckung verwendet werden. Diese wandeln die direkt auf sie auftreffende Lichtstrahlung um in diffuse Licht-Photonen, die hauptsächlich vom Frontglas wieder nach innen reflektiert werden. Dies ist besonders zur Anwendung für Dünnschichtmodule geeignet. Durch die Fluoreszenz kann eine Leistungserhöhung von ca. 1–2% erzielt werden.In another embodiment of the invention, light-diffusing or fluorescent adhesive tapes or coatings can also be used for covering. These convert the light radiation directly incident on them into diffuse light photons, which are mainly reflected by the front glass inwards. This is particularly suitable for use with thin-film modules. Due to the fluorescence, a power increase of about 1-2% can be achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Breite des abdeckenden Kunststoff-Klebebands der Breite des Verbinders angepasst, so dass kein Leistungsverlust durch eine direkte Abschattung der Solarzelle erfolgt. Es wird passgenau die Oberfläche des optisch glänzenden Zinn-Legierung klebend abgedeckt, so dass die Abdeckung beim Laminierprozess nicht verrutschen kann.In a further advantageous embodiment of the invention, the width of the covering plastic adhesive tape is adapted to the width of the connector, so that no power loss occurs by a direct shading of the solar cell. It is precisely the surface of the optically glossy tin alloy adhesive covered, so that the cover during the lamination process can not slip.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden auch die Querverbindungen der Strings durch die maskierenden Kunststoff-Klebebänder abgeklebt.In a further advantageous embodiment of the invention, the cross connections of the strings are masked by the masking plastic adhesive tapes.
Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung der Verbinder durch die Abdeckung wird das optische Erscheinungsbild der Solarzellenmodule erheblich verbessert, da die hellen Verbinder-Linien nicht mehr sichtbar sind. Das Glas und die Einbettungsbedingungen der Solarzellen können wie bisher angewandt werden.This advantageous embodiment of the connector through the cover, the visual appearance of the solar cell modules is significantly improved because the bright connector lines are no longer visible. The glass and the embedding conditions of the solar cells can be used as before.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawings and claims removed.
Zeichnungendrawings
In
In
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In
In
In
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawings illustrated features may be essential to the invention both individually and in any combination.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erste Solarzellefirst solar cell
- 22
- zweite Solarzellesecond solar cell
- 33
- dritte Solarzellethird solar cell
- 44
- Stringstring
- 55
- Rückseiten-VerbinderRear connector
- 66
- Vorderseiten-VerbinderFront-side connector
- 77
- Adhesivadhesively
- 88th
- Abdeckungcover
- 99
- Querverbindercross-connector
- 1010
- Rückseiten-FolieBack sheet
- 1111
- fluoreszierende Abdeckungfluorescent cover
- 1212
- Glasplatteglass plate
- 1313
- EVA-FolieEVA film
- 1414
- einfallender Lichtstrahlincident light beam
- 1515
- diffuser Lichtstrahldiffused light beam
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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| WO2011072658A3 (en) | 2012-06-07 |
| WO2011072658A2 (en) | 2011-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120310 |