DE202012013580U1 - Photovoltaic module and manufacturing plant for producing a photovoltaic module - Google Patents
Photovoltaic module and manufacturing plant for producing a photovoltaic module Download PDFInfo
- Publication number
- DE202012013580U1 DE202012013580U1 DE202012013580.5U DE202012013580U DE202012013580U1 DE 202012013580 U1 DE202012013580 U1 DE 202012013580U1 DE 202012013580 U DE202012013580 U DE 202012013580U DE 202012013580 U1 DE202012013580 U1 DE 202012013580U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- dividing line
- photovoltaic module
- conductive material
- electrically conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 20
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims abstract description 34
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 12
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910004613 CdTe Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/0445—PV modules or arrays of single PV cells including thin film solar cells, e.g. single thin film a-Si, CIS or CdTe solar cells
- H01L31/046—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate
- H01L31/0465—PV modules composed of a plurality of thin film solar cells deposited on the same substrate comprising particular structures for the electrical interconnection of adjacent PV cells in the module
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Fotovoltaikmodul mit einer Vielzahl von elektrisch in Reihe geschalteten Segmenten (5, 7), umfassend: – einen auf einem Substrat (1) angeordneten Schichtstapel (9) mit: – einer auf dem Substrat angeordneten ersten Elektrode (2), – einem darauf angeordneten fotoaktiven Absorber (3), – einer darauf angeordneten zweiten Elektrode (4), – eine Trennlinie (31), die den Schichtstapel (9) zur Bildung der Segmente (5, 7) unterbricht, – eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen (6), die voneinander beabstandet entlang der Trennlinie (31) angeordnet sind und die jeweils aufweisen: – eine elektrische Isolierung (30) der zweiten Elektrode (4), – eine Kontaktierung (32, 33), über die die zweite Elektrode (4) elektrisch mit der ersten Elektrode (2) gekoppelt ist zur Reihenschaltung der Segmente (5, 7), – ein elektrisch leitfähiges Material (32), das auf der dem Absorber (3) abgewandten Seite (10) der zweiten Elektrode (4) aufgebracht ist zur elektrischen Überbrückung der Trennlinie.A photovoltaic module having a plurality of electrically connected segments (5, 7), comprising: - a layer stack (9) arranged on a substrate (1) comprising: - a first electrode (2) arranged on the substrate, - a photoactive device arranged thereon Absorber (3), - a second electrode (4) arranged thereon, - a dividing line (31) which interrupts the layer stack (9) to form the segments (5, 7), - a plurality of contacting regions (6) which are mutually distinct spaced along the dividing line (31) and each comprising: - an electrical insulation (30) of the second electrode (4), - a contact (32, 33) via which the second electrode (4) electrically to the first electrode (2) is coupled to the series connection of the segments (5, 7), - an electrically conductive material (32) on the absorber (3) facing away from side (10) of the second electrode (4) is applied for electrically bridging the Trennli never.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fotovoltaikmodul sowie eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines Fotovoltaikmoduls. The invention relates to a photovoltaic module and a manufacturing plant for producing a photovoltaic module.
Dünnschichtsolarzellen-Module, auch Dünnschichtfotovoltaikmodule genannt, weisen fotoaktive Schichten mit Schichtdicken in der Größenordnung von Mikrometern auf. Das in der oder den fotoaktiven Schichten eingesetzte Halbleitermaterial kann dabei amorph oder mikrokristallin sein. Auch eine Kombination von Schichten aus amorphen und Schichten aus mikrokristallinem Halbleitermaterial innerhalb einer Zelle ist möglich, zum Beispiel bei den so genannten Tandemzellen und den so genannten Tripelzellen. Als Halbleitermaterialien kommen Si, Ge und Verbindungshalbleiter wie CdTe oder Cu(In, Ga)Se2 (kurz CIS oder CIGS genannt) sowie Verbindungshalbleiter auf III–V-Basis (GaAs) und organische Stoffe zum Einsatz. Thin-film solar cell modules, also called thin-film photovoltaic modules, have photoactive layers with layer thicknesses in the order of micrometers. The semiconductor material used in the photoactive layer or layers may be amorphous or microcrystalline. A combination of layers of amorphous and layers of microcrystalline semiconductor material within a cell is also possible, for example in the so-called tandem cells and the so-called triple cells. The semiconductor materials used are Si, Ge and compound semiconductors such as CdTe or Cu (In, Ga) Se2 (abbreviated CIS or CIGS) as well as compound semiconductors based on III-V (GaAs) and organic substances.
Um wirtschaftliche Module mit möglichst großer Fläche einsetzen zu können, ohne dass der in den Elektroden der Solarzellen lateral abgeführte Strom so groß wird, dass hohe ohmsche Verluste auftreten, werden Dünnschichtfotovoltaikmodule üblicherweise in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt. Die streifenförmigen und in der Regel einige Millimeter bis Zentimeter breiten Segmente verlaufen dabei meist parallel zu einer Kante des Moduls. Die Segmente werden gebildet, indem bei durchgehendem Substrat einzelne Schichten des Schichtaufbaus der Solarzelle durch dünne Trennlinien unterbrochen werden. Die Trennlinien führen zum einen dazu, dass gleiche Schichten benachbarter Segmente gegeneinander elektrisch isoliert sind und zum anderen dazu, dass nachfolgend aufgebrachte Schichten entlang einer Kontaktierung mit darunter liegenden Schichten elektrisch verbunden werden können. Bei geeigneter Anordnung der Trennlinien lässt sich auf diese Weise eine Reihenschaltung der einzelnen Segmente erreichen. In dem Bereich der Trennlinien wird kein elektrischer Strom erzeugt.In order to use economical modules with the largest possible area without the current dissipated laterally in the electrodes of the solar cells becoming so large that high ohmic losses occur, thin-film photovoltaic modules are usually divided into a plurality of segments. The strip-shaped and usually a few millimeters to centimeters wide segments usually run parallel to an edge of the module. The segments are formed by individual layers of the layer structure of the solar cell are interrupted by thin dividing lines in continuous substrate. On the one hand, the separating lines lead to the fact that identical layers of adjacent segments are electrically insulated from one another and, on the other hand, that subsequently applied layers can be electrically connected along a contact with underlying layers. With a suitable arrangement of the separating lines can be achieved in this way a series connection of the individual segments. No electrical current is generated in the area of the dividing lines.
Es ist wünschenswert, ein Fotovoltaikmodul anzugeben, das effizient ist. Es ist weiterhin wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung eines effizienten Fotovoltaikmoduls anzugeben, das eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Weiterhin ist es wünschenswert, eine Herstellungsanlage zur Herstellung eines effizienten Fotovoltaikmoduls anzugeben. It is desirable to provide a photovoltaic module that is efficient. It is further desirable to provide a method of making an efficient photovoltaic module that allows for low cost manufacturing. Furthermore, it is desirable to specify a manufacturing plant for producing an efficient photovoltaic module.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Fotovoltaikmodul mit einer Vielzahl von elektrisch in Reihe geschalteten Segmenten einen auf einem Substrat angeordneten Schichtstapel. Der Schichtstapel weist eine auf dem Substrat angeordnete erste Elektrode, einen darauf angeordneten fotoaktiven Absorber und eine darauf angeordnete zweite Elektrode auf. Eine Trennlinie unterbricht den Schichtstapel zur Bildung der Segmente. Das Fotovoltaikmodul umfasst eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen, die voneinander beabstandet entlang der Trennlinie angeordnet sind. Die Kontaktierungsbereiche weisen jeweils eine elektrische Isolierung der zweiten Elektrode auf. Die Kontaktierungsbereiche weisen jeweils weiterhin eine Kontaktierung auf, über die die zweite Elektrode elektrisch mit der ersten Elektrode gekoppelt ist zur Reihenschaltung der Segmente. Die Kontaktierungsbereiche weisen weiterhin jeweils ein elektrisch leitfähiges Material auf, das auf der dem Absorber abgewandten Seite der zweiten Elektrode aufgebracht ist, um die Trennlinie elektrisch zu überbrücken. In one embodiment of the invention, a photovoltaic module having a plurality of segments connected electrically in series comprises a layer stack arranged on a substrate. The layer stack has a first electrode arranged on the substrate, a photoactive absorber arranged thereon and a second electrode arranged thereon. A dividing line interrupts the layer stack to form the segments. The photovoltaic module includes a plurality of contacting areas spaced apart along the dividing line. The contacting regions each have an electrical insulation of the second electrode. The contacting regions furthermore each have a contact, via which the second electrode is electrically coupled to the first electrode for series connection of the segments. The contacting regions furthermore each have an electrically conductive material, which is applied to the side of the second electrode facing away from the absorber in order to bridge the separating line electrically.
Die Kontaktierungsbereiche zur Reihenschaltung der Segmente sind nur in einzelnen Bereichen entlang der Trennlinie vorgesehen. Dadurch wird die zur Energieumwandlung nicht nutzbare Fläche reduziert beziehungsweise die nutzbare Fläche erhöht. Die Trennlinie hat beispielsweise eine Breite von in etwa 10 µm bis 40 µm, insbesondere 20 bis 40 µm. Die Kontaktierungsbereiche weisen eine Breite von etwa 100 µm bis 500 µm, insbesondere von etwa 200 µm bis 300 µm, auf. Der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktierungsbereichen beträgt beispielsweise in etwa zwischen 1 mm und 100 mm, insbesondere zwischen 40 mm und 80 mm. Die Trennlinie isoliert die einzelnen Schichten des Schichtstapels jeweils beidseitig der Trennlinie elektrisch voneinander. Durch das elektrisch leitfähige Material ist diese Unterbrechung für die zweite Elektrode wieder überbrückt, sodass die Reihenschaltung der beiden Segmente erreicht ist. The contacting areas for series connection of the segments are provided only in individual areas along the dividing line. As a result, the area not usable for energy conversion is reduced or the usable area is increased. The dividing line has, for example, a width of approximately 10 μm to 40 μm, in particular 20 to 40 μm. The contacting regions have a width of about 100 μm to 500 μm, in particular from about 200 μm to 300 μm. The distance between the individual contacting regions is for example approximately between 1 mm and 100 mm, in particular between 40 mm and 80 mm. The dividing line electrically isolates the individual layers of the layer stack from each other on both sides of the dividing line. By the electrically conductive material, this interruption for the second electrode is bridged again, so that the series connection of the two segments is reached.
Dadurch, dass für die elektrische Kontaktierung zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode nur abschnittsweise an mehreren Stellen des Fotovoltaikmoduls erfolgt, ist der Kontaktierungsbereich, der nicht zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie beiträgt, zwischen einem ersten und einem zweiten Segment des Fotovoltaikmoduls mit einem möglichst kleinen Anteil an der Gesamtfläche des Fotovoltaikmoduls ausgebildet. Damit wird bezogen auf das Fotovoltaikmodul möglichst wenig Fläche für die Kontaktierung benötigt und entsprechend steht mehr Fläche zur Verfügung, die im Betrieb zur Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie beiträgt. Bei gleichbleibender Modulgröße wird somit die Effizienz des Fotovoltaikmoduls gesteigert. Due to the fact that the electrical contacting between the second electrode and the first electrode takes place only in sections at several points of the photovoltaic module, the contacting region, which does not contribute to the conversion of radiant energy into electrical energy, is between a first and a second segment of the photovoltaic module formed as small a proportion of the total area of the photovoltaic module. Thus, based on the photovoltaic module as little as possible surface area required for contacting and accordingly there is more area available, which contributes in operation to the conversion of radiant energy into electrical energy. With constant module size thus the efficiency of the photovoltaic module is increased.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ist das elektrisch leitfähige Material in einem Bereich der elektrischen Isolierung auf der dem Substrat abgewandten Seite der ersten Elektrode aufgebracht, sodass die zweite Elektrode mittels des elektrisch leitfähigen Materials mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt ist. According to further embodiments, the electrically conductive material is applied in a region of the electrical insulation on the side facing away from the substrate of the first electrode, so that the second electrode by means of the electrically conductive material is electrically coupled to the first electrode.
Das leitfähige Material ist so aufgebracht, dass es in den Kontaktierungsbereichen jeweils sowohl die dem Absorber abgewandte Seite der zweiten Elektrode zumindest teilweise bedeckt als auch in die elektrische Isolierung teilweise hineinragt und elektrisch mit der ersten Elektrode gekoppelt ist. Die elektrische Isolierung wird nicht vollständig von dem leitfähigen Material aufgefüllt, sodass die zweite Elektrode in dem Bereich der elektrischen Isolierung elektrisch isoliert ist. So kann die für die Kontaktierungsbereiche benötigte Fläche weiter reduziert werden. The conductive material is applied in such a way that it at least partially covers both the side of the second electrode facing away from the absorber in the contacting regions and partially protrudes into the electrical insulation and is electrically coupled to the first electrode. The electrical insulation is not completely filled by the conductive material so that the second electrode is electrically isolated in the region of electrical insulation. Thus, the area required for the contacting areas can be further reduced.
Gemäß weiteren Ausführungsformen enthält die Kontaktierung eine leitfähige Materialverbindung und/oder eine leitfähige Legierung aus Elementen des fotoaktiven Absorbers und der zweiten Elektrode. Insbesondere sind die zweite Elektrode und der fotoaktive Absorber durch Einstrahlung von Laserlicht lokal begrenzt aufgeschmolzen, aber nicht verdampft. Durch Diffusionsprozesse in der Schmelze bilden sich entweder ein Silizid, zum Beispiel AgAlSi mit einer quasi metallischen Leitfähigkeit oder auch ein Eutektikum aus Si und Ag, das ebenfalls eine hohe Leitfähigkeit aufweist. Dadurch kann an dieser Stelle Strom von der Rückseitenelektrode in die Frontseitenelektrode fließen. Das leitfähige Material dient zur Kontaktierung der zweiten Elektrode auf der einen Seite der Trennlinie mit der leitfähigen Materialverbindung und/oder der leitfähigen Legierung auf der anderen Seite der Trennlinie. So ist es möglich, die für die Kontaktierungsbereiche benötigte Fläche weiter zu reduzieren. According to further embodiments, the contacting comprises a conductive material compound and / or a conductive alloy of elements of the photoactive absorber and the second electrode. In particular, the second electrode and the photoactive absorber are locally limited melted by irradiation of laser light, but not evaporated. By diffusion processes in the melt, either a silicide, for example AgAlSi with a quasi-metallic conductivity or a eutectic of Si and Ag, which also has a high conductivity, are formed. As a result, current can flow from the backside electrode into the front side electrode at this point. The conductive material serves to contact the second electrode on one side of the parting line with the conductive material compound and / or the conductive alloy on the other side of the parting line. This makes it possible to further reduce the area required for the contacting areas.
Gemäß den Ausführungsformen bei denen das elektrisch leitfähige Material in dem Bereich der elektrischen Isolierung auf der dem Substrat abgewandten Seite der ersten Elektrode aufgebracht ist, sodass die zweite Elektrode mittels des elektrisch leitfähigen Materials mit der ersten Elektrode elektrisch gekoppelt ist, ist es nicht mehr notwendig, die leitfähige Materialverbindung und/oder die leitfähige Legierung aus Elementen des fotoaktiven Absorbers und der zweiten Elektrode auszubilden, um die zweite Elektrode mit der ersten Elektrode elektrisch zu koppeln.According to the embodiments in which the electrically conductive material is applied in the region of the electrical insulation on the side of the first electrode facing away from the substrate so that the second electrode is electrically coupled to the first electrode by means of the electrically conductive material, it is no longer necessary form the conductive material compound and / or the conductive alloy of elements of the photoactive absorber and the second electrode to electrically couple the second electrode to the first electrode.
Die Trennlinie unterbricht den Schichtstapel gemäß weiteren Ausführungsformen linear vollständig entlang der gesamten Länge des Schichtstapels. Somit ist eine einfache Herstellung der Trennlinie möglich und der Serienwiderstand des Fotovoltaikmoduls ist niedrig. The dividing line interrupts the layer stack according to further embodiments linearly completely along the entire length of the layer stack. Thus, a simple production of the dividing line is possible and the series resistance of the photovoltaic module is low.
Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung umfasst ein Fotovoltaikmodul eine Vielzahl von elektrisch in Reihe geschalteten Segmenten. Das Fotovoltaikmodul umfasst einen auf einem Substrat angeordneten Schichtstapel mit einer auf dem Substrat angeordneten ersten Elektrode, einem darauf angeordneten fotoaktiven Absorber und einer darauf angeordneten zweiten Elektrode. Eine Trennlinie unterbricht den Schichtstapel zur Bildung der Segmente bereichsweise. Das Fotovoltaikmodul weist eine Mehrzahl von Kontaktierungsbereichen auf, die voneinander beabstandet entlang der Trennlinie angeordnet sind. Die Kontaktierungsbereiche weisen jeweils eine elektrische Isolierung der zweiten Elektrode und eine Kontaktierung, über die die zweite Elektrode elektrisch mit der ersten Elektrode gekoppelt ist zur Reihenschaltung der Segmente, auf. Die erste Elektrode ist in den Kontaktierungsbereichen jeweils durch eine weitere Trennlinie unterbrochen. Die erste Elektrode weist im Bereich der weiteren Trennlinie lokal andere physikalische Eigenschaften auf, als außerhalb der weiteren Trennlinie. Die lokal anderen physikalischen Eigenschaften im Bereich der weiteren Trennlinie beruhen auf einer Änderung der Dotierung nach einer Rekristallisation der ersten Elektrode im Bereich der weiteren Trennlinie und/oder auf einer Bildung eines Oxids eines Elements aus dem zur ersten Elektrode benachbarten fotoaktiven Absorber im Bereich der weiteren Trennlinie. Die zweite Elektrode verläuft in den Kontaktierungsbereichen jeweils oberhalb der weiteren Trennlinie durchgängig. Die weitere Trennlinie ist in die erste Elektrode eingebracht, nachdem der Absorber und die zweite Elektrode auf der ersten Elektrode angeordnet sind. Insbesondere wird die weitere Trennlinie durch Einstrahlen einer Laserstrahlung erzeugt, die keinen oder nur einen geringen Einfluss auf den fotoaktiven Absorber und die zweite Elektrode hat. According to further embodiments of the invention, a photovoltaic module comprises a plurality of electrically connected in series segments. The photovoltaic module comprises a layer stack arranged on a substrate with a first electrode arranged on the substrate, a photoactive absorber arranged thereon and a second electrode arranged thereon. A dividing line interrupts the layer stack to form the segments in areas. The photovoltaic module has a plurality of contacting areas, which are spaced apart along the dividing line. The contacting regions each have an electrical insulation of the second electrode and a contact, via which the second electrode is electrically coupled to the first electrode for series connection of the segments. The first electrode is interrupted in the contacting areas in each case by a further dividing line. The first electrode has locally different physical properties in the region of the further separating line than outside the further separating line. The locally different physical properties in the region of the further separation line are based on a change in the doping after a recrystallization of the first electrode in the region of the further separation line and / or on formation of an oxide of an element from the photoactive absorber adjacent to the first electrode in the region of the further separation line , The second electrode extends continuously in the contacting regions above the further dividing line. The further dividing line is introduced into the first electrode after the absorber and the second electrode are arranged on the first electrode. In particular, the further separation line is produced by irradiating a laser radiation which has no or only a slight influence on the photoactive absorber and the second electrode.
Ausführungsformen umfassen eine Herstellungsanlage und ein Verfahren zur Herstellung eines Fotovoltaikmoduls. Ein Schichtstapel auf einem Substrat wird bereitgestellt mit einer darauf angeordneten Elektrode, einem darauf angeordneten fotoaktiven Absorber und einer darauf angeordneten zweiten Elektrode. Nachfolgend wird das Modul durch eine Trennlinie segmentiert. Der Rückkontakt wird in einer Mehrzahl von Regionen bereichsweise durchtrennt. Die Regionen sind entlang der Trennlinie angeordnet. Der Rückkontakt wird beabstandet von der Trennlinie durchtrennt. Eine Mehrzahl von ohmschen Kontakten jeweils zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode wird in Bereichen zwischen der Isolierlinie und der bereichsweisen Durchtrennung ausgebildet. Embodiments include a manufacturing plant and a method of manufacturing a photovoltaic module. A layer stack on a substrate is provided with an electrode disposed thereon, a photoactive absorber disposed thereon, and a second electrode disposed thereon. Subsequently, the module is segmented by a dividing line. The back contact is severed in regions in a plurality of regions. The regions are arranged along the dividing line. The back contact is separated at a distance from the dividing line. A plurality of ohmic contacts between each of the first electrode and the second electrode are formed in areas between the insulating line and the area-by-section.
Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente können in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse zueinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie beispielsweise Bereiche oder Schichten zum besseren Verständnis übertrieben groß oder dick dimensioniert dargestellt sein. Further advantages, features and developments emerge from the following examples explained in conjunction with the figures. The same, similar and equally acting elements may be provided in the figures with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions to each other are basically not to be regarded as true to scale, but rather For example, individual elements, such as areas or layers, may be shown exaggeratedly large or thick for better understanding.
Es zeigen:Show it:
Jeweils zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Segmente, beispielsweise die Segmente
Entlang der Trennlinie
Die Trennlinien
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel, das im Querschnitt in
Das Fotovoltaikmodul
Beispielhaft handelt es sich bei dem Substrat
Die gemäß Ausführungsformen im Betrieb der Sonne zugewandte erste elektrisch leitfähige Schicht
Der Absorber
Typischerweise ist die p-dotierte Schicht im Betrieb des Fotovoltaikmoduls der Sonne zugewandt. Es ist auch möglich, dass die n-dotierte Schicht der Sonne zugewandt ist. Als Aufwachssubstrat wird Glas oder auch eine (Metall-)Folie eingesetzt. Das Substrat, durch das im Betrieb das Sonnenlicht einfällt, wird bei Verwendung einer Metallfolie erst am Ende des Herstellungsprozesses auf das Modul auflaminiert. Der Schichtstapel bleibt dabei mit dem Aufwachssubstrat verbunden. Typically, during operation of the photovoltaic module, the p-doped layer faces the sun. It is also possible that the n-doped layer faces the sun. As a growth substrate glass or a (metal) film is used. The substrate, through which the sunlight is incident during operation, is laminated to the module only at the end of the production process when using a metal foil. The layer stack remains connected to the growth substrate.
Als aktives Halbleitermaterial für den Absorber
Die elektrische Isolierung
Zwischen der Trennlinie
Zur elektrischen Kopplung der Materialverbindung und/oder Legierung
Die Trennlinie
Durch das elektrisch leitfähige Material
Eine Trennlinie
Im Gegensatz zu dem im Zusammenhang mit den
Außerhalb der Kontaktierungsbereiche
Das Fotovoltaikmodul
Die Trennlinie
Unabhängig von der Art der Reihenschaltung in den Kontaktierungsbereichen
Die Strukturierung erfolgt insbesondere durch Lasereinstrahlung. Zur Herstellung des Fotovoltaikmoduls
Durch die inselartige Patterningstruktur in den Kontaktierungsbereichen
Die elektrische Isolierung
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011115147.1 | 2011-09-27 | ||
DE102011115147 | 2011-09-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202012013580U1 true DE202012013580U1 (en) | 2018-01-09 |
Family
ID=45928838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202012013580.5U Expired - Lifetime DE202012013580U1 (en) | 2011-09-27 | 2012-03-06 | Photovoltaic module and manufacturing plant for producing a photovoltaic module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2761669A1 (en) |
DE (1) | DE202012013580U1 (en) |
WO (1) | WO2013045117A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2483922B (en) | 2010-09-25 | 2013-11-20 | M Solv Ltd | Method and apparatus for dividing thin film device into separate cells |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3727826A1 (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-02 | Siemens Ag | SERIES-CONNECTED THIN-LAYER SOLAR MODULE MADE OF CRYSTAL SILICON |
DE102007032283A1 (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Stein, Wilhelm, Dr. | Thin-film solar cell module and method for its production |
CN102132419B (en) * | 2009-01-29 | 2012-12-26 | 京瓷株式会社 | Photoelectric conversion cell and photoelectric conversion module |
-
2012
- 2012-03-06 DE DE202012013580.5U patent/DE202012013580U1/en not_active Expired - Lifetime
- 2012-03-06 WO PCT/EP2012/053803 patent/WO2013045117A1/en active Application Filing
- 2012-03-06 EP EP12711807.3A patent/EP2761669A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2761669A1 (en) | 2014-08-06 |
WO2013045117A1 (en) | 2013-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2438620B1 (en) | Solar cell comprising neighboring electrically insulating passivation regions having high surface charges of opposing polarities and production method | |
EP3378104B1 (en) | Solar cell having a plurality of absorbers connected to one another by means of charge-carrier-selective contacts | |
EP3930013B1 (en) | Method for producing a photovoltaic solar cell with at least one heterojunction | |
EP2168177B1 (en) | Fabrication method of a thin-film solar cell module | |
EP2308090B1 (en) | Thin-film solar module which is contact-connected on one side and has an internal contact layer | |
DE102004031950A1 (en) | Semiconductor / electrode contact structure and such a semiconductor device using | |
EP2223344A2 (en) | Rear-contact solar cell having large rear side emitter regions and method for producing the same | |
EP2758993B1 (en) | Thin film solar module having series connection and method for the series connection of thin film solar cells | |
EP1894254A2 (en) | Method for production of a single-sided contact solar cell and single-sided contact solar cell | |
DE102004049197A1 (en) | Solar battery and manufacturing method for such | |
DE202023101112U1 (en) | Solar cell and photovoltaic module | |
DE212013000122U1 (en) | Hybrid solar cell | |
WO2013020864A2 (en) | Solar module with reduced power loss and process for the production thereof | |
WO2018041301A1 (en) | Photovoltaic module with stacked solar cells connected up in series in integrated fashion, and method for the manufacture thereof | |
WO2014128032A1 (en) | Semiconductor component, more particularly solar cell, and method for producing a metallic contact-making structure of a semiconductor component | |
DE202013012571U1 (en) | Manufacturing plant for the production of a photovoltaic module and photovoltaic module | |
WO2011141139A2 (en) | Method for producing a solar cell that can be contacted on one side from a silicon semiconductor substrate | |
EP2534697B1 (en) | Back contact solar cell having an unstructured absorber layer | |
DE202012013580U1 (en) | Photovoltaic module and manufacturing plant for producing a photovoltaic module | |
EP2442361A2 (en) | Method for manufacturing interconnects in a thin film photovoltaic module and thin film photovoltaic module | |
EP2352171A1 (en) | Solar cell configuration and thin film solar module and method for producing same | |
WO2010142684A2 (en) | Solar cell having a contact structure with low recombination losses, and method for the production of such solar cells | |
DE202011110969U1 (en) | Thin film photovoltaic module | |
DE202011103261U1 (en) | Photovoltaic module and arrangement for producing a photovoltaic module | |
DE102011109079A1 (en) | Thin-film solar cell module and manufacturing method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R207 | Utility model specification | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R158 | Lapse of ip right after 8 years |