DE3619311A1 - Solargenerator mit hoher flaechenausnutzung - Google Patents

Description

Solargeneratoren bestehen üblicherweise aus einzelnen Solarzellen, die zur Erreichung der erforderlichen Strom/Spannungsverhältnisse in Serie und, wenn erfor­ derlich, auch noch parallel verschaltet werden. Da für viele Anwendungen der zur Verfügung stehende Platz be­ schränkt ist, wird eine hohe Packungsdichte der Solar­ zellen sowie der erforderlichen Anschlüsse der Solar­ zellen zum Verschalten untereinander und zum Anschluß der Verbraucher gefordert. Dies wird bei bisher bekann­ ten Solargeneratoren teilweise dadurch gelöst, daß sehr aufwendige Anordnungen der Solarzellen gewählt werden, die zu relativ teuren Herstellverfahren führen, oder daß eine Randverschaltung einzelner Solarzellenstrings im Bereich des Solargeneratorrahmens erfolgt. Letztere Möglichkeit bietet sich jedoch nur dann, wenn ein ent­ sprechender Rahmen vorhanden und erforderlich ist. Es sind auch Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen die Anschlüsse durch einen Träger hindurch auf der Rückseite des Trägers im Bereich hinter den Solarzellen angebracht sind. Bei diesen Anordnungen sind jedoch ebenfalls Einschränkungen vorhanden, die eine wirt­ schaftliche Herstellung für eine universelle Anwendung nicht zulassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Solar­ zellengenerator aus mehreren, mittels Verbindern mit­ einander verschalteten Solarzellen anzugeben, bei dem auch ohne einen Trägerkörper für die Solarzellen eine extrem platzsparende und technisch günstige Kontaktie­ rung des Generators oder seiner Teile möglich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch den Vorderseitenkontakt einer Solarzelle ge­ bildete Endkontakt einer Zusammenschaltung an der Rück­ seite der gleichen Solarzelle zugänglich ist, in dem ein Teil der Rückseite mit einer Isolierschicht bedeckt ist, auf dieser Isolierschicht ein Metallkontakt ange­ ordnet ist und dieser Metallkontakt über Verbinder mit dem Vorderseitenkontakt elektrisch leitend verbunden ist.

Wenn die Zusammenschaltung aus der Serienschaltung von Solarzellen innerhalb eines Strings besteht, so sind beide Anschlußkontakte an diesen String auf den Rück­ seiten der innerhalb des Strings an den Endpunkten lie­ genden Solarzellen angeordnet. Der Verbund aus mitein­ ander verschalteten Solarzellen kann folglich auf einem mit Anschlußkontakten versehenen Träger so angeordnet werden, daß keine zusätzlichen Flächen für Kontaktzwecke erforderlich sind. Ferner ist eine Durchkontaktierung durch Aussparungen im Träger im Bereich der Rückseiten­ anschlußkontakte möglich. Es können auch Solarzellen­ module gefertigt werden, bei denen nur die Solarzellen­ vorderseite mit einer Folie bedeckt ist, die dem Solar­ zellenverband Stabilität und Schutz verleiht, während die Rückseite und damit die dort befindlichen Anschluß­ kontakte an das Solarzellenmodul zugänglich sind. Solche Einheiten können in vielfältiger Weise für unterschied­ lichste Zwecke eingesetzt werden.

Die Erfindung und ihre vorteilhafte Ausgestaltung wird nachstehend noch anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figuren zeigen in Serie geschal­ tete Solarzellen, wobei die Fig. 1a die für den Licht­ einfall vorgesehene Vorderseite des Generators zeigt, während die Fig. 1b eine Draufsicht auf die Rückseite darstellt. In der Fig. 1c ist eine Schnittdarstellung wiedergegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf Solarzellen 2, beispielsweise aus polykristallinem Silizium, in Serie geschaltet. Hierzu wird jeweils der Vorderseitenkontakt einer Zelle über Verbinder 6 a - 6 d mit dem Rückseitenkontakt der nachfolgenden Solarzelle elektrisch leitend verbunden. Die Rückseite der ersten Zelle innerhalb der Serienschaltung wird mit einem großflächigeren Anschlußkontakt 3 a versehen, der dann den positiven Pol des Generators bildet. Die Verbinder 6 und die großflächigeren Kontakte 3 a bzw. 3 b bestehen vorzugsweise aus Aluminium oder aus Aluminium/Silber. Die Anschlußkontakte 3 a und 3 b können auch aus Kupfer­ folien hergestellt werden. Der negative Anschluß an das dargestellte Solarzellenstring wird durch den Vorder­ seitenkontakt 6 e der letzten Zelle innerhalb der Reihen­ schaltung gebildet. Dieser Vorderseitenkontakt 6 e wird nun auf der Rückseite der gleichen Solarzelle zugäng­ lich gemacht. Dies geschieht dadurch, daß ein Teil dieser Rückseite mit einer Isolierschicht 4 abgedeckt wird, die beispielsweise aus temperaturbeständigem Klebeband, einer Klebefolie oder einem Glasfasergewebe besteht. Auf diese Isolierschicht wird ein metallischer Anschlußkontakt 3 b aufgebracht, der, wie bereits er­ wähnt, aus Aluminium, Aluminium/Silber oder Kupfer be­ steht. Dieser großflächige Anschlußkontakt 3 b wird über Verbinder 6 f mit dem Vorderseitenkontakt 6 e elektrisch leitend verbunden. Um Kurzschlüsse an der Seitenfläche der Solarzelle zu verhindern, wird die Isolierschicht 4 vorzugsweise über den seitlichen Rand der Solarzelle geführt so daß auch der Rand zumindest in den Berei­ chen, die für die Führung der Verbinder 6 f vorgesehen sind, elektrisch isoliert ist.

Das Laminat aus so verschalteten und mit Kontakten ver­ sehenen Solarzellen kann nun beispielsweise mit Hilfe einer Schmelzfolie 5 auf einer die Vorderseite der Solarzellen abdeckenden Folie 1 befestigt werden. Die Figuren zeigen Solarzellenmodule mit geschützten Vorder­ seiten der Solarzellen und frei zugänglichen Anschluß­ kontakten 3 a und 3 b auf der Rückseite der Anordnung, für die kein Platzbedarf außerhalb des Solarzellen­ verbandes erforderlich ist. Mehrere in den Figuren dargestellte Strings können nun gleichfalls ohne zu­ sätzlichen Platzbedarf dadurch parallel geschaltet werden, daß die Anschlußkontakte 3 a und 3 b der ver­ schiedenen Strings miteinander verschaltet werden. Schließlich kann die Gesamtanordnung auf einer geeig­ neten Unterlage befestigt werden. Der erfindungsgemäße Solarzellengenerator kann insbesondere dort eingesetzt werden, wo ein hohes Leistungsgewicht gefordert wird, wie beispielsweise bei Solarzellen-getriebenen Fahr­ zeugen oder Flugzeugen.

Claims (4)

1. Solarzellengenerator aus mehreren, mittels Verbin­ dern (6) miteinander verschalteten Solarzellen (2), dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Vorderseiten­ kontakt (6 e) einer Solarzelle (2) gebildete Endkontakt einer Zusammenschaltung an der Rückseite der gleichen Solarzelle zugänglich ist, in dem ein Teil dieser Rück­ seite mit einer Isolierschicht (4) bedeckt ist, auf dieser Isolierschicht ein Metallkontakt (3 b) angeordnet ist und dieser Metallkontakt über Verbinder (6 f) mit dem Vorderseitenkontakt (6 e) elektrisch leitend ver­ bunden ist.

2. Solarzellengenerator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Isolierschicht aus temperatur­ beständigem Klebeband, Klebefolie oder einem Glasfaser­ gewebe besteht.

3. Solarzellengenerator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Metallkontakt (3 b) aus Aluminium/ Silber oder Kupfer besteht und als Kontaktfolie mit der Isolierschicht verklebt ist.

4. Solarzellengenerator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator Strings aus in Serie geschalteten Solarzellen enthält, wobei die beiden Anschlüsse an jeden String auf den Rückseiten der ersten und der letzten Solarzelle inner­ halb eines Strings angeordnet sind.