DE7828472U1 - Verbinder zur elektrisch leitenden Verbindung von Solarzellen untereinander - Google Patents

Description

HH 78/19 Gbm

LICENTIA PATENT-VEHWALTDNGS-GMBH 6000 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

"Verbinder zur elektrisch leitenden Verbindung von Solarzellen untereinander"

Die Neuerung betrifft einen Verbinder zur elektrisch leitenden Verbindung τοπ Solarzellen untereinander, insbesondere für Raumfahrt-Solargeneratoren.

Wie allgemein bekannt ist, besteht eine Solarzelle beispielsweise aus Silizium und weist unmittelbar unterhalb ihrer Zellenoberfläche einen p-n-Ubergang auf. Um die in der Zelle erzeugte elektrische Qiergie abführen zu können, ist auf der Solarzellenoberfläche ein Gridfingersystem mit Anschlußkontakten vorgesehen. Das Gridfingersystem und die Anschlußkontakte können z. B. aus aufgedampftem Silber bestehen. Auch die Unterseite der Solarzelle weist z. B. eine aufgedampfte Silberfläche auf, die bis auf die Randpartien die gesamte untere Fläche der Solarzelle bedecken kann.

Die elektrisch leitende Verbindung der einzelnen Solarzellen untereinander erfolgt mittels sogenannter Verbinder, die im allgemeinen aus versilberten Molydän- oder reinen Silberstreifen bestehen. Mit diesen Verbindern werden mehrere Solarzellen in Reihenschaltung zu sogenannten Modulen zusammenge-Bchaltet, wobei ein Verbinder jeweils einen an der Oberfläche einer Solarzelle liegenden Kontakt mit der an der Unterseite einer benachbarten Zelle liegenden Silberschicht verbindet. Auch eine Parallelschaltung einzelner Solarzellen erfolgt mit Hilfe derartiger Verbinder.

Um durch thermische Einflüsse bedingte Verschiebungen der Solarzellen untereinander in einem gewissen Maße zuzulassen, weisen die Verbinder einen Ausgleichsbogen auf. Hierbei ist es nachteilig, daß zur Herstellung des Ausgleichsbogen ein aufwendiges Biegewerkzeug erforderlich ist.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Solarzellenverbinder zu schafi'eia, bei dem auf den bisher notwendigen Ausgleichsbogen verzichtet

HH 78/19 Gbm * * "- 3 -' \

werden kann und dessen Formgebung optimal auf den Verwendungszweck züge- 1 schnitten ist. ϊ

Die Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der Solarzellenverbinder ein oder mehrere Schlitze aufweist, die unter einem vorgegebenen
Winkel quer zur Längsrichtung des Verbinders verlaufen, und daß die
Schlitze durch einen oder mehrere als Sollbruchstellen ausgebildete Stege
überbrückt sind, die bei einer thermischen oder machanischen Beanspruchung *
brechen. |

f In einer Ausgestaltung der Neuerung wird vorgeschlagen, daß die Form des | Verbinders aus einer Metallfolie mit bekannten, vorbestimmbaren mechanischen

I? Eigenschaften herausgeätzt wird. Eine weitere Ausgestaltung ist gekennzeichnet·

durch die Herstellung der Verbinder durch Galvanoplastik. §

Ein Vorteil der Neuerung ist neben der definierten Formgebung und der |

damit verbundenen definierten mechanischen Eigenschaften der Verbinder, | die bereits an der Ausgangsfolie vorherbestimrabar sind, in der zu erwartenden jg hohen Lebensdauer der Verbinder zu sehen. Ein weiterer Vorteil liegt darin,
daß die Verbinder entsprechend verschiedenen Verbindungsproblemen an

verschiedene Formen angepaßt werden können, z. B, dergestalt, daß Aus- |

gleichsbewegungen in einer Ebene ermöglicht werden. f

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt | und zwar zeigt: f-

Figur la und Ib einen Parallelverbinder in Drauf- bzw. Seitenansicht, § Figur 2a und 2b einen Serienverbinder in Drauf- bzw. Seitenansicht und | Figur 3 einen Parallelverbinder mit integriertem Serienverbindar. |

Der aus den Figuren la und Ib ersichtliche Parallelverbinder 1 verbindet
die an den Unterseiten von zwei nur teilweise dargestellten Solarzellen
2 und 3 vorhandenen elektrischen Kontakte elektrisch leitend miteinander.
Die geometrische Form des Verbinders 1, der z. B. aus Silber, Kupfer oder j den elektrischen Strom besonders gut leitenden Legierungen hergestellt | werden kann, ist aus der Draufsicht (Figur la) zu entnehmen. Der Verbinder
ist rechteckfönnig ausgebildet und weist im Bereich des vorgegebenen

HH 78/19 Gbm - 4 -

Zwischenraumes 4 zwischen den Solarzellen 2 und 3 zwei nebeneinanderliegende Schlitze 5 und 6 auf, die unter einem Winkel von beispielsweise etwa 15 verlaufen und sich von jeweils einer Längsseite des Verbinders 1 über seine Mittellinie hinaus erstrecken. Im Anfangsbereich weist jeder Schlitz 5 und einen dünnen Steg 7 auf, der als Sollbruchstelle ausgebildet ist. Die Stege ermöglichen eine gute Hantierbarkeit bei der Befestigung der Verbinder an den Kontaktstellen durch Schweißen oder Löten. Bei einer ersten thermischen oder mechanischen Belastung brechen die Stege 7 auf, so daß der Verbinder in seiner Längsrichtung Ausgleichsbewegungen der Solarzellen 2 und 3, die sich ζ B. infolge von Temperaturunterschieden einstellen, zuläßt. Der Verbinder 1 benötigt keinen Ausgleichsbogen, wie er bei den bisher bekannten Solarzellenverbindern erforderlich gewesen ist. Es werden die bisher verwandten Biegevorrichtungen für die Ausgleichsbogen eingespart. Außerdem bringt der neue Verbinder eine hohe Wechsellastfestigkeit und damit eine hohe Zuverlässigkeit mit sich.

In den Figuren 2a und 2b ist ein Serienverbinder mit 8 bezeichnet, der den an der Unterseite einer Solarzellle 9 vorhandenen elektrischen Kontakt mit den an der Oberseite einer Solarzelle 10 angeordneten elektrischen Kontakten verbindet. Beide Solarzellen weisen auf ihrer Oberfläche jeweils ein mit bezeichnetes Deckglas zum Schutz der Solarzellen vor Mikrometeoriten und Teilchenstrahlung auf, wobei das Deckglas 11 der Solarzelle 10 auch den Verbinder 8 teilweise bedeckt. Das zuletztgenannte Deckglas 11 ist in der Draufsicht auf die Verbinäeranordnung (Figur 2a) nicht eingezeichnet, so daß die geometrische Form des Verbinders 8 zu ersehen ist. Auch der Serienverbinder weist mehrere Schlitze 12 auf, die sich jeweils von einer Längsseite des Verbinders über seine Mittellinie erstrecken und unter einem Winkel von zur Mittellinie verlaufen. Die Schlitze 12 werden durch dünne Stege 13 überbrückt, die drei Funktionen der Stege 7 aus den Figuren la und Ib übernehmen.

In Figur 3 ist ein Solarzellenverbinder 14 dargestellt, der für eine Parallelverbindung von zwei Solarzellen und zusätzlich für eine Serienverbindung von zwei Solarzellen geeignet ist. Der Solarzellenverbinder 14 weist für die Parallelverbindung zwei Schlitzpaare 15 und 16 auf, deren dünne Stege mit 17 bzw. 18 bezeichnet sind. Die Kontakte der Unterseiten von zwei Solarzellen werden an den mit 19, 20 und 21 bezeichneten Anschlußstücken des Verbinders 14 elektrisch leitend befestigt. Für die Serienverbindung von zwei Solarzellen sind seitlich an den Anschlußstücken 19 und 20 zwei

!■■(•If · » · ·

HH 78/19 Gbm - 5 -

Anschlußlaschen 22 und 23 vorgesehen, deren Schlitze 24 und 25 jeweils Stege 26 bzw. 27 aufweisen und sich von den Stirnseiten der Anschlußlasch'-sn über deren Mittellinie erstrecken. Alle Schlitze 15, 16 24 und 25 verlaufen unter einem vorgegebenen Winkel von etwa 15° zu den Kanten der Anschlußstücke 19 und 20 bzw,, der Anschlußlaschen 22 und 23. Dieser Winkel ist entsprechend den Materialeigenschaften des Solarzellenverbinders 14 frei wählbar, er kann z. B. auch 90 betragen. Der obenbeschriebene Verbinder läßt sich einfach durch Herausätzen aus einer Metallfolie herstellen.

Claims (3)

HH 78/19 nh Sl/vo 21* September 1S78 Schutzansprüche

1. Verbinder zur elektrisch leitenden Verbindung von Solarzellen untereinander, insbesondere für Raumfahrt-Solargeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Solarzellenverbinder (l, 8, 14) ein oder mehrere Schlitze (5, 6, 12, 15, 16, 24, 25) aufweist, die unter einem vorgegebenen Winkel quer zur Längsrichtung des Verbinders verlaufen, und daß

die Schlitze (5,6,12,15,16,24,25) durch einen oder mehrere als Sollbruchstellen ausgebildete Stege (7,13,17,18,26,27) überbrückt sind, die bei einer thermischen, oder mechanischen Beanspruchung brechen.

2. Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des VerDinders (1,8,14) aus einer Metallfolie mit bekannten, vorbestimmbasen mechanischen Eigenschaften herausgeätzt wird.

3. Verbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Herstellung der Verbinder (1,8,14) durch Galvanoplastik.