带有扁平带导体的太阳能模块以及用于其制造的方法
【专利摘要】本发明涉及一种太阳能模块、尤其薄层太阳能模块，其带有用于光电地产生能量的大量串联的太阳能电池，其带有以下特征：太阳能模块具有相反极性的两个电压端子，其分别通过联接导体被引导到模块外表面上，这两个联接导体分别电气地联接到单独的联接装置处，其中，每个联接装置位于单独的联接壳体中，这两个联接壳体分别固定在模块外表面处，这两个联接导体在空载二极管的中间连接下电气地相互连接，这两个联接装置通过布置在这两个联接壳体之间的固定在模块外表面处的扁平带导体电连接。此外，本发明涉及一种用于这样的太阳能模块的制造方法。
【专利说明】带有扁平带导体的太阳能模块以及用于其制造的方法
【技术领域】
[0001]用于将太阳光直接转换成电能的光电式层系统充分已知。其通常被称为“太阳能电池”，其中，术语“薄层太阳能电池”涉及带有仅几微米的较小厚度的层系统，其需要载体基质(Trjigersubstrate)用于足够的机械强度。已知的载体基质包括无机的玻璃、塑料(聚合物)或金属、尤其金属合金并且可根据相应的层厚和特定的材料特性构造为刚性的板或柔韧的薄膜。
【背景技术】
[0002]在技术上的可操作性和效率方面，带有由非晶形的、微晶形的或多晶的硅、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)或黄铜矿(Chalkopyrit)化合物、尤其铜-铟/镓-二硫/ 二硒(通过化学式Cu(In，Ga) (S，Se)2来缩写)构成的半导体层的薄层太阳能电池证实为有利的。尤其铜-铟-二硒(CuInSe2或CIS))由于它的与太阳光的光谱相匹配的带隙(Bandabstand)通过特别高的吸收系数出众。
[0003]利用单个的太阳能电池典型地仅可实现小于IV的电平。为了获得技术上可用的输出电压，在太阳能模块中将大量太阳能电池相互串联。在此，薄层太阳能模块提供特别的优点，即太阳能电池已可在层制造期间以集成的形式来连接。在专利文件中已多次说明薄层太阳能模块。就此而言应仅示例性地参照文件DE 4324318 Cl和EP 2200097 Al。
[0004]在所谓的基质结构中，将用于制造太阳能电池的不同的层直接施加到基质上，基质与前侧的透明的覆层被粘合成对天气稳定的(bewitterungsstabil)复合物。在基质与覆层之间的层结构包括背电极层、前电极层和半导体层。典型地将太阳能电池复合物的电压端子(Spannungsanschluss)在背电极层上借助于金属带引导到基质的背侧上。在那里存在接线盒(Anschlussdose),其例如通过接触端子(Kontaktklemme)电气地接触金属带。
[0005]在实践中，大多将多个太阳能模块通过联接到接线盒处的联接缆线串联成面板(Modulstrang)。典型地将每个太阳能模块与逆平行于太阳能电池的空载或旁通二极管(Bypassdiode)连接，空载或旁通二极管在正常的运行状态(在该状态中太阳能模块提供电流)中在截止方向(Sperrrichtung)上极化。另一方面，假如例如由于阴影(Verschattung)或模块故障没有电流被提供，可防止太阳能模块的损坏，因为由其它太阳能模块所提供的电流可流过空载二极管。
[0006]国际专利申请WO 2009/134939 A2说明了一种太阳能模块，在其中多个接线盒(其分别具有旁通二极管)电气地相互连接。这两个外部的接线盒分别具有联接缆线用于与其它太阳能模块连接。接线盒彼此的电气连接通过在太阳能模块的内部中的面状的电导体实现。接线盒在其下侧(接线盒以下侧安放到太阳能模块的背侧上)上被接触。德国公开文件DE 102009041968 Al示出了一种太阳能模块，其带有安放在下侧上的接线盒，其分别具有旁通二极管。接线盒的接触在其下侧上实现。接线盒彼此的电气连接通过在太阳能模块的内部中的导体电路(Leiterbahn)实现。
【发明内容】
[0007]相对于此，本发明的目的在于以有利的方式改进传统的太阳能模块，其中尤其应简化自动化制造且减小制造成本。该和另外的目的根据本发明的提议通过带有并列的权利要求的特征的一种太阳能模块和一种用于其制造的方法来实现。本发明的有利的设计方案通过从属权利要求的特征来说明。
[0008]根据本发明示出一种太阳能模块，其带有用于光电地产生能量的大量串联的太阳能电池。该太阳能模块优选地是带有以集成的形式连接的薄层太阳能电池的薄层太阳能模块。半导体层尤其由黄铜矿化合物构成，黄铜矿化合物例如可以是由群组铜-铟/镓-二硫/ 二硒(Cu (In, Ga) (S，Se)2)、例如铜-铟-二硒(CuInSe2或CIS)或相关的化合物构成的1-1I1-VI半导体。
[0009]太阳能电池典型地位于第一基质与常常构造为覆层(例如盖板)的第二基质之间，其中，这两个基质例如可包含无机的气体、聚合物或金属合金并且根据层厚和材料特性可设计为刚性的板或柔韧的薄膜。
[0010]太阳能模块具有相反极性的两个(产生的)电压端子，其分别通过联接导体被引导到模块外侧(也就是说模块外表面)或基质外侧(也就是说基质外表面)上。这两个联接导体在模块外侧处分别电气地联接到单独的联接装置处，其中，每个联接装置位于单独的联接壳体(例如接线盒或接线箱)中，使得太阳能模块具有两个联接壳体，在其中分别布置有联接装置。这两个联接壳体分别固定在模块外或者模块外表面(这两个产生的电压端子通过联接导体被引导到其上)上。
[0011]在本发明的意义中，术语“模块外侧”表示太阳能模块的外侧(也就是说外表面)。模块外侧同时是基质(第一或第二基质)的外侧(也就是说外表面)。
[0012]在太阳能模块中，这两个联接导体为了该目的与所连接的太阳能电池的电极层、例如背电极层电连接。因此，这两个联接导体通过串联的太阳能电池电气地相互连接。另一方面，这两个联接导体分别通到单独的联接壳体中。这两个联接壳体用于连接太阳能模块与电气负载、尤其用于该太阳能模块与另外的太阳能模块的串联。
[0013]太阳能模块的两个联接导体在逆平行于太阳能电池连接的至少一个空载或旁通二极管的中间连接下电气地相互连接。空载二极管优选地布置在这两个联接壳体的中的一个中。通过空载二极管来实现在例如由于阴影而缺乏电流产生的情况下太阳能模块的保护。
[0014]根据本发明，这两个联接导体或这两个联接装置(联接导体电气地联接到其处)通过布置在这两个联接壳体之间的扁平带导体(Flachbandleiter)(其固定在模块外侧(也就是说模块外表面)或基质外侧(也就是说基质外表面)处)电气地相互连接。扁平带导体因此不位于太阳能模块的内部中(也就是说在这两个基质之间)，而是布置在太阳能模块的面向周围环境的外表面上。
[0015]扁平带导体以特别有利的方式使在这两个联接导体之间的电的连接能够在技术上不那么复杂地集成到自动化的处理过程中。因为扁平带导体具有限定的几何形状，其可被自动化的抓夹机构(Greiforgan)以简单的方式抓取用于固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处。此外，例如借助于粘接使扁平带导体能够特别简单地且可靠地自动化地固定在典型地玻璃状的模块外侧或模块外表面处。与此相比，这两个联接导体与在横截面中圆形的连接缆线的电连接在自动化中将导致显著的问题，因为这样的连接缆线的几何形状不受限定并且因此要来设置复杂的且成本集中的位置识别器件(例如光学传感器)，以便将抓夹机构带到位置中。此外，连接缆线在玻璃状的模块外侧或模块外表面处的固定由于比较小的接触面(例如通过粘接)仅能以显著的耗费来实现，其中，不能排除的是，这样的固定在实践中不持久地经受住高的机械负荷。如果另一方面将这样的连接缆线仅连接在这两个联接壳体处，始终存在该风险，即连接缆线被滥用为承载装置。
[0016]实际上，通过固定在模块外侧处的扁平带导体才可在空载二极管的中间连接下实现这两个联接导体的电连接的简单的自动化，由此，在工业的批量生产中可节省时间和成本。
[0017]在根据本发明的太阳能模块的一有利的设计方案中，扁平带导体至少在这两个联接壳体之间被由电绝缘的材料构成的套包围。在此，当扁平带导体的布置在所属的联接壳体内的端部截段对于简单的电气接触是自由的时，可以是有利的。电绝缘的套至少位于扁平带导体的一截段中，该截段从一联接壳体延伸至另一联接壳体。尤其地，绝缘的包套也可延伸直到进入这两个联接壳体中。通过该套使扁平带导体朝向外部的环境电绝缘。
[0018]在根据本发明的太阳能模块中，扁平带导体固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处，这例如由此来实现，即扁平带导体与模块外侧粘接。
[0019]在根据本发明的太阳能模块的另一有利的设计方案中，扁平带导体被由电绝缘的材料构成的固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处的遮盖部(Abdeckung)遮盖。为了该目的优选地粘接到模块外侧(也就是说模块外表面)处的遮盖部可满足不同的功能。一功能在于保护扁平带导体免受机械影响，以改善耐久性。另一功能可在于将扁平带导体固定在模块外侧处。在该情况中必要时可放弃扁平带导体在模块外侧处的单独固定，其中，但是另一方面然也可设置成将扁平带导体本身固定在模块外侧处，以获得与模块外侧的特别良好的连接。
[0020]在鉴于由于高的温度波动的机械应力特别有利的设计方案中，扁平带导体本身不固定在模块外侧处，而是仅通过遮盖部。此外，当扁平带导体与这两个联接导体、尤其通过联接装置电连接成使得其在带平面中或在带方向上不确定或固定时，可以是有利的。以该方式可至少很大程度地减小在通常较高的温度波动(太阳能模块在实践中常常暴露于其)下的热应力。
[0021]扁平带导体使在这两个联接壳体中联接导体能够特别简单地电连接。优选地，联接壳体为了该目的分别具有与所属的联接导体电连接的接触元件、例如弹性接触元件或者夹持接触元件，其可被带到与扁平带导体的两个端部截段的中的一个电气接触。有利地，接触元件构造成在联接壳体固定在模块外侧处时自动地达到与扁平带导体的电气接触，由此使扁平带导体在联接壳体中的电气接触的简单的自动化成为可能，从而在自动化的模块制造中可节省时间和成本。
[0022]本发明此外涉及一种用于自动化制造太阳能模块的方法，太阳能模块带有用于光电地产生能量的大量串联的太阳能电池，在该方法中太阳能模块具有相反极性的两个电压端子，其分别通过联接导体被引导到模块外侧或模块外表面上，其中，这两个联接导体分别电气地联接到单独的联接装置处，其中，每个联接装置位于单独的联接壳体中。该方法包括以下步骤:一步骤，在其中将这两个联接壳体分别固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处。一步骤，在其中将这两个联接导体在尤其布置在这两个联接壳体中的一个中的空载二极管的中间连接下电气地相互连接，其中，为了这两个联接导体的电连接将布置在这两个联接壳体之间的扁平带导体固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处。例如将扁平带导体为了该目的与模块外侧(也就是说模块外表面)粘接。例如将遮盖扁平带导体的遮盖部固定在模块外侧(也就是说模块外表面)处，其中，尤其可能的是，扁平带导体仅通过遮盖部被固定在模块外侧处。此外，当在联接壳体固定在模块外侧处时接触元件自动被带到与扁平带导体电气接触时，可以是有利的。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]现在根据实施例来详细阐述本发明，其中，参考附图。在附图中相同的或起相同作用的元件以相同的附图标记来标明。其中:
图1显示了根据本发明的太阳能模块的结构的示意性的图示；
图2显示了图1的太阳能模块的示意性的剖示图；
图3显示了用于说明图1的太阳能模块的扁平带导体的示意性的图示；
图4显示了用于说明在图1的太阳能模块的接线盒中扁平带导体的接触的示意性的图
示；
图5-6显示了用于说明图3的扁平带导体的变体的示意性的图示；
图7-8显示了用于说明在图1的太阳能模块中的联接导体的变体的示意性的图示。
【具体实施方式】
[0024]首先观察图1和2，在其中来说明根据本发明的整体以附图标记I标明的太阳能模块的结构。相应地，太阳能模块I (其在此例如是薄层太阳能模块)包括以集成的形式相互串联的大量太阳能电池2，其分别以二极管符号来表示。太阳能模块I在此例如基于所谓的基质结构，其结合图2来详细阐述。在图2中示例性地示出两个(薄层)太阳能电池2，其中，应理解的是，太阳能模块通常具有大量(例如大约100个)太阳能电池2。
[0025]太阳能模块I包括电绝缘的基质7(在说明书引言中称为“第一基质”)，其带有施加在其上的层结构用于构造光电地活动的吸收层8。层结构布置在基质7的光进入侧的前侧(III)上。基质7在此例如由带有相对较小的透光性的玻璃构成，其中，同样可应用带有足够的强度以及相对于所执行的过程步骤惰性的特性的其它绝缘材料。
[0026]层结构包括布置在基质7的前侧(III)上的背电极层9。背电极层9例如包含由不透光的金属如钥构成的层并且例如通过阴极喷射(Kathodenzerstjiuben)被施加到基质7上。背电极层9例如具有大约I μπι的层厚。在另一实施形式中，背电极层9包括不同单层的层堆垛(Schichtstapel)。
[0027]在背电极层9上沉积光电地活动的吸收层8，其带间距优选地能够吸收太阳光的绝大部分。光电地活动的吸收层8包含P掺杂的半导体层10、例如P传导的黄铜矿半导体，如群组铜-铟-二硒(CuInSe2)、尤其Cu (In，Ga) (S，Se)2的化合物。半导体层10例如具有500nm至5 μ m的且尤其大约2 μ m的层厚。在半导体层10上沉积有缓冲层11，其在此例如包含单层的硫化镉(CdS)和单层的内在的氧化锌(1-ZnO)。例如通过汽相蒸镀(Aufdampfen)将前电极层12施加到缓冲层11上。前电极层12对于在对半导体层11敏感的光谱区域中的辐射是透明的(“窗户层(Fensterschicht)”)，以确保射入的太阳光的仅较小的减弱。透明的前电极层12可概括地被称为TCO层(TCO=透明的传导性电极(Transparent ConductiveElectrode))并且基于掺杂的金属氧化物，例如η传导的、铝掺杂的氧化锌(AZO)。通过前电极层12、缓冲层11和半导体层10来形成ρη异质结(Heteroiibergang),这意味着一系列相反的导线类型(Leitungstyp)的不同的层。前电极层12的层厚例如为300nm。
[0028]层系统利用本身已知的用于制造(薄层)太阳能模块I的方法划分成单个的光电地活动的区域、也就是说太阳能电池2。该划分通过在使用合适的结构化技术如激光写入(Laserschreiben)和机械加工(例如通过切削(Abheben)或划刻(Ritzen))的情况下的切口(Einschnitt) 13实现。单个的太阳能电池2通过背电极层9的电极区域14相互串联。
[0029]太阳能模块I例如具有100个串联的太阳能电池2和56V的空载电压。在这里所示出的示例中，太阳能模块I的不仅产生的正的(+)而且产生的负的(_)电压端子在背电极层9上来引导并且在那里被电气接触，这下面进一步详细地来阐述。
[0030]为了保护免受环境影响，在前电极层12上施加有中间层15，其例如包含聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)。中间层15的厚度例如为0.76mm。附加地，由基质
7、背电极层9和光电地活动的吸收层8构成的层结构通过带有盖片(Deckscheibe) 16(在说明书引言中称为“第二基质”)的中间层15来密封，盖片16与其背侧(11)粘接。盖片16对于太阳光透明并且例如包含带有较少铁含量的硬化的、特别白的(extraweifi)玻璃。盖片16例如具有1.6mx0.7m的面积。太阳能电池2可被在盖片16的前侧(I)上射入的光(其在图2中通过箭头来表示)照射。盖片16的前侧(I)或前面和基质7的背侧(IV)或背面形成模块外侧或模块外表面。
[0031]此外适宜的是,环绕地以边缘密封部(Randversiegelung) 34作为蒸汽扩散障碍(Dampfdiffusionssperre)来密封在基质7与盖片16之间的边缘区域,优选地利用塑料材料、例如聚异丁烯，以保护腐蚀敏感的光电地活动的吸收层8免于空气中的氧和湿气。边缘密封部34在图7和8中可识别出。整个太阳能模块I为了在使用地点处的装配被固定在铝空腔框架(其在此未示出)中。
[0032]在太阳能模块I中，这两个产生的电压端子(+，-)通过两个联接导体17被引导到基质7的背侧(IV)或背面(其在图1、7和8中示出)上。
[0033]此时观察图7，在其中示出在联接导体17的区域中通过模块I的剖面。太阳能模块I在这两个联接导体17的区域中具有相同的结构。
[0034]相应地，联接导体17包括例如由铝构成的带状的金属薄膜30，其带有例如0.1mm的厚度和例如20mm的宽度。金属薄膜30 (在此示例性地单侧地)与由电绝缘的材料、例如聚酰亚胺构成的绝缘薄膜31粘合，其中，绝缘薄膜31布置在薄膜导体17的处于外部的侧面上、也就是说在背对基质7的侧面上。在一备选的实施方案中，联接导体17包括镀锡的铜带。同样也可能的是，带状的金属薄膜30在两侧与绝缘薄膜31相连接。绝缘薄膜31示例性地粘接到金属薄膜30上。还可考虑将金属薄膜30层压(einlaminieren)到两个绝缘薄膜31中。
[0035]这两个联接导体17的金属薄膜30与带状的电导体、所谓的汇流条36电连接。这两个汇流条36分别接触太阳能模块I的(在此例如由背电极层9形成的)产生的电压端子(+，-)并且仅在背电极层9的平面的区域中延伸。汇流条36因此用于将这两个电压端子与联接导体17电连接。
[0036]每个汇流条36在此例如构造为金属薄膜、尤其铝薄膜。这两个联接导体17的金属薄膜30和与此电连接的汇流条36可构造成两件式并且彼此不同，其尤其可由彼此不同的材料构成。备选地但是也可能的是，这两个联接导体17的金属薄膜30和与此电连接的汇流条36是一体的或者单件式的金属薄膜，使得汇流条36仅是联接导体17的金属薄膜30的薄膜截段。
[0037]这两个汇流条36与背电极层9例如通过焊接、结合(Bonden)、钎焊(L5ten)或粘接利用能导电的胶粘剂导电地相连接。在铝薄膜中优选地通过超声波结合实现与背电极层9的电连接。
[0038]在图7中所示的示例中，这两个联接导体17分别在侧向的模块边缘32处从由基质7和盖片16构成的复合物出来、围绕基质7的基质边缘33并且直到基质7的背侧(IV)来引导。这两个联接导体17分别具有用于电气接触的联接部位18，其例如在基质7的背侧(IV)上以与其侧缘(基质边缘33)大约20mm的间距来布置，其中，应理解的是，联接部位18原则上可布置在基质7的背侧(IV)的任意部位处。
[0039]这两个联接导体17在联接部位18处的电气接触分别通过在接线盒3中的第一联接装置19 (其为了该目的具有电气接触元件、例如弹性接触元件或夹持接触元件)实现。在图7中示例性地示出弹性接触元件，其接触联接导体17的金属薄膜30。备选地，例如也可能通过钎焊、利用能导电的胶粘剂粘合或超声波结合实现电连接。对于由铝构成的联接导体17适宜的是给联接部位18镀锡，以改善导电性。另一方面，联接部位18不必裸露金属，而是同样可利用由漆或塑料薄膜构成的保护层来覆层，以便在制造过程期间保护金属接触面免于氧化和腐蚀。保护层可为了与物品、例如接触销或接触针的电气接触被穿透。还可考虑由粘上的且可取下的塑料薄膜制造保护层，塑料薄膜在与接触元件真正电气接触之前被移除。
[0040]这两个联接导体17的联接部位18的接触在接线盒3中实现，接线盒3例如由塑料构成并且以注塑方法来制造。这两个接线盒3例如通过粘接来固定在基质7的背侧(IV)或外表面上，这使简单的且快速的自动化装配成为可能。接线盒3与基质7的粘接例如可利用丙烯酸酯胶粘剂或聚氨酯胶粘剂实现。除了简单的且持久的连接外，该胶粘剂满足密封功能和保护所包含的电气部件免于湿气和腐蚀。接线盒3的内部也可以以密封剂、例如聚异丁烯至少部分地来填充，以提高电击穿强度(Durchschlagsfestigkeit)并且减小湿气侵入的风险和伴随于此的泄漏电流(Kriechstrom)。
[0041]在图8中在联接导体17的区域中说明了太阳能模块I的一备选的设计方案。为了避免不必要的重复，仅阐述与图7的区别并且其它参照在那里做出的实施方案。相应地，对于每个联接导体17在基质7中分别设置有在此例如实施为孔的穿孔(Durchbrechung) 35,联接导体17通过穿孔35被引导到基质7的背侧(IV)或外表面上。联接导体17具有金属薄膜30、然而不具有绝缘套31。
[0042]如在图1中所示，这两个接线盒3分别具有带有极端子(Polanschluss) 5的联接缆线4，极端子与第一联接装置19电连接。在这两个极端子5处可将太阳能模块I与电负载、例如逆变器相连接。这两个极端子5尤其可用于太阳能模块I与另外的(未示出的)太阳能模块的串联。[0043]在两个接线盒3中的一个中布置有空载二极管6，其反平行于太阳能模块I的太阳能电池2的通流方向(Durchlassrichtung)与这两个联接导体17串联。通过空载二极管6防止太阳能模块I例如在阴影或模块故障的情况中由于反极性(Verpolung)被损坏。在这两个联接导体17或这两个第一联接装置19之间的电连接在图1中以示意性的方式通过电线20来说明。
[0044]如在图3中所示，在这两个联接导体17或这两个第一联接装置19之间的电连接包括布置在这两个接线盒3之间的扁平带导体21，其以其两个端部截段22分别延伸直到进入接线盒3中。图3显示了对基质7的背侧(IV)或外表面的俯视图以及在扁平带导体21的区域中通过基质7的剖示图，其中，剖线在俯视图中来说明。
[0045]扁平带导体21具有限定的几何形状，使得其可被抓夹机构以相对简单的方式抓取用于装配。如由剖示图可见，扁平带导体21包括导电的金属带26，其被由电绝缘的材料构成的绝缘套23包围，其中，金属带26的两个端部截段22自由地处于接线盒3内。金属带26例如是例如10至30 μ m的厚度、例如50mm的宽度且例如60cm的长度的铝带或镀锡的铜带。金属带26与由例如聚酰亚胺构成的电绝缘的薄膜粘接,其中，电绝缘的薄膜位于所有侧面上、尤其还位于扁平带导体21的面向基质7的侧面上。扁平带导体21以其宽面通过粘接层29粘接到基质7的背侧(IV)或背侧的外表面上，这使在基质7处的简单的且快速的自动化装配成为可能。扁平带导体21的粘接例如可利用丙烯酸酯胶粘剂或聚氨酯胶粘剂实现。还可考虑利用双侧的胶带将扁平带导体21粘接到基质7上。根据电气接触方式可使其端部截段22与基质7粘接而或相对于基质7可自由运动。通过较大的粘接面，可将扁平带导体21可靠地且持久稳定地固定在基质7处。
[0046]通常,扁平带导体21特征在于非常高的纵横比(Aspektverhjiltnis)(宽度与厚度的比例)，使得即使在非常扁平的实施方案中也实现较小的例如小于IOm Ω的电阻。在例如3A的电流的情况下这将导致例如30mV的电压损失，相应于例如大约0.06%的效率损失。
[0047]扁平带导体21的两个端部截段22分别完全位于接线盒3内，其中，绝缘套23延伸直到进入接线盒3中。金属带26的端部截段22用作用于电气接触的联接部位24，这在图4中根据在端部截段22的区域中的剖示图来详细示出。在图4中示出在端部截段22的区域中的剖面，其中，太阳能模块I在这两个端部截段22的区域中具有相同的结构。
[0048]如由图4可见，这两个端部截段22的电气接触分别通过带有由能导电的材料构成的电气接触元件、在此例如弹性接触元件(其弹性负载地达到贴靠向金属带26的表面)的第二联接装置25实现。在使用这样的弹性接触元件时，端部截段22可分别固定(粘接)在基质7处。这两个弹性接触元件25在空载二极管6的中间连接下与这两个第一联接装置
19(这两个联接导体17联接到其处)电连接。尤其地，作为共同的联接装置的组成部分，这两个第二联接装置25可构造用于扁平带导体21的金属带26的电气联接而这两个第一联接装置25可构造用于联接导体17的金属薄膜30的电气联接。
[0049]使用构造为弹性接触元件的联接装置的一特别的优点在于，每个弹性接触元件可构造成使得其通过接线盒3在基质7处的(自动化)装配自动达到与金属带26或金属薄膜30相接触，由此使太阳能模块I的自动化制造容易。备选地，然而也可能使用夹持接触元件或者待通过钎焊、利用能导电的胶粘剂粘合或超声波结合与金属带26连接的接触元件(例如金属线)。[0050]如果金属带26由铝构成，适宜的是给联接部位24镀锡，以改善导电性。应理解的是，联接部位24不必裸露金属，而是可利用由漆或塑料薄膜构成的保护层来覆层，以便在制造过程期间保护金属接触面免于氧化和腐蚀。保护层可为了与物品、例如接触销或接触针的电气接触被穿透。还可考虑由粘上的且可取下的塑料薄膜制造保护层，塑料薄膜在真正电气接触之前被移除。
[0051]在图5中根据相应的俯视图和剖示图示出太阳能模块I的一变体。在此附加地设置有覆盖薄膜27，其布置在已与基质7粘接的扁平带导体21上并且被与基质7的背侧(IV)粘接。覆盖薄膜27因此不位于扁平带导体21的面向基质7的侧面上。覆盖薄膜27比扁平带导体21更宽并且具有侧向伸出的两个薄膜区域28。覆盖薄膜27可与扁平带导体21粘接。在一备选的设计方案中，覆盖薄膜27仅与基质7粘接并且不连接地贴靠扁平带导体21。
[0052]覆盖薄膜27由电绝缘的材料、例如塑料构成。如在图5中所示,覆盖薄膜27可延伸直到进入接线盒3中，其中，端部截段22对于电气接触保持自由。覆盖薄膜27用于扁平带导体21的机械保护，其中，此外加强了扁平带导体21在基质7处的固定。
[0053]在图6中根据俯视图和剖示图示出太阳能模块I的另一变体。该变体与在图5中所示的变体区别仅在于，扁平带导体21不具有绝缘套21并且不与基质8粘接。扁平带导体21或金属带26在基质7处的固定仅通过与基质7粘接的覆盖薄膜27实现。在一可能的设计方案中，覆盖薄膜27与金属带26粘接。在一备选的设计方案中，覆盖薄膜27不与金属带26粘接。在最后提及的情况中，当这两个端部截段22分别在接线盒3中至少在金属带6的带平面的方向上可运动地电气接触使得金属带26可执行热体积变化而在此不产生机械应力时，是有利的。这例如可通过由这两个弹性接触元件电气接触来实现。通过该措施可改善耐久性。
[0054]在图6中所示的变体中，扁平带导体21的覆盖薄膜27具有较大的宽度，这意味着这两个侧向伸出的薄膜区域28的尺寸大于在图5中的扁平带导体21的尺寸。备选地还可考虑的是，覆盖薄膜27的宽度小于图5的扁平带导体21的宽度。
[0055]本发明提供一种太阳能模块、尤其薄层太阳能模块，在其中用于将太阳能电池联接到联接装置处的联接导体在接线盒中在空载二极管的中间连接下通过扁平带导体相互电连接。扁平带导体使在基质处的待在技术上简单地实现的自动化的固定成为可能，其中，例如通过粘接可将扁平带导体可靠地且安全地与基质相连接。
[0056]附图标记清单 I太阳能模块
2太阳能电池 3接线盒 4联接缆线 5极端子 6空载二极管 7基质 8吸收层 9背电极层10半导体层11缓冲层12前电极层13切口14电极区域15中间层16盖片17联接导体18联接部位19第一联接装置
20导线21扁平带导体22端部截段23绝缘套24联接部位25第二联接装置26金属带27覆盖薄膜28薄膜区域29粘接层30金属薄膜31绝缘薄膜32模块边缘33基质边缘34边缘密封部35穿孔36汇流条。
【权利要求】
1.一种太阳能模块(I)，其带有用于光电地产生能量的大量串联的太阳能电池(2)，其带有以下特征: -所述太阳能模块具有相反极性的两个电压端子(+，_)，其分别通过联接导体(17)被引导到模块外表面(IV)上， -这两个联接导体(17)分别电气地联接到单独的联接装置(19)处，其中，每个联接装置(19)位于单独的联接壳体(3)中， -这两个联接壳体(3)分别固定在所述模块外表面(IV)处， -这两个联接导体(17)在至少一个空载二极管(6)的中间连接下电气地相互连接， -这两个联接装置(19)通过布置在这两个联接壳体(3)之间的固定在所述模块外表面(IV)处的扁平带导体(21)电气地相互连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能模块(I)，在其中所述扁平带导体(21)至少在这两个联接壳体(3)之间被由电绝缘的材料构成的套(23)包围。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的太阳能模块(I)，在其中所述扁平带导体(21)与所述模块外表面(IV)粘接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能模块(I)，在其中所述扁平带导体(21)被由电绝缘的材料构成的固定在所述模块外表面(IV)处的遮盖部(27)遮盖。
5.根据权利要求4所述的太阳能模块(I)，在其中所述遮盖部(27)与所述模块外表面(IV)粘接。
6.根据权利要求4或5中任一项`所述的太阳能模块(1)，在其中所述遮盖部(27)不与所述扁平带导体(21)连接。
7.根据权利要求6所述的太阳能模块(I)，在其中所述扁平带导体(21)与这两个联接导体(17)电气连接成使得所述扁平带导体(21)在带方向上不固定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能模块(I)，在其中所述联接装置(19)分别包括用于所述扁平带导体(21)的电气接触的接触元件、尤其弹性接触元件(25)。
9.根据权利要求8所述的太阳能模块(I)，在其中所述接触元件(25)构造成在所述联接壳体(3)固定在所述模块外表面(IV)处时自动地达到与所述扁平带导体(21)电气接触。
10.一种用于自动化制造太阳能模块(I)的方法，所述太阳能模块带有用于光电地产生能量的大量串联的太阳能电池(2)，其中，所述太阳能模块具有相反极性的两个电压端子(+，_)，其分别通过联接导体(17)被引导到模块外表面(IV)上，其中，这两个联接导体(17)分别电气地联接到单独的联接装置(19)处，其中，每个联接装置(19)位于单独的联接壳体(3)中，所述方法具有以下步骤: -将这两个联接壳体(3)分别固定在所述模块外表面(IV)处， -将这两个联接装置(19)在空载二极管(6)的中间连接下通过布置在这两个联接壳体(3)之间的扁平带导体(21)电气地相互连接，其中，将所述扁平带导体(21)固定在所述模块外表面(IV)处。
11.根据权利要求10所述的方法，在其中将所述扁平带导体(21)与所述模块外表面(IV)粘接。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的方法，在其中将遮盖所述扁平带导体(21)的遮盖部(27)固定在所述模块外表面(IV)处。
13.根据权利要求12所述的方法，在其中将所述扁平带导体(21)通过所述遮盖部(27)固定在所述模块外表面(IV)处。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，在其中在所述联接壳体(3)固定在所述模块外表面(IV)处时接触 元件(25)自动地被带到与所述扁平带导体(21)电气接触。
【文档编号】H01L31/048GK103890959SQ201280051190
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月18日 优先权日:2011年10月19日
【发明者】M.德赫, R.加斯, T.哈普, J.B.菲利普, M.拉泰查克, W.施泰特尔, L.福兰 申请人:法国圣戈班玻璃厂