[发明专利]带有扁平带导体的太阳能模块以及用于其制造的方法

说明书

技术领域

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(Tr?gersubstrate)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

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。

利用单个的太阳能电池典型地仅可实现小于1V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 C1和EP 2200097 A1。

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。

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。

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 A1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

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。

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I-III-VI半导体。

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。