[发明专利]在遮蔽情况下效率提高的光伏元件，以及用于生产这种光伏元件的方法

说明书

本发明涉及一种光伏元件(1)，该光伏元件包括至少一个光伏电池(2)，该至少一个光伏电池具有基底电极(3)、顶部电极(4)以及具有至少一个光敏层(6)的层系统(5)，所述层系统(5)布置在该基底电极(3)与该顶部电极(4)之间。该至少一个光伏电池(2)被至少部分地分割成片段(7)，其中，该分割被设计为使得一个片段(7)的至少该顶部电极(4)和该层系统(5)与另一个片段(7)的该顶部电极(4)和该层系统(5)通过至少一个空腔(8)分离，从而防止彼此之间接触，或者一个片段(7)的该顶部电极(4)、该层系统(5)和至少部分地该基底电极(3)与另一个片段(7)的该顶部电极(4)、该层系统(5)和至少部分地该基底电极(3)通过至少一个空腔(8)分离，从而防止彼此之间接触；相对于该至少一个光伏电池(2)的层系统(5)至少基本上垂直地形成该至少一个空腔(8)；并且该至少一个光伏电池(2)的片段(7)以导电方式并联连接在一起，使得流经该至少一个光伏电池(2)的电流分布到各个片段(7)。

本发明涉及一种包括至少一个光伏电池的光伏元件，一种包括至少两个这种光伏元件的光伏系统，以及一种用于生产这种光伏元件的方法。

光伏元件、特别是集成到建筑结构中的光伏元件会被暂时遮蔽。光伏元件由至少一个可以串联或并联连接的光伏电池组成，该光伏电池包括至少一个光敏层。

光伏元件或其串联连接的光伏电池并不总是都以相同的程度被遮蔽，而是仍然部分地暴露于阳光下。在这种情况下，与其它光伏电池串联连接的被遮蔽的光伏电池产生与未被遮蔽的光伏电池相比相反的电压，这限制或阻止了来自其它光伏电池的电流流经该光伏电池。

现有技术中已知的用于避免部分遮蔽问题的方法使用旁路二极管，以继续确保串联连接的光伏电池的电流，并且避免损坏部分地被遮蔽的光伏电池。在被遮蔽的或有缺陷的光伏电池的情况下，通过将旁路二极管与光伏电池并联连接来降低功率损耗。如果光伏元件、特别是光伏元件的光伏电池至少部分地被遮蔽，则该光伏电池不产生电压或产生较低的电压，并且由在其上游串联连接的光伏电池产生的电流无法被传导并会损坏至少部分地被遮蔽的光伏电池。在这种情况下，旁路二极管可以接管所产生的电流从在上游连接的光伏电池通过旁路二极管到在下游连接的光伏电池的传导，从而防止损坏被遮蔽的光伏电池。因此，光伏元件可以在至少部分地被遮蔽的光伏电池下继续工作。然而，这种解决方案非常昂贵并且需要高度的复杂性，这也导致高昂的额外成本。

US 20150349164 A1披露了一种包括集成旁路二极管的太阳能电池，其中，旁路二极管和太阳能电池包括在基板上彼此相邻的不同区域并且通过间隙分离。

EP 1 920 468 B1披露了一种包括旁路二极管的有机光伏电池。

WO 2014/051889 A1披露了一种包括大量光伏电池的太阳能电池，其中，光伏电池具有特定的中间空间布置，使得电池的最终区域仅允许最大反向电压，并且可以减少旁路二极管的数量。

然而，现有技术的缺点是，在生产期间将完整的旁路二极管集成到光伏电池中已被证明是复杂的。旁路二极管需要更大的不能再产生电流的区域，这导致光伏元件的功率损耗更大。此外，已知的方法特别不适合用于生产光伏元件的卷对卷方法。

因此，本发明的目的在于提供一种光伏元件，该光伏元件在至少部分地遮蔽单独的光伏电池或电池区域的情况下具有更好的效率，并且增加了被遮蔽的光伏电池的使用寿命，而不会出现上述缺点，并且，特别是在至少部分地遮蔽光伏电池的情况下，光伏元件不会被损坏。特别地，有效区域损失应该尽可能小，并且对性能的影响应该最小。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的配置通过从属权利要求而显而易见。