Titelaufnahme

Titel
Kontaktierungsmethoden von Silizium-Solarzellen mit verzinnten Kupferdrähten / von Michael Stietka
VerfasserStietka, Michael
Begutachter / BegutachterinSummhammer, Johann
Erschienen2010
Umfang106 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Solarzellen / Silizium / Kontaktierung / Kupferdrähte / Löten / Abschattung / Serieller Widerstand / Effizienz
Schlagwörter (EN)solar cells / silicon / contacting / copper wires / soldering / shading / serial resistance / efficiency
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-38377 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Kontaktierungsmethoden von Silizium-Solarzellen mit verzinnten Kupferdrähten [4.76 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit aus dem Gebiet der Photovoltaik beschäftigt sich mit dem Thema der Kontaktierung von Solarzellen aus Silizium. Sie stellt eine neue Methode der Kontaktierung vor. Die der Arbeit zu Grunde liegenden Versuche und Messungen wurden mit handelsüblichen mulitkristallinen Standardsiliziumzellen mit einer Phosphor-Bordotierung durchgeführt.

Einer Anwendung des entwickelten Kontaktierungsverfahrens auf monokristalline Zellen widerspricht jedoch nichts.

Grundkonzept des neuen Verfahrens, der Feindrahtkontaktierung, ist der Verzicht auf Busse in Form von Kupferbändern wie sie bei der standardmäßigen Kontaktierung verwendet werden. Anstelle derer treten viele dünne Kupferfeindrähte. Diese sollen direkt auf die Finger des üblichen Fingergrids gelötet werden und möglichst deckungsgleich auf den aufgesinterten Fingern haften. Die Kupferdrähte sind stark vorverzinnt und wenn möglich nur mittels dieser Eigenverzinnung zu verlöten.

Die erste Phase der Arbeit betrifft Vorabschätzungen der erhofften Leistungssteigerungen durch verringerte Abschattung und verringerte Ohmsche Verluste bei feindrahtkontaktierten Zellen anhand von Berechnungen. Der praktische Arbeitskern und dessen Protokollierung ist eine Untersuchung der Durchführbarkeit der Feindrahtkontaktierung. Augenmerk liegt dabei auf Haftung der Lötstellen und der Deckungsgleichheit bzw. Präzision bei der Lötung. Hierzu war einerseits eine exakt justierbare Halterung der Drähte zu konstruieren, andererseits wurden mehrere unterschiedliche Lötvorrichtungen geplant, gebaut und getestet. Mit diesen wurde eine Reihe von Testzellen hergestellt.

Abschließend wurden die Leistungssteigerung der Testzellen durch die Feindrahtkontaktierung und weitere Parameter in mehreren Messreihen untersucht. Diese zeigten eine verbesserte Effizienz der mit der neuen Methode kontaktierten Zellen gegenüber der Standardkontaktierung.

Zusammenfassung (Englisch)

The present work in the field of photovoltaics is concerned with the theme of the contact of silicon solar cells. It presents a new method of contacting. The work underlying experiments and measurements were performed with commercially mulitcryistalline standard silicon cells with a phosphorus-boron doping. An application of the developed contacting methods on monocrystalline cells contradicts nothing. Basic concept of the new procedure, the thin copper wire contacting is, the absence of busses in the form of copper strips as used in the standard contacting. Instead, many of which appear tinned thin copper wires are used. These will be soldered directly on the fingers of the usual finger grids, if possible without extra tin, and should cover the sintered fingers to minimize shading. The first phase of the work concerns preliminary estimate of the expected performance improvements through reduced shading and reduced ohmic losses with the new method. The practical work and its main item is a study of feasibility. Attention is given to adhesion of the solder contacts and the precision. On one hand, a precisely adjustable mounting of the wires was to construct, on the other hand, a number of different soldering devices designed, built and tested. With these, a number of test cells were prepared. Finally, the performance of the test cells and other parameters were examined in several series of measurements. These showed an improved efficiency of the with tinned thin copper wires contacted cells compared with the standard contacting.