(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板又は表板などの支持材料に形成された電池材料層（１１、１２、１３）の複数の薄膜太陽電池を備える、少なくとも１つ又は好ましくは複数の太陽電池を具備する薄膜太陽電池モジュール上に、少なくとも１つの導電性接点エリアを形成する方法において、
前記少なくとも１つの導電性接点エリアが、特に太陽電池モジュールの相互接続された前記太陽電池のうち最初及び最後の太陽電池上の少なくとも１つの集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）として構成され、且つ、
前記少なくとも１つの導電性接点エリアが、前記集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）を外部導電体の接続デバイスに導電的に接続する少なくとも１つの電流路（６、７、１８、１９、２８、２９）として構成され、
前記少なくとも１つの集電路及び電流路がコールドスプレー処理によって前記太陽電池モジュール上に形成され、
前記電流路（１８、１９）の少なくとも１つが前記太陽電池モジュールの１つ又は複数の縁部除去区域（１０）に形成される、方法。
【請求項２】
前記集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）及び／又は前記電流路（６、７、１８、１９、２８、２９）がコールドスプレーによって前記太陽電池モジュールに付着される材料のみから成る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記コールドスプレー処理によって金属が前記太陽電池モジュールに付着され、前記金属が、少なくとも前記太陽電池モジュールに衝突するとき、衝突位置において有効な処理条件下でその融点を下回る温度を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記太陽電池モジュールに衝突するとき、金属が３００℃未満、好ましくは１５０℃未満の最高温度を有するようにして、前記コールドスプレー方法によって前記太陽電池モジュール上に前記金属が溶射される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記太陽電池モジュールへの付着後、いずれの場合においても、溶射された前記金属がその融点の５０％超過、好ましくは２／３超過の温度まで特定のエリアで加熱される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
アルミニウム、銅、ニッケル、又はスズが前記コールドスプレー処理によって前記太陽電池モジュールに付着される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
亜鉛が前記コールドスプレー処理によって前記太陽電池モジュールに付着される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
溶射された前記金属が異なる純金属の混合物から成る、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記金属がラバル管を用いて溶射される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記コールドスプレーが３５μｍ超過の粒径を有する金属粉末を用いて行われる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記コールドスプレー処理で溶射された前記集電路又は電流路の断面が長方形ではない、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記コールドスプレー処理で溶射された前記集電路又は電流路の断面が２ｍｍ２未満、好ましくは１ｍｍ２未満である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記コールドスプレー処理で溶射された前記集電路又は電流路の断面が０．７ｍｍ２未満、好ましくは０．３ｍｍ２未満である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記電流路（１８、１９）の少なくとも１つが前記太陽電池モジュールの１つ又は複数の縁部除去区域（１０）に形成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
いくつかの区画において、前記集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）が縁部除去区域（１０）に位置し、いくつかの区画において、前記太陽電池材料の前記電池材料層（１１、１２、１３）の１つ又は複数が縁部領域で重なり合う、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
背面ガラス（３１）が、前記薄膜太陽電池（２３）を備えた前記基板（２２）の側を前記層から離れて面する前記背面ガラス（２２）の側に導電的に接続する導電接点エリアによって貫通される少なくとも１つの穴（３０）を有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の、又は請求項１の前提部に記載の方法。
【請求項１７】
接点がコールドスプレーによって前記穴（３０、５０）に作成される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記集電路の少なくとも１つ及び／又は前記電流路の少なくとも１つが、前記支持材料の前記縁部領域（１０）ではなく前記支持材料の更に中心寄りに形成される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
ガラス・ガラスモジュールとして形成された太陽電池モジュールにおいて、
前記集電路が前記縁部除去区域に重なり合う形で前記基板（２２）に溶射され、前記電流路が前記モジュールの組立て前に前記背面ガラス（３１）に溶射される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板（４２）が、前記薄膜太陽電池（４３）を備えた前記基板（４２）の側を前記電池から離れて面する前記基板（４２）の側に導電的に接続する導電接点充填剤（５１）によって貫通される少なくとも１つの穴（５０）を有する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
基板又は表板などのキャリア材料上に配置される複数の電池材料層（１１、１２、１３）を備え、且つ、特に太陽電池モジュールの相互接続された前記太陽電池のうち最初及び最後の太陽電池上の少なくとも１つの集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）を形成する少なくとも１つの導電性接点エリアと、前記集電路（４、５、１６、１７、２４、２５）を外部導電体の接続手段に導電的に接続する少なくとも１つの電流路（６、７、１８、１９、２８、２９）と、を更に備える太陽電池モジュール、特に薄膜太陽電池モジュールにおいて、
前記電流路の少なくとも１つは、前記太陽電池モジュールの１以上の縁部除去区域（１０）内に位置していることを特徴とする、太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部による薄膜太陽電池及び太陽電池モジュールを接触させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願の意味における薄膜太陽電池モジュールは、基板又は表板（Ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔ）などの支持材料、特にガラスパネルの上に配列され、適切な半導体層によって分離された複数の太陽電池を備える。それぞれの太陽電池は、電子と正孔の対を入射光によって発生するフォトダイオードの原理に従って電流をそれぞれ発生させる。この分離は、半導体層をドープすることによって生成することができる電界によってもたらすことができる。
【０００３】
太陽電池を電力回路の一部として使用できるようにするためには、光電流を半導体層から取り出すために半導体層の確実な接触が必要とされる。
【０００４】
薄膜太陽電池の場合、個々の電池の直列接続は、例えば、レーザーアブレーションによって、又は堆積層の機械的スコアリングを用いて、切断段階及びその後に続く構造化の適切な処理シーケンスによって得られる。これによって作成されるモノリシック接続は、例えば、特徴的なニードルストリップ（Ｎａｄｅｌｓｔｒｅｉｆｅｎ）パターンによって、完成したモジュール上に示される。
【０００５】
更に、以下、集電路と呼ばれる、光電流を取り出すための導体路又は金属ストリップは、最も外側の２つの個々の電池に形成され、それら導体路は次いで、以下、電流路と呼ばれる更なる導電経路を通して、例えば、外部の導体を接続するための接合箱（Ａｎｓｃｈｌｕｓｓｄｏｓｅ）に好ましくは接続される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
集電路及び任意に提供される電流路は、通常、スズめっきを施した銅ストリップから成る。これらのストリップを、導電性接着剤によって半導体層に接着することが知られている。この目的に使用される既知の接着剤は、例えば、湿気及び高温に対する接着剤の不十分な耐性など、複数の不利な点を有する。接着剤の成分による個々の電池の汚染は等しく批判的に評価されるべきである。それに加えて、接着剤の塗布中の比較的複雑な機械的及び熱的な処理制御によって、組立ての経費が増加する。
【０００７】
あるいは、集電路及び／又は電流路は、熱はんだ処理によって導電的なやり方で太陽電池に接続することができる。ここでの問題は、すべての材料を従来通りにはんだ付けできるとは限らないことである（例えば、セラミックや、例えばＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＩＴＯ、又はアルミニウムなどのＴＣＯ（透明導電性酸化物）など）。それに加えて、すべての金属（例えば、アルミニウムなど）がはんだ付け可能ではないので、バックコンタクト（Ｒｕｅｃｋｋｏｎｔａｋｔｅｓ）を実装するときにニッケル／バナジウムの更なる中間層を広範囲に形成することが必要である。更に、局所はんだ付けによって引き起こされる局所的な機械的応力は好ましくない。
【０００８】
また、従来のはんだ付け処理ができない場合にも使用することができる超音波はんだ付けによって、集電路及び電流路を形成することが知られている。しかし、ここでの不利な点は、金属ストリップをＴＣＯに超音波はんだ付けするのに、非常に高価で特殊なはんだが必要なことである。比較的複雑な機械的処理制御及び困難な処理監視も悪影響を有する。
【０００９】
独国特許出願公開第３００１１２４ＯＳ号明細書は、薄膜太陽電池として構成されていない従来の太陽電池の表面に導電性接点を形成する方法であって、金属材料及びシリコンの合金化温度を上回る温度からの溶射によって金属材料の粒子が形成され、シリコンと合金化し、それによってシリコン表面に付着する温度で表面に達するような距離から、粒子が表面に向かって吹き付けられる方法を開示していることに留意されたい。類似した処理は米国特許第６，６２０，６４５号明細書によって知られている。高温である結果として（例えば、この文献の第４コラム、第６〜７行を参照）、例えば、大幅に加熱された粒子が酸素と接触すると酸化するため、方法は、導体路を薄膜太陽電池に形成するのには適さない。ガラス支持体の場合、熱負荷がその破損に結び付く可能性もある。
【００１０】
この背景に対して、本発明の目的は、１つ又は複数の薄膜太陽電池を有する薄膜太陽電池モジュールに導電性接点を形成する、最適化された方法を提供することである。
【００１１】
本発明は、請求項１の主題によってこの目的を達成する。本発明は、請求項２６及び２７の太陽電池モジュールを更に提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１によれば、基板又は表板などの支持材料に形成された（ａｕｆｇｅｂｒａｃｈｔｅ）複数の電池材料層を備える、少なくとも１つ、好ましくは複数の太陽電池を備える薄膜太陽電池モジュール上に、少なくとも１つの導電性接点エリアを形成する方法であって、少なくとも１つの導電性接点エリアが、コールドスプレー処理（Ｋａｌｔｇａｓｓｐｒｉｔｚｖｅｒｆａｈｒｅｎｓ）を用いて太陽電池モジュール上に形成又は固定される方法が提供される。コールドスプレーによる接点は、アルミニウムから成る場合、ガラスに特に良好に付着する。
【００１３】
本発明の有利な実施形態は従属請求項において特定される。
【００１４】
コールドスプレーのみによって接点を、好ましくは集電路及び／又は電流路を形成することも実現可能である。
【００１５】
あるいは、例えば銅接点などの金属接点、特に銅の導体路を、基板若しくは表板などの支持材料に形成するか、又は支持材料に固定するため、コールドスプレーを使用することも実現可能である。
【００１６】
冷間ガス溶射とも呼ばれるコールドスプレーは、例えば、溶射された金属微粒子が溶融状態で処理されないという点で、火炎溶射、アーク溶射、又はプラズマ溶射処理などの溶射処理とは異なる。その結果、コールドスプレーは、金属の性質が概ね変化せずに維持され、溶射を施される工作物が高温によって影響を受けず、又は更には破壊されないという利点を有する。金属粒子の酸化は比較的適度な温度によって防止される。電流導体路及び電流路は、好ましくは、支持材料に直接、即ち中間層を伴わずに形成される。
【００１７】
コールドスプレー処理では、金属粒子は当然加熱されるが溶融はされず（上述のように、溶射処理とは異なる）、超音波速度でノズル（ラバル管）を介して吹き付けられる。数百度まで加熱されたキャリアガスは、ノズル内で膨張し、必要とされる粒子の高速化をもたらす。金属粒子は、形態学的に稠密な低酸化物層の形で支持材料基板上に、例えば基板又は表板上に堆積される。
【００１８】
好ましくは、アルミニウム微粒子（例えば、３５μｍ）が、本発明によるコールドスプレーによって吹き付けられ、それら粒子は、基板又は表板に衝突するとき、３００℃、好ましくは１５０℃の最高温度を有する。
【００１９】
金属の集電路又は電流路は、特別の接触パターンを使用して、コールドスプレーによって太陽電池に形成される。太陽電池の接触及び電流路の形成は、１つの成分のみ、即ち金属粉末を用いて得ることができる。しかし、これは、異なる金属又は合金の組合せとして形成することもできる。
【００２０】
本発明の特別な特徴は、スプレーノズルがロボットシステムによって移動される場合、電池の接触における処理工程の柔軟性が高いことである。
【００２１】
これによって、非常に複雑な接触パターンを太陽電池モジュール上に作成することができる。長いセットアップ時間を必要とすることなく、又は生産ラインをも中断させる必要なしに、異なる基板サイズに迅速に適応することも可能である。
【００２２】
処理では、出発材料の機械的及び電気的性質に類似した性質を、溶射層において実現することができる。
【００２３】
通常、金属及び処理パラメータに応じて、導電率の２０〜９０％が達成される。
【００２４】
導電率の更なる増加は、後に続く熱処理工程によって達成することができる。この場合、温度は、好ましくは、溶射される金属の融点の５０％超過、特に２／３超過であるべきである。この場合、加熱は、金属経路に局所的に限定されて有利に行われることができる（レーザー、火炎、又は誘導）。
【００２５】
サンプルが、高い空気湿度及び温度を有する雰囲気に暴露される場合（例えば、８５％、８５℃、１０００時間）、電気抵抗は測定精度内で変動しない。
【００２６】
コールドスプレー処理は、高い堆積速度及び自動化の高い実現可能性によって特徴付けられる。同時に、支持材料が受ける熱的及び機械的な負荷は非常に低い。金属（例えば、アルミニウム又はスズ）は、ガラス又はセラミック上に直接吹き付ける（堆積させる）ことができる。
【００２７】
ガラス及びセラミックに対する付着を改善するため、異なる純金属（合金）、及び／又は異なる粒径（粉末径）を有する混合物を吹き付けることができる。異なる純金属／合金の多層の軌道も容易に達成することができる。
【００２８】
適切なスプレーノズルによって、数ミリメートル幅（好ましくは４ｍｍ未満）の噴射幅を達成することができる。その結果、適用中のマスクを用いることなく、作業することが可能であり、現行の高い付着度に関わらず溶射の損失を更に最小限に抑えられる。
【００２９】
処理は、形成される導体路が通常は正確な長方形の断面を形成しないという利点を付加的に有する。溶射された導体路の断面は、むしろ、ガウス分布に対応する（図８も参照）。これは、後に続くガラス−ガラス複合材（Ｇｌａｓ−Ｇｌａｓｖｅｒｂｕｎｄｅｓ）の作成中、金属ストリップの長方形の導体路の場合よりも大幅に容易に、含まれる空気を押し出すことができるという利点を有する。その結果、良好な複合材のために薄いＰＶＢ膜を使用することができる。溶射された導体路の高さは、処理パラメータの選択によって非常に容易に変化させることができる。
【００３０】
処理は、２枚のガラスパネルを備えるいわゆるガラス・ガラスモジュール（Ｇｌａｓ−Ｇｌａｓ−Ｍｏｄｕｌ）として構成される薄膜太陽電池モジュールに集電路を形成するのに特に有利に適用することができる。
【００３１】
処理の更に有利な変形例によれば、金属経路は、比較的粗い粉末（例えば、３５μｍ超過の粒径を有する）で作られ、それによって、そのようなやり方での生産中における粉じん爆発のリスクは無視できるので、安全技術の観点から見て処理が最適化される。
【００３２】
より粗い粉末の場合、後に続く支持材料の洗浄を場合によっては省略することさえ可能である。
【００３３】
コールドスプレー処理の更なる利点は、異なる組合せで、従来技術による導体路をコールドスプレーによって作成される導体路と組み合わせることができることである。
【００３４】
したがって、本発明の有利な変形例によれば、コールドスプレーは、実際の集電路として役立つ銅ストリップを形成するのに使用される。
【００３５】
しかし、銅ストリップと太陽電池との電気的接触は、導電性接着剤ではなく、コールドスプレー処理において溶射された金属によって得られる。
【００３６】
この場合、金属は、点で、又は連続線の形態で形成される。これはいくつかの利点を有する。したがって、銅ストリップは、同じ断面を有するアルミニウム経路よりも高い電流容量を有する。それに加えて、連続的な金属経路が溶射された場合、溶射された金属層によって腐食防止が既に達成されているので、銅ストリップのスズめっきは任意に省略することができる。それに加えて、スパッタリングされたアルミニウムのバックコンタクト／反射器に対する直接的な接触がそれによって可能である。ニッケル・バナジウム終端層は不要である。
【００３７】
方法の１つの変形例によれば、コールドスプレー処理によって集電路を形成する一方、従来の金属ストリップから電流路を作成すること、又はその逆も可能である。
【００３８】
適切な規格化、例えば、ＤＩＮ  ＥＮ  ６１６４６の薄膜太陽電池の試験のための湿潤条件下での絶縁試験／クリープ電流試験によれば、外縁部、好ましくは電池層でコーティングされた基板又は表板の外側１〜２ｃｍは、モジュール縁部に対して十分な機械的及び電気的な安全距離があるように、電池層を有してはならない。それに加えて、モジュール縁部から始まり、モジュール内部へと進行する場合が多いＴＣＯの腐食が阻止される。したがって、ガラス基板又は表板は、このエリアを電流輸送に使用することができるように、縁部が露出している。集電路は、アクティブセル層上に直接、又はガラス基板若しくは表板に重なり合う形で溶射される。
【００３９】
アルミニウムをコールドスプレーに使用すると、アクティブセル層の接触は、溶射アルミニウムがこれらの電池層を１つの領域で接触させ、且つ特にガラス製の基板若しくは表板を別の領域で接触させた場合に、この領域がガラスに特に良好に付着するか、又はガラスとともに化合物を形成するので、アクティブセル層の接触が特に良好であることが実験によって示されている。また、アルミニウムは安価であり、非常に良好な密度対導電性の比を有するので好ましい。
【００４０】
従来技術に対応する構造のモジュール変形例では、電流路を電池のアクティブ層から局所的に電気的に分離する絶縁膜が必要である。集電路との交点では、次にニッケル層を任意に局所的に更に溶射することができる。
【００４１】
第３の実施形態では、集電路及び電流路は両方とも、太陽電池モジュールのデコーティングされた（ｅｎｔｓｃｈｉｃｈｔｅｔｅｎ）縁部領域に形成される。
【００４２】
集電路は第１の実施例と同様に形成（溶射）され、一方で電流路は太陽電池のアクティブ層に触れずに、縁部除去区域（ｒａｎｄｅｎｔｓｃｈｉｃｈｔｅｔｅ  Ｚｏｎｅ）のみに案内される。ここでの利点は、電流路用の絶縁膜を省くことができ、接続をモジュール縁部に位置させることができることであり、これは、いわゆる半透明の、即ち部分透光性モジュールの場合に有利である。
【００４３】
短い金属ストリップ又はワイヤは、それらが基板上にコールドスプレーされた金属によって直接接続されて固定されているとき、集電路又は電流路の自由な端部を形成することができる。自由な端部又はワイヤは、背面ガラスの穴若しくはスリットを介して、又はモジュール縁部を越えて案内することができる。
【００４４】
更に、導体路の電気的接触は、コールドスプレーされた金属によって、支持材料又は背面ガラスの穴を直接介して得ることができる。アルミニウムを使用すると、ガラスとの化学結合を確保することによって、耐候的な方法でドリル穴を閉じることができる。この接触スキームを用いて、絶縁膜を省くことができ、それによって製造コストが低下し、製造処理が単純化される。
【００４５】
更なる変形例によれば、絶縁膜を有さない電流路は、支持材料の縁部ではなくモジュールの更に中心に向かって形成される。この場合、短絡を回避するため、ガラス基板又は表板上へと可能な限り延在する絶縁構造によって（例えば、レーザーアブレーション若しくは機械的スコアリングによって）、個々の太陽電池又はモジュール全体が、アクティブセルの領域を電流路の領域から分離することが必要である。基板又は表板に対する金属付着を改善するため、電流路のための範囲を付加的な絶縁構造（堆積層のスコアリング）によって提供することができる。それに加えて、集電路のより良好な付着のため、更なる絶縁構造を取り付けることができる。
【００４６】
上述の実施例では、集電路及び電流路を両方ともアクティブセル層を有する前面ガラスに取り付けていたが、ガラス・ガラスモジュールの更なる変形例ではこれは異なる形で解決される。この変形例では、好ましくは、集電路の１つは、縁部除去区域に重なり合う形で前面ガラス上に溶射される。他方で、電流路はモジュールの組立て前に背面ガラス上に溶射される。膜、特に前面及び背面ガラスを接着するＰＶＢ膜は、後で集電路及び電流路の交点となるところに位置する２つの打ち抜かれた穴又はスリットを有する。経路間の電気的接触は、導電性接着剤又は金属の低融点合金によって得ることができる。
【００４７】
導電性接着剤の硬化処理又は合金若しくは金属の溶融は、例えば、積層処理中に行うことができる。
【００４８】
接触のこのやり方では、アクティブセル表面は絶縁構造によって失われない。ＰＶＢ膜は更に絶縁膜として機能する。ここで、付加的な絶縁膜を使用する必要がなく、接合箱の位置が任意であることは有利である。
【００４９】
更なる変形例によれば、集電路の接触は、電池層から離れて面する側に至る穴を介して案内される。この側で、電流路を接合箱に案内することができる。
【００５０】
表板構造では、日光は最初に透明支持材料を、例えばガラスを通過し、次に支持体に堆積された機能層を通過する。
【００５１】
基板を用いる方策では、支持体が機能層の後のビーム経路に位置するので、支持材料の光学的透明性を省くことができる。
【００５２】
１つのみの接合箱の代わりに、２つのそのような箱を使用することも可能である。その結果、電流路が不要になる。
【００５３】
以下、図面を参照して例示的実施形態によって本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】既知の薄膜太陽電池モジュールの概略図である。
【図２Ａ】更なる既知の薄膜太陽電池の縁部領域の切欠拡大図である。
【図２Ｂ】更なる既知の薄膜太陽電池の縁部領域の切欠拡大図である。
【図３Ａ】コールドスプレーされた集電路を備える薄膜太陽電池モジュールの更なる概略断面図である。
【図３Ｂ】薄膜太陽電池モジュールの断面図である。
【図３Ｃ】コールドスプレーされた集電路を備える薄膜太陽電池モジュールの縁部領域の断面図である。
【図４】更なる薄膜太陽電池モジュールの平面図である。
【図５】更なる薄膜太陽電池モジュールの平面図である。
【図６Ａ】薄膜太陽電池モジュールの分解組立図である。
【図６Ｂ】図６Ａの薄膜太陽電池モジュールの一区画を通る断面図である。
【図７Ａ】更なる薄膜太陽電池モジュールの断面図である。
【図７Ｂ】更なる薄膜太陽電池モジュールの断面図である。
【図８】コールドスプレーされた集電路を通る断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１は、表板として、例えばガラスパネルとして形成することができる支持体又は支持材料２上に、ここでは基部として構築される薄膜太陽電池モジュール１を示す。光学的に透明又は不透明の基板を支持材料として有する構成も実現可能である。
【００５６】
薄膜太陽電池モジュール１は、図面では太陽電池間の分離線によって示される、支持体上にモノリシック接続の形で形成される複数の太陽電池３を備える。モノリシック接続により、１つの太陽電池から別の太陽電池へと電流を取り出すことが可能である。
【００５７】
互いに直列に接続された太陽電池の最初と最後の薄膜太陽電池３には集電路４、５が位置し、それらが次に、外部導電体を接続する接合箱９へと好ましくは案内される電流路６及び７に接触している。１つの接合箱がそれぞれ集電路上に直接位置付けられる場合、電流路を排除することも可能である。
【００５８】
好ましくは等しい長さの電流路６及び７は、通常、個々の薄膜太陽電池を通して薄膜太陽電池モジュール全体のほぼ中心を通る。
【００５９】
短絡が生じないように、例えば絶縁膜８によって実現される絶縁層を、薄膜太陽電池３と電流路６及び７との間に配置又は形成することが必要である。
【００６０】
電流発生体である薄膜太陽電池３が全体で占める面積は支持材料又は支持体２よりもある程度小さいので、自由縁部区域１０が、完全な絶縁を達成する役割を果たす支持体の周辺に提供される。
【００６１】
縁部区域１０は、様々な太陽電池材料層の対応する縁部領域を除去することによって、それら材料層を形成した後に形成され、縁部除去区域として指定される。
【００６２】
図２Ａは、様々な層１１、１２、１３を形成した後、及びそれらの層を除去して縁部除去区域１０を形成する前の、支持体２の縁部区画の側面図を示す。ここで除去される電池層は、バックコンタクト層（導電層Ａ）１１と、例えばシリコン（例えば、非晶質若しくは微晶質）で作られる吸収体層１２と、ここでは支持材料２に隣接する、いわゆるＴＣＯ層（透明導電性酸化物、導電層Ｂ）１３とを備える。
【００６３】
太陽の照射が反対側から入る、即ち電池層を受け入れる側から入る表板にも同じことが当てはまる。層は同様に配置され指定される。
【００６４】
これらの層の縁部領域を除去した後、薄膜モジュール全体の安全な機能に必要な、支持材料２が露出する図２Ｂのやり方で、縁部除去区域１０が形成される。
【００６５】
図３Ａは、モノリシック接続によって相互接続された個々の薄膜太陽電池３に分割された薄膜太陽電池モジュール１の非常に概略的な断面図を示す。
【００６６】
本発明によれば、少なくとも１つの導電接点、特に太陽電池モジュールの集電路１６、１７及び／又は電流路（ここでは図示されない）の少なくとも１つ若しくは複数は、コールドスプレー処理で金属を溶射することによって、太陽電池モジュール上に形成又は固定される。集電路１６及び１７はここでは明らかに誇張して描かれており、実際よりも大幅に大きく示されている。例示的な集電路の実際の寸法は図８の測定図に示される。
【００６７】
図３Ｂは、モノリシック接続を備えた従来技術による薄膜太陽電池モジュールを示す。
【００６８】
図３Ｃは、縁部除去区域１０を有し、特定の区画でこの区域１０に接触する集電路と特定の区画にあるアクティブセル層とを有する薄膜太陽電池モジュール１の縁部領域を示す。
【００６９】
アルミニウム粉末は、ガラスと、ここでは例えばガラス支持体２と良好に付着する化合物を形成する。集電路を薄膜電池に適用することによって、はんだ付け処理中と同様に電池の部分的な破壊が引き起こされる。この場合、溶射されたアルミニウム粉末は電池層に完全に又は部分的に浸透する。しかし、ここでの要点は、導電層との完全な接触と基板に対する確実な付着が起こることである。
【００７０】
図４は、集電路及び電流路がコールドスプレーによって形成されている本発明による薄膜太陽電池モジュール１５を示す。これらは、処理を用いて太陽電池モジュールの他の位置に形成することもできる。
【００７１】
集電路１６及び１７は、好ましくは、部分的には縁部除去区域１０上に、また部分的には太陽電池の外部材料層又は電池層上に位置する。
【００７２】
図４によれば、電流路１８及び１９も縁部１０上にある。しかし、電流路は個々の太陽電池と接触していないので、その結果、従来技術のように付加的な絶縁は必要ない（図１を参照）。これによって、組立ての労力を低減することができ、製造コストが低下する。それに加えて、外部導体（接合箱２０）に対する接続を太陽電池モジュールの縁部領域に単純なやり方で形成することも可能であり、このことは、接合箱によって生じる陰影が結果として少なくなるので、半透明モジュールの場合に特に有利である。
【００７３】
図５は、図４によるものと同様に太陽電池と電流路との間の付加的な絶縁膜も省かれる、薄膜太陽電池モジュールの更なる変形例を示す。機能的な信頼性を維持するため、個々の太陽電池がいわゆる絶縁構造２１を確保するので、これが可能である。この場合、電池は、例えばレイジングによって分離されるので、短絡が生じる可能性はない。しかし、電池の有効面積は結果としてある程度小さくなる。本発明によれば、次に、コールドスプレー処理で電流路を溶射することが可能であり、それによって、溶射されたアルミニウム粉末又は溶射された電流路がガラス基板と直接接触するようになり、基板上にしっかり留まるので、ガラス基板に対するしっかりした固定が達成される。機能層はこの限界が定められた領域を貫通しており、大部分は破壊される。電流路の領域に絶縁構造を付加することによって、基板に対する付着が促進される。
【００７４】
図６Ａは、薄膜太陽電池モジュール（ガラス・ガラス設計）の等角分解組立図を示す。ここでは、前面ガラス２２は、上述したように、最初及び最後の電池に本発明による集電路２４及び２５を備える、通常の薄膜太陽電池２３を有する。
【００７５】
従来技術によれば、１つ又は複数の膜２６（例えば、ＰＶＢ膜及び任意に付加的な絶縁膜２６）が、パネルの絶縁及び接続のため、ガラスパネル間に設けられる。電流を案内するため、この膜２６は、集電路２４及び２５と電流路２８及び２９との交点領域又は接触領域に穴若しくはスリットを有する。これらの電流路２８及び２９は、背面ガラスの下面に溶射され、交点又は接点から、接合箱への接続に使用されるガラスの中央の穴まで至る。
【００７６】
図６Ｂに示されるように、背面ガラス３１の穴３０は、特に有利には、コールドスプレー処理によって充填することもできる。これによって、ガラス・ガラスモジュール全体の背面に対する非常に単純な接触が可能である。穴はまた、「稠密に」充填される。
【００７７】
図７Ａは、支持体４２のモノリシック接続の形で形成される太陽電池４３が適用される支持体４２を備える薄膜太陽電池を示す。直列接続された太陽電池の最初及び最後の薄膜太陽電池４３には、冷間溶射によって導電材料（冷間充填剤５１）で好ましくは充填される、支持体４２を通る穴５０を介して、電流路４６及び４７に接触する集電路４４、４５が配置され、それら電流路は、好ましくは、外部導電体の接続のため、太陽電池層から離れて面する側に設けられる接合箱４９において接合される。
【００７８】
図７Ｂによれば、ここでは、接合箱４９の１つがそれぞれ電池層から離れて面する側で接触充填剤５１に直接取り付けられるので、電流路は設けられない。
【００７９】
１つの接合箱がそれぞれ集電路に直接位置付けられる場合、電流路を排除することも可能である。
【００８０】
好ましくは等しい長さの電流路４６及び４７は、通常、個々の薄膜太陽電池の直上で薄膜太陽電池モジュール全体のほぼ中心を通る。
【００８１】
例えばプラスチックで作られた、設計に応じて透明又は不透明の封入層を、天候からの保護として接点の上に、特に集電路及び電流路の上に形成することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  薄膜太陽電池モジュール
２  支持体
３  薄膜太陽電池
４  集電路
５  集電路
６  電流路
７  電流路
８  絶縁膜
９  接合箱
１０  縁部区域（縁部除去区域）
１１  導電層（Ａ）
１２  シリコン（非晶質／微晶質）吸収体
１３  導電層（Ｂ）
１４  接触領域
１５  薄膜太陽電池モジュール
１６  集電路
１７  集電路
１８  電流路
１９  電流路
２０  接合箱
２１  絶縁構造
２２  前面ガラス
２３  薄膜太陽電池
２４  集電路
２５  集電路
２６  膜（誘電体）
２７  穴
２８  電流路
２９  電流路
３０  穴
３１  背面ガラス
４２  支持体
４３  太陽電池
４４、４５  集電路
４６、４７  電流路
４９  接合箱
５０  穴
５１  接点充填剤
【図１】
0005589221.tif 000002
【図２Ａ】
0005589221.tif 000003
【図２Ｂ】
0005589221.tif 000004
【図３Ａ】
0005589221.tif 000005
【図３Ｂ】
0005589221.tif 000006
【図３Ｃ】
0005589221.tif 000007
【図４】
0005589221.tif 000008
【図５】
0005589221.tif 000009
【図６Ａ】
0005589221.tif 000010
【図６Ｂ】
0005589221.tif 000011
【図７ａ】
0005589221.tif 000012
【図７ｂ】
0005589221.tif 000013
【図８】
0005589221.tif 000014