Dünne, rechteckige Streifen, die auf der Vorder- und Rückseite einer Solarzelle aufgebracht werden, dienen der Metallisierung von kristallinen Silizium-Solarzellen . Diese Kontaktstreifen werden als Stromschienen bezeichnet. Eine wichtige Funktion der Stromschienen ist die Weiterleitung des von der Solarzelle aus den einfallenden Photonen erzeugten Gleichstroms.
Stromschienen sind dünne Drähte oder Bänder, die durch jede Zelle des Solarmoduls verlaufen und die Elektronen (den Strom) durch sie hindurchführen. Auf der Vorder- und Rückseite einer Silizium- Solarzelle sind winzige Streifen aufgedruckt, um sie zu metallisieren. Diese vorderen und hinteren Kontaktstreifen werden als Stromschienen bezeichnet.
Stromschienen in Solarzellen dienen der Übertragung des von der Zelle erzeugten Gleichstroms, wenn Photonen auf sie treffen . Die Stromschienen und die Kontaktfinger werden mittels Siebdruck auf die Oberfläche aufgebracht.
Wie werden Sammelschienen hergestellt?
Stromschienen für Solarzellen werden typischerweise aus hochleitfähigen Materialien wie Silberpaste hergestellt. Die Stromleitfähigkeit der Vorderseite muss durch Versilberung verbessert werden, um Oxidation (Rückseite) zu verhindern.
Die metallischen, ultradünnen Gitterfinger, die senkrecht zu den Sammelschienen stehen, sind durch die Sammelschiene verbunden. Im Wesentlichen sammeln die Finger den erzeugten Gleichstrom und leiten ihn an die Sammelschienen weiter.
Während der Modulherstellung werden die Leitungen für die einzelnen Stränge und die Anschlussdrähte an die Stromschienen gelötet, um die Solarzellen in Reihen- und Parallelschaltung zu verbinden . Anschließend wird die Solaranschlussdose an die Stränge angeschlossen.
Bei der Entwicklung und Herstellung von Solarzellen ist es entscheidend, das ideale Gleichgewicht zwischen Abschattungs- und Reflexionsverlusten zu finden. Diese entstehen, wenn zu viele Kontakte auf der Zelloberfläche verwendet werden und das Licht praktisch nicht in die Solarzelle eindringen kann. Und den Verlusten durch Sammelschienen- und Fingerwiderstand, die entstehen, wenn zu wenige metallische Kontakte verwendet werden und die Abstände zwischen ihnen größer werden.
Die Höhe und Breite der Stromschienen, die Breite der Finger, die Abstände zwischen den Fingern und den Stromschienen , die Art und Qualität des Metalls sowie weitere Faktoren sind in dieser Hinsicht von entscheidender Bedeutung.
Wie viele Busbars wurden früher in Solarzellen verwendet?
Ein früherer Standard sah vor, dass Solarzellen im Durchschnitt zwei Stromschienen enthalten sollten. Mit dem technologischen Fortschritt und dem Streben der Industrie nach höheren Wirkungsgraden wurde die Anzahl der Stromschienen in den meisten Solarzellen jedoch auf drei erhöht. Der neueste Trend geht hin zu vier und gelegentlich sogar fünf Stromschienen , um einen noch höheren Wirkungsgrad zu erzielen.
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Durch den geringeren Abstand zwischen den Sammelschienen minimiert die erhöhte Sammelschienenanzahl die Innenwiderstandsverluste. Darüber hinaus verbessert sie den Zellwirkungsgrad, was wiederum den Modulwirkungsgrad verbessert.
Obwohl mehr Stromschienen vorhanden sind und die Solarzelle stärker beschattet wird, erzielen Mehrschienenzellen insgesamt eine deutlich bessere Leistung als herkömmliche 2BB- oder 3BB-Zellen . Dies ist unter anderem auf den kürzeren effektiven Fingerabstand zwischen den Stromschienen zurückzuführen, wodurch die Widerstandsverluste an den Fingern reduziert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Zelle mit mehreren Busbars (wie etwa 4BB oder 5BB) im Vergleich zu gewöhnlichen 2BB- und 3BB-Zellen eine noch höhere langfristige Zuverlässigkeit und Leistung aufweist.
