• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierungvon flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten. Die Aufgabe der Erfindung, diedarin besteht, eine Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierungvon flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten zu schaffen, die auchbei extremen Temperaturschwankungen eine elektrisch leitfähige undmechanisch haltbare Verbindung ermöglicht, wird dadurch gelöst, dass wenigstensein mechanisches Verbindungselement (7) aus elektrisch leitendemMaterial angeordnet ist, das die Solarzelle (1) und die Leiterplatte(4) kraft- und/oder formschlüssigverbindet.
    公开号:DE102004021570A1
    申请号:DE200410021570
    申请日:2004-05-03
    公开日:2005-01-27
    发明作者:Sebastian Dipl.-Ing. Brunner
    申请人:HTS - HOCH TECHNOLOGIE SYSTEME GmbH；HTS HOCH TECHNOLOGIE SYSTEME G；
    IPC主号:H01L31-05
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierungvon flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten.
    [0002] Solarzellenund Solarmodule zur Energiegewinnung sind in unterschiedlichen Ausführungenbereits bekannt. Ihre Einsatzmöglichkeitensind vielfältig,durch Ausnutzung der Solarenergie ökonomisch günstig und und umweltfreundlich.
    [0003] DieEinsatzmöglichkeitenwerden u.a. dadurch eingeschränkt,dass die Solarmodule aus einem starren Verbund bestehen und nurauf einer ebenen Flächeangeordnet werden können.Sie bestehen üblicherweiseaus einem Trägersubstrat,das aus einem Glasmaterial hergestellt ist und auf dem das photovoltaischeMaterial aufgedampft ist. Die Kontaktierung mit der Leiterplattezur Stromabführungerfolgt beispielsweise mittels Lötenoder Drahtbonden oder ähnlichenbekannten Verfahren.
    [0004] Bekanntist auch die Herstellung von Solarzellen und Solarmodulen in Dünnschicht-Technologie.Die Solarzellenschicht wird auf einen flexiblen, dünnen Träger auseinem Folienmaterial aufgebracht und mit einer abdeckenden Schutzschichtversehen, die den Solarmodul vor schädigenden Witterungseinflüssen schützt. Damitkann der Einsatzbereich wesentlich erweitert werden, da sich derSolarmodul durch seine Flexibilität an beliebige Formen anpassenoder er selbst beliebig geformt sein kann. Auch aufgrund seinesgeringen Gewichtes und des variablen Transport- oder Aufbewahrungsvolumensist der Einsatz in der Raumfahrt und der Fahrzeugindustrie von großer Bedeutung.
    [0005] Problematischist allerdings die Kontaktierung mit der Leiterplatte, die ebenfallsaus einem flexiblen, elastischen Material hergestellt sein kann. Löt- oderBondverbindungen erfordern den Einsatz speziellen Materials, damitdie elektrische Verbindung beziehungsweise der Zusammenhalt derBaugruppe auch bei Temperaturschwankungen erhalten bleibt. Bei Einsatzin der Raumfahrttechnik sind derartige Verbindungen in der Regelnicht sicher einsetzbar, da die Temperaturschwankungen extrem groß sind.Außerdemerfordern flexible Solarzellen eine mechanisch strapazierfähige Kontaktierung,die mit herkömmlichenVerfahren nicht hergestellt werden kann.
    [0006] Esist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Befestigungund/oder Kontaktierung von flexiblen Solarzellen auf Leiterplattenzu schaffen, die auch bei extremen Temperaturschwankungen eine elektrischleitfähigeund mechanisch haltbare Verbindung ermöglicht.
    [0007] Erfindungsgemäß wird dieAufgabe dadurch gelöst,dass wenigstens ein mechanisches Verbindungselement aus elektrisch leitendemMaterial angeordnet ist, das die Solarzelle und die Leiterplatte kraft-und/oder formschlüssigverbindet.
    [0008] Mitdieser erfindungsgemäßen Anordnung wirderreicht, dass sowohl ein mechanischer als auch ein elektrischerVerbund zwischen Leiterplatte und Solarmodul hergestellt werdenkann, dessen Qualität vonTemperaturschwankungen unabhängigist. Die kraftschlüssigeVerbindung gewährleisteteine Anpresskraft und/oder elektrischen Kontakt, die formschlüssige Verbindungverhindert den Verlust des Verbindungselementes bei Nachlassen oderVerlust der Anpresskraft durch beispielsweise Temperaturänderungender zu verbindenden Teile.
    [0009] Nacheiner vorzugsweisen und konstruktiv einfachen Ausbildungsform dererfindungsgemäßen Lösung istdas mechanische Verbindungselement ein Nietelement.
    [0010] ZurErhöhungund/oder Gewährleistungder elektrischen Leitfähigkeitdes mechanischen Verbindungselementes besteht nach einer weiterenFortbildung der erfindungsgemäßen Lösung wenigstensdie Oberflächedes Nietelementes aus einem elektrisch leitenden Material.
    [0011] ZurVerbesserung der Leitfähigkeitdes Verbindungselementes kann erfindungsgemäß das Nietelement auch auseinem Metallmaterial bestehen und eine vergoldete und/oder versilberteOberfläche aufweisen.
    [0012] VonVorteil ist auch, wenn der Solarmodul als Dünnschicht-Solarmodul ausgebildet ist.
    [0013] Damitist die erfindungsgemäße Anordnung insbesonderein der Raumfahrttechnik variabel einsetzbar.
    [0014] DasHandling und die Variabilitätkann noch dadurch erhöhtwerden, dass die Leiterplatte ebenfalls flexibel ausgebildet ist.
    [0015] Jenach Materialeinsatz und örtlicheGegebenheiten kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens einseitigim Verbindungsbereich des Verbindungselementes ein Verstärkungselementangeordnet ist.
    [0016] Dadurchkann das Einreißendes dünnenFolienmaterials beispielsweise infolge Relativbewegungen durch Wind,Regen u.ä.Witterungsunbilden verhindert werden. Bei Einsatz extrem dünner Materialiender Leiterplatte und/oder der Solarzelle kann die Herstellung deskraftschlüssigenVerbundes unterstütztoder ermöglichtwerden.
    [0017] Nacheiner konstruktiv einfachen Ausführung istdas Verstärkungselementals Unterlegscheibe ausgebildet. Diese ist zur Erzielung guter elektrischer Eigenschaftenebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestelltund/oder besitzt einen Überzugaus einem gut leitfähigenMaterial.
    [0018] VonVorteil ist auch, wenn die Solarzelle und die Leiterplatte wenigstensteilweise miteinander verklebt sind.
    [0019] Damitwerden ebenfalls Schädendurch mechanische Belastungen minimiert.
    [0020] ZurBildung beliebig geformten oder eine variable Größe aufweisende Solarfläche sinderfindungsgemäß mehrereSolarzellen in Solarmodulen zusammengeschaltet.
    [0021] DieErfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.Die Zeichnung zeigt dabei in
    [0022] 1 eine prinzipielle Darstellungder erfindungsgemäßen Anordnungals Schnittdarstellung und
    [0023] 2 eine perspektivische Ansichteines Dünnschicht-Solarmoduls.
    [0024] DieDünnschicht-Solarzelle 1 bestehtnach 1 im Wesentlichenaus einem folienartigen Trägersubstrat 2,auf die das photovoltaische Material 3 aufgebracht ist.Eine zusätzliche,in der Zeichnung nicht dargestellte, Schutzschicht dient der Verhinderungvon Beschädigungendurch Witterungs- oder andere mechanische Einflüsse.
    [0025] DieLeiterplatte 4 ist unmittelbar unterhalb der Solarzelle 1 angeordnetund weist ebenfalls ein Trägerelement 5 auseinem flexiblen Material auf, auf dem die Leiterbahnen 6 aufgebrachtsind.
    [0026] ZurHerstellung der mechanischen und elektrischen Verbindung beiderTeile sind mechanische Verbindungselemente in Form von Nietelementen 7 vorgesehen,die die Solarzelle 1 und die Leiterplatte 4 anvorgegebener Stelle durchragen und durch übliches Umbördeln eines Endes beide Teileform- und kraftschlüssig miteinanderverbinden. Das Nietelement 7 ist aus einem Aluminiummaterialhergestellt und besitzt zur Erhöhungder elektrischen Leitfähigkeiteine vergoldete Oberfläche.In der Zeichnung ist nicht dargestellt, dass im Bördelbereicheine Unterlegscheibe vorgesehen ist, die den Bördelvorgang unterstützt undMaterialbeschädigungenverhindert. Als anderes möglichemechanische Verbindungselement ist eine Schaubverbindung einsetzbar.
    [0027] Ebenfallsnicht gezeigt ist, dass die Leiterplatte im Nietbereich eine leitfähige Schichtaufweist.
    [0028] BeideTeile, Solarzelle 1 und Leiterplatte 4, sind ganzflächig verklebt,so dass sie eine Einheit bilden und mechanischen Belastungen besserstandhalten können.Zur Erhöhungder Stabilitätkann je nach Einsatzfall vorgesehen werden, dass Solarzelle 1 und/oderLeiterplatte 4 in einem rahmenartigen Element angeordnetwerden, dass Anschlusselemente zur Herstellung eines Solarmoduls(in 2 nicht dargestellt)aufweisen kann.
    [0029] DieNietverbindungen 7 könnenabstandsweise eingesetzt werden und können sowohl Befestigungs- undKontaktierungsfunktion als auch nur Befestigungsfunktion übernehmen.Die Anzahl Nietelemente 7 ist abhängig von der Größe der jeweiligen Solarzelle 1.
    1 Solarzelle 2 Trägersubstrat 3 photovoltaischesMaterial 4 Leiterplatte 5 Trägerelement 6 Leiterbahnen 7 mechanischesVerbindungselement, Nietelement
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierungvon flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens ein mechanisches Verbindungselement (7)aus elektrisch leitendem Material angeordnet ist, das die Solarzelle (1)und die Leiterplatte (4) kraft- und/oder formschlüssig verbindet.
    [2] Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das mechanische Verbindungselement ein Nietelement (7)ist.
    [3] Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens die Oberfläche desNietelementes (7) aus einem elektrisch leitendem Materialbesteht.
    [4] Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Nietelement (7) aus einem Metallmaterial bestehtund eine vergoldete und/oder versilberte Oberfläche aufweist.
    [5] Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1) alsDünnschicht-Solarzelleausgebildet ist.
    [6] Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) flexibelausgebildet ist.
    [7] Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einseitig im Verbindungsbereichdes Verbindungselementes (7) ein Verstärkungselement angeordnet ist.
    [8] Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Verstärkungselementals Unterlegscheibe ausgebildet ist.
    [9] Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis8, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (1) unddie Leiterplatte (4) miteinander verklebt sind.
    [10] Anordnung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 9,dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Solarzellen in Modulen zusammengeschaltetsind.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004021570B4|2013-10-10|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-01-27| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2013-05-04| R016| Response to examination communication|
    2013-06-03| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2013-11-22| R082| Change of representative|Representative=s name: KOCH-POLLACK, ANDREA, DIPL.-ING., DE Representative=s name: PATENTANWAELTE RAUSCHENBACH, DE Representative=s name: RAUSCHENBACH PATENTANWAELTE GBR, DE |
    2014-02-12| R082| Change of representative|Representative=s name: PATENTANWAELTE RAUSCHENBACH, DE Representative=s name: RAUSCHENBACH PATENTANWAELTE GBR, DE |
    2014-04-03| R020| Patent grant now final|Effective date: 20140111 |
    2015-12-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE10328724.8||2003-06-25||
    DE10328724||2003-06-25||
    DE200410021570|DE102004021570B4|2003-06-25|2004-05-03|Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierung von flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten|DE200410021570| DE102004021570B4|2003-06-25|2004-05-03|Anordnung zur Befestigung und/oder Kontaktierung von flexiblen Solarzellen auf Leiterplatten|
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