Stacked Solar Cell Module and Method for Manufacturing the Stacked Solar Cell Module

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The invention relates to a stacked solar cell module consisting of at least two stacked solar cells, where each cell includes multiple specialized layers and integrated electrical isolation and connection features. The key novelty is a monolithic (single-block) series connection of these multijunction solar cells to increase the output voltage efficiently. The patent also describes a specific manufacturing process to create such modules using techniques such as selective laser ablation and photolithography to form the necessary isolating and connecting structures. This design allows for improved electrical efficiency, easier manufacturing, and enhanced modularity in solar energy systems.

Use CasesContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Large-scale solar power plants seeking higher module voltages and improved efficiency
• Building-integrated photovoltaics where module compactness and integration are important
• Portable solar power systems requiring high voltage in compact form factors
• Applications in electric vehicles or satellites where advanced lightweight, high-performance solar modules are needed
• Research and development of tandem and multijunction solar technologies, such as perovskite/CIGS modules

BenefitsContent extracted from patent full text and abstract with AI.

• Higher overall energy conversion efficiency due to effective monolithic series interconnection of solar cells
• Reduced electrical losses and heat generation in the modules due to optimized current paths
• Compactness and integration-friendly design for easier assembly and scalability
• Cost-effective manufacturing enabled by monolithic integration and fewer external connection steps
• Improved reliability by reducing the number of manual electrical connections, which are prone to faults
• Flexibility in using various materials (e.g., Perovskite, CIGS) in tandem architectures for broader light absorption and further efficiency gains

Technical Classifications (CPCs)

Inventors & Applicants

Patent Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stapelsolarzellenmodul (5), welches mindestens zwei Stapelsolarzellen (1, 1', 1a-1d), aufweist. Jeder der Stapelsolarzellen (1,1', 1a-1d) weist dabei eine Rückseitenkontaktschicht (10), eine Gruppe zentraler Schichten (20, 30, 40) und eine obere Kontaktschicht (50) auf. Die Gruppe zentraler Schichten (20, 30, 40) umfasst dabei mindestens zwei Teilsolarzellen (20, 40) mit mindestens jeweils einer Absorberschicht zwischen denen jeweils mindestens eine leitfähige Zwischenschicht (30) angeordnet ist. Zudem weist jede Rückseitenkontaktschicht (10) einer Stapelsolarzelle ein isolierendes Segment (60) auf, das die Rückseitenkontaktschicht (10) elektrisch trennt, so dass Abschnitte (10_1, 10_1', 10_2) gebildet sind und in der leitfähigen Zwischenschicht (30) einen Schichtisolator (70) und einen schichtübergreifender Leiter (90), der die Gruppe zentraler Schichten (20, 30, 40) umfasst und die obere Kontaktschicht (50) elektrisch mit einem Abschnitt (10_1, 10_1', 10_2) der Rückseitenkontaktschicht (10) verbindet. Dabei sind die einzelnen Stapelsolarzellen (1,1', 1a-1d) ,in dem Stapelsolarzellenmodul (5) durch Zellseparatoren (80) voneinander getrennt, die sich von der oberen Kontaktschicht (50), und diese umfassend, bis zu der, der Rückseitenkontaktschicht (10) am nächsten liegenden Schicht einer Teilsolarzelle (20), und diese umfassend, erstrecken und wobei für eine, in einer Reihe endständige Stapelsolarzelle (1,1', 1a-1d) im Stapelsolarzellenmodul (5) der Zellseparator (80) durch das Enden des Moduls (5) gegeben ist. In jeder Stapelsolarzelle (1,1', 1a-1d) ist dabei der schichtübergreifende Leiter (90) zwischen dem jeweiligen Schichtisolator (70) und dem Zellseparator (80) angeordnet und jeweils zwei benachbarte Stapelsolarzellen (1,1', 1a-1d) sind über einen, sich von einer Stapelsolarzelle (1,1', 1a-1d) in die nächste erstreckenden Abschnitt der Rückseitenkontaktschicht (10_1, 10_1', 10_2) elektrisch verbunden.