PHOTOVOLTAIK-VORRICHTUNG, HERSTELLVERFAHREN FüR PHOTOVOLTAIK-VORRICHTUNG SOWIE SOLARANLAGE

Die Erfindung betrifft eine Photovoltaik-Vorrichtuπg zum direkten Umwandeln von Strahlungsenergie in elektrische Energie mit wenigstens einer Solarzelle nach dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 , wie sie aus dem Dokument DE 3741 477 A1 bekannt ist. Die Erfindung betrifft femer ein Herstellverfahren für eine Photovoltaik-Vorrichtung (Solarmodul) und eine Solaranlage.

Im Bereich der Nutzung der Solarenergie ist seit ca. 50 Jahren bekannt, dass Sonnenenergie durch Silizium direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden kann. Bei den heute üblichen Solarzellen wird meist mono- oder multikristallines Silizium verwendet. Diese Solarzellen aus Silizium wandeln nur einen Teil des Spektrums der auftreffenden Strahlung in elektrischen Strom um. Häufig werden auch Dünnschichtsolarzellen zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in elektrischen Strom verwendet.

Eine höhere Effizienz mit über 39 % Umwandlung der Solarstrahlung kann durch den Einsatz von Hochleistungs-PV-Zellen aus höherwertigen Halbleiterverbindungen (Ill-V-Halbleitermaterial) wie z.B. Gallium Arsen id (GaAs) erzielt werden.

Da grundsätzlich nur die Verbindung mehrerer Photovoltaik-Vorrichtungen einen wirtschaftlichen Einsatz einer solchen Photovoltaik-Vorrichtung ermöglicht, werden diese vorzugsweise zu einer Solaranlage zusammengefasst

Nachteilig ist bei bekannten Solarmodulen insbesondere bei Photovoltaik- Konzentratormodulen, dass die darin verwendeten Solarzellen jeweils sehr genau

auf der optischen Achse und/oder in dem Fokus des zugeordneten konzentrierenden optischen Elements positioniert werden müssen, welches die einfallende Strahlung auf die kleinere Fläche dieser konzentriert. Die dabei üblicherweise eingesetzten Linsensysteme haben ein hohes Gewicht, was zu einer erschwerten Nachführung an die Sonne und zu erhöhten Herstellungskosten wegen der großen eingesetzten Materialmengen führt.

Aus dem Dokument DE 37 41 477 A1 ist eine Konzentratoranordnung bekannt, die eine Platte umfasst, an der eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten ersten Stufen mit parabelförmigen Seitenwänden angekoppelt ist. Die ersten Stufen sind optisch und mechanisch jeweils mit zweiten Stufen gekoppelt, wobei die Koppelflächen der ersten Stufen mit den zweiten Stufen und die Koppelflächen der zweiten Stufen mit den Solarzellen quadratisch sind. Die ersten Stufen und die zweiten Stufen bilden jeweils eine Struktur, die eine zweistufige Konzentration des einfallenden Lichts bewirkt. Die Seitenwände sowie die Vorder- und Hinterwände der zweiten Stufen sind parabelförmig gekrümmt und enden jeweils in einer Bodenfläche, die jeweils mit einer Solarzelle optisch gekoppelt ist. Die zweiten Stufen bewirken eine weitere Konzentration der durch die ersten Stufen konzentrierten einfallenden Strahlen.

Aus dem Dokument DE 197 52 678 A1 ist ein Photovoltaik-Modul bekannt, bei dem alle vorhandenen Solarzellen zusammen in einer mit Gas wie z.B. Inertgas gefüllten Einkapselung angebracht werden, um sie vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die Einkapselung ist aus einer transparenten Vorderseitenabdeckung, einer Rückseitenabdeckung, einem Rahmen und einer abschließenden Dichtung ausgebildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Photovoltaik-Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 derart auszubilden, dass eine erhöhte Effizienz durch die genauere Positionierung der darin eingesetzten Solarzelle und eine erhöhte Lebensdauer durch einen verbesserten Schutz dieser gegen

Umwelteinflüsse erzielt wird. Ferner soll ein geeignetes Herstellverfahren für eine solche Photovoltaik-Vorrichtung und eine Solaranlage angegeben werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Photovoltaik-Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein vereinfachtes und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaik-Vorrichtung bzw. deren vorteilhaften Ausgestaltungen bildet den Gegenstand des Nebenanspruchs bzw. der entsprechenden Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Photovoltaik-Vorrichtung zur direkten Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie umfasst mindestens eine Solarzelle, mindestens ein erstes optisches Element zum Bündeln dereinfallenden Strahlung und mindestens ein zweites optisches Element zum Umlenken der gebündelten Strahlung in Richtung auf die Solarzelle. Ferner ist mindestens eine Halteeinrichtung vorgesehen, die das zweite optische Element relativ zu dem ersten optischen Element und relativ zu der Solarzelle positioniert. Dabei ist die Solarzelle in einem Hohlraum hermetisch abgedichtet wobei der Hohlraum zumindest von der Halteeinrichtung und dem zweiten optischen Element begrenzt ist.

Mit anderen Worten hält die Halteeinrichtung das zweite optische Element in einer bestimmten Position in Bezug auf das erste optische Element und in einer bestimmten Position in Bezug auf die Solarzelle. Vorzugsweise positioniert die Halteeinrichtung das zweite optische Element in einem bestimmten ersten Abstand von dem ersten optischen Element und in einem bestimmten zweiten Abstand von der Solarzelle. Zugleich dient die Halteeinrichtung zusammen mit der zweiten optischen Einheit dazu den Hohlraum, innerhalb dem sich die Solarzelle oder zumindest deren Strahlungsaufnahmefläche befindet, zu begrenzen. Es können aber auch weitere Bauteile zur Begrenzung des Hohlraumes vorgesehen werden, wie weiter unten noch erläutert wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können das erste optische Element und/oder das zweite optische Element ein oder mehrere optische Einzelelemente aufweisen. Ferner kann die Solarzelle eine oder mehrere Solarzelleneinheiten aufweisen.

Beim Einsatz eines zweiten optischen Elements kann die einfallende Strahlung, wie insbesondere Licht beziehungsweise Sonnenstrahlung, mittels des ersten optischen Elements auf einen relativ großflächigen Bereich der Strahlungseintrittsfläche des zweiten optischen Elements gebündelt werden. Mittels der Halteeinrichtung kann das zweite optische Berπeπt auf einfache Weise relativ zu dem ersten optischen Element und relativ zu der mindestens einen zugeordneten Solarzelle sehr genau positioniert werden. So kann die einfallende Strahlung mittels des zweiten optischen Elements sehr genau auf die Solarzelle gelenkt bzw. umgelenkt werden. Dadurch erhöht sich der zulässige Akzeptanzwinkel und folglich können die Anforderungen an die Nachführgenauigkeit der Photovoltaik-Vorrichtung reduziert werden, wodurch die Herstellungs- und Betriebskosten der erfindungsgemäßen Photovoltaik- Vorrichtung gesenkt werden.

Dadurch dass die Solarzelle in dem mindestens von der jeweils zugeordneten Halteeinrichtung, der jeweils zugeordneten zweiten optischen Element und bei Bedarf von der Solarzelle selbst begrenzten Hohlraum hermetisch abgedichtet ist, ist die Oberfläche bzw. Strahlungseintrittsfläche der Solarzelle vor Umwelteinflüssen wie z.B. Schmutzpartikel und Feuchtigkeit geschützt. So wird die Lebensdauer der eingesetzten Solarzellen erhöht.

Durch die hermetische Einschließung der einzelnen eingesetzten Solarzellen, kann der Aufbau der Photovoltaik-Vorrichtung vereinfacht werden, da die Photovoltaik-Vorrichtung offen aufgebaut werden kann. Das bedeutet, dass die Photovoltaik-Vorrichtung nicht mehr über 25 Jahren hermetisch versiegelt werden muss und folglich derart aufgebaut ist, dass ein gewisser Luftaustausch mit der Umgebung zulässig ist. In die Photovoltaik-Vorrichtung eindringende Luft und

Feuchtigkeit erreichen die Solarzellen nicht und können diese somit auch nicht beschädigen. Ferner kann vorgesehen werden, dass etwaige in die Photovoltaik- Vorrichtung eingedrungene Feuchtigkeit auch wieder austreten kann, beispielsweise über einen Kanal. Durch einen solchen vereinfachten Aufbau werden die Herstellungs- und Wartungskosten der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung gesenkt.

Eine sehr genaue Positionierung des zweiten optischen Elementes relativ zu der zugeordneten Solarzelle kann besonders einfach und kostengünstig beispielsweise dann erfolgen, indem zunächst geeignete Stelten oder Bereiche auf einem weiter unten noch erläuterten Receiver mit Kleber versehen werden und anschließend in einem vorzugsweise automatisierten Verfahren, das auch „Pich&Place"-Verfahren genannt wird, vorgefertigte Einheiten, die jeweils ein zweites optisches Element und eine dazugehörige HaJteeinrichtung umfassen, jeweils positionsgenau über die mindestens eine zugeordnete Solarzelle auf den mit Kleber versehenen Stellen oder Bereichen positioniert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite optische Element von dem ersten optischen Element derart beabstandet positioniert, dass eine Strahlungsaustrittsseite des ersten optischen Elements von der Strahlungseintrittsseite des zweiten optischen Elements durch einen Zwischenraum, insbesondere einen weiteren Hohlraum beabstandet ist. Infolge des sich durch den Zwischenraum ergebenden Abstandes zwischen dem ersten optischen Element und dem zweiten optischen Element können die auf die Bündelung der einfallenden Strahlung gerichteten Eigenschaften der optischen Elemente aufeinander abgestimmt werden. So können in diesem Zwischenraum auch weitere optische Elemente vorgesehen werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann mindestens ein Receiver vorhanden sein, der mit wenigstens einer Solarzelle elektrisch verbunden ist. Vorzugsweise ist der Receiver an dem Trägerkörper angebracht. Weiterhin kann an diesem Trägerkörper auch die Solarzelle bzw. die mehreren Solarzellen befestigt sein.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Trägerkörper aus wärmeleitfähigem Material, insbesondere aus einem Metall oder einer Metallmischung ausgebildet. Durch das Vorhandensein der Wärmeleiterplatte kann die im Betrieb der Solarzellen entstehende Wärme effektiv in die Außenumgebung abtransportiert werden. Da der Wirkungsgrad der Solarzellen mit der Erhöhung ihrer Temperatur absinkt, wird durch diese effektive Kühlung der Solarzellen mittels der Wärmeleiterplatte eine Steigerung der Effizienz der Solarzellen erreicht.

Vorzugsweise sind mehrere Solarzellen einem Receiver zugeordnet und durch diesen Receiver parallel untereinander verschaltet. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die Frontkontakte der Solarzellen auf die Vorderseite des Receivers und die Rückkontakte der Solarzellen auf die Rückseite des Receivers vorzugsweise mit Bonddrähten, insbesondere parallel, geschaltet sind. Der Receiver ist vorzugsweise als Sandwich aus mehreren verschiedenen Metallplatten aufgebaut, die miteinander verbunden, insbesondere verklebt, und elektrisch voneinander isoliert sind. Die äußerste Metallplatte stellt dann den Frontkontakt und die unterste Metallplatte den Rückkorrtakt dar. Somit kann der Receiver auf einem Potential liegen, welches sich durch die Verschaltung der Solarzellen ergibt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen Verbindungen zwischen der Solarzelle und dem Receiver rn dem Hohlraum derart angeordnet, dass die Halteeinrichtung eine durchgehende, geschlossene Mantelfläche ohne Durchführungen für die elektrischen Verbindungen aufweist. So können die eingesetzten Solarzellen einfach und kostengünstig hermetisch eingekapselt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Halteeinrichtung mit dem Trägerkörper und/oder dem zweiten optischen Element und/oder dem Receiver jeweils mittels mindestens einer, insbesondere abdichtenden, Klebe- oder Schweißverbindung verbunden. Insbesondere kann die Halteeinrichtung mittels mindestens einer

solcher Klebe- oder Schweißverbindung jeweils auf dem zugeordneten Receiver aufgebracht sein. Auf diese Weise kann die Halteeinrichtung sehr genau und kostengünstig an dem Receiver befestigt werden. Weiterhin kann auf diese Weise der von der Halteeinrichtung, dem zweiten optischen Element und bei Bedarf auch von dem Trägerkörper, der Solarzelle und dem Receiver begrenzten Hohlraum hermetisch abgedichtet werden.

Ferner kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen werden, dass die Klebe- oder Schweißverbindungen elektrisch isolierend ausgeführt sind. Dies betrifft insbesondere die Klebe- oder Schweißverbindung zwischen der Halteeinrichtung und dem Receiver.

Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung ein erstes Ende auf, an dem das zweite optische Element befestigt ist, beispielsweise mittels einer abdichtenden Klebeverbindung. Auf diese Weise kann das zweite optische Element sehr genau und kostensparend an der zugeordneten Halteeinrichtung unter hermetischer Abdichtung befestigt werden. Ferner kann die Halteeinrichtung ein zweites Ende aufweisen, das mit dem Trägerkörper und/oder dem Receiver verbunden ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die Halteeiπrichtung mindestens einen Kanal zum Einführen eines gasförmigen Mediums in den Hohlraum und/oder zum Ausführen des gasförmigen Mediums aus dem Hohlraum aufweisen. Das gasförmige Medium kann insbesondere Dampf bzw. ein Gas, insbesondere ein Inertgas sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind das zweite optische Element und/oder die Halteeinrichtung aus Materialien ausgebildet, die eine besonders große Temperatur- bzw. Temperaturwechselbeständigkeit aufweisen. So wirken sich thermische Verformungen der Halteeinrichtung und/oder des zweiten optischen Elementes kaum auf die relative Position des zweiten optischen Elements bezüglich der Solarzelle aus. Daher können derartige Photovoltaik- Vorrichtungen auch in sehr heißen Regionen eingesetzt werden. So kann die

Halteeinrichtung beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder einer Metallmischung ausgebildet sein. Ferner können die Klebe- oder Schweißverbindungen zwischen der Halteeinrichtung und dem zugeordneten Receiver aus elektrisch leitendem oder aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet sein. Somit kann die Halteeinrichtung auf dem gleichen Potential wie der zugeordnete Receiver sein, wenn die Halteeinrichtung sowie die verwendeten Klebe- oder Schweißverbindungen zwischen der Halteeinrichtung und dem Receiver aus elektrisch leitendem Material, wie z.B. aus Metall oder aus einer Metallmischung ausgebildet sind. Weiterhin kann die Halteeinrichtung und/oder die Klebe- oder Schweißverbindung zwischen der Halteeinrichtung und derrr Receiver aus elektrisch isolierendem Material, wie z. B. Kunststoff ausgebildet sein, sodass die Halteeinrichtung dann potentialfrei ist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlraum mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise mit einem Inertgas, gefüllt Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in dem Hohlraum ein Vakuum vorhanden ist. Durch das Einkapseln der Solarzelle im Vakuum oder in einer Inertgasathmosphäre wird die Oberfläche der Solarzelle gegen Korrosion geschützt. Die in die offene Photovoltaik-Vorrichtung eindringende Sauerstoff und Feuchtigkeit erreichen somit die Fläche solcher Solarzellen nicht. Es wird bevorzugt die Solarzelle in Inertgasathomsphäre einzukapseln, da dies technisch einfach realisierbar als ein Vakuum ist, das so gut abgedichtet ist, dass es über die gesamte Lebensdauer der Photovoltaik-Vorrichtung, d. h. durchschnittlich 25 Jahre, bestehen bleibt.

Zur Herstellung des Vakuums und/oder zum Einbringen von einem Inertgas in den Hohlraum, kann der oben bereits erläuterte Kanal oder können auch mehrere Kanäle verwendet werden. Solch ein Kanal kann beim Befestigen der Halteeinrichtung auf dem Trägerkörper bzw. dem Receiver eingebracht werden. über einen solchen Kanal kann die Luft abgesaugt werden und ein Vakuum in dem Hohlraum erzeugt werden. Auch kann durch solch einen Kanal Inertgas in den Hohlraum eingebracht werden. Anschließend kann der Kanal verschlossen

werden. Das Absaugen von Luft und das Einbringen von Inertgas kann auch über unterschiedliche Kanäle gleichzeitig erfolgen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bündelt das zweite optische Element die von dem ersten optischen Element gebündelte Strahlung weiter auf die Strahlungseintrittsfläche der Solarzelle, wobei die Strahlungseintrittsfläche der Solarzelle eine kleinere Fläche als die Strahlungseintrittsfläche des zweiten optischen Elements aufweist. Grundsätzlich kann das zweite optische Element so ausgebildet sein, dass die Konzentration der von dem ersten optischen Element gebündelten einfallenden Strahlung verkleinert oder vergrößert wird.

Ebenso kann das zweite optische Element so ausgebildet sein, dass die auf die Solarzelle gelenkte Strahlung homogen auf der Strahlungseintrittsfläche der Solarzelle verteilt ist. Dadurch werden die eingesetzten Solarzellen gegen lokale überhitzungen geschützt und weisen eine höhere Betriebssicherheit auf. Dabei wird die Effizienz der Solarzellen optimiert, da der Wirkungsgrad der Solarzellen mit der Erhöhung ihrer Temperatur absinkt.

Vorzugsweise bildet das zweite optische Element die durch das erste optische Element gebündelte Strahlung auf einen eckigen Bereich ab.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das zweite optische Element ein nicht- abbildendes (non-imaging) optisches Element ist.

Insbesondere wird ein nicht-abbildendes optisches Element als homogenisierendes zweites optisches Element verwendet werden. Ein solches nicht-abbildendes optisches Element kann den runden Spot beispielsweise einer als erstes optisches Element eingesetzten Fresnel-Linse auf einen eckigen Spot abbilden, so dass dabei insbesondere eckige Solarzellen optimal gleichmäßig ausgeleuchtet werden können.

Weiter vorzugsweise kann das zweite optische Element eine Sammellinse oder ein Kaleidoskop sein. So kann einfach und kostengünstig eine weitere Bündelung der durch das erste optische Element gebündelten Strahlung erreicht werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das zweite optische Element mit der Solarzelle, insbesondere mittels einer Klebeschicht, verbunden sein.

Durch einen zusätzlichen Schutz der eingesetzten Solarzelle kann eine erhöhte Effizienz der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung erreicht werden, der durch eine direkte Verbindung vorzugsweise durch eine Klebeverbindung zwischen der Solarzelle und dem zweiten optischen Element realisiert wird. Dabei ist eine solche Verbindung besonders einfach realisierbar, wenn das zweite optische Element als Kaleidoskop ausgebildet ist. Hierbei wird die Ausführungsform ohne direkte Verbindung, wie beispielsweise eine Klebeverbindung zwischen der Solarzelle und dem zweiten optischen Element bevorzugt, da die Langlebigkeit solcher Verbindungen von der Materialauswahl abhängig ist und von dem hohen Lichtstrom und der Arbeitstemperatur der Solarzelle bestimmt wird.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist das erste optische Element durch eine Fresnel-Linse ausgebildet. Ferner kann das erste optische Bement derart ausgebildet sein, dass die einfallende Strahlung auf das mindestens 500fache, vorzugsweise mindestens auf das 700fache konzentriert wird.

Das zweite optische Element ist insbesondere so ausgebildet, das insgesamt eine sehr hohe Konzentration der einfallenden Strahlung erreicht wird. Insbesondere kann das zweite optische Element die von dem ersten optischen Element gebündelte Strahlung weiter auf das insgesamt mindestens 500fache, vorzugsweise auf das insgesamt mindestens 700fache, weiter vorzugsweise auf das insgesamt mindestens 1.500fache konzentrieren.

Auf diese Weise können sehr kleinflächige Solarzellen, wie beispielsweise mehrschichtige Solarzellen aus Halbleiterverbindungen eingesetzt werden, die insbesondere einen Wirkungsgrad von mindestens 35 % aufweisen. Durch den Einsatz von kleinflächigen Solarzellen sinken die Kosten der Solarzellen und damit die Herstellungskosten der Photovoltaik-Vorrichtung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verkleinert das zweite optische Element die Konzentration der von dem ersten optischen Element gebündelten Strahlung.

Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Solarzelle bzw. die Solarzellen eckig ausgebildet sind. Der Einsatz eckiger Solarzellen führt zu einer besseren Ausnutzung der Waferfläche, wodurch eine Kosteneinsparung möglich wird. Gleichzeitig wird dabei eine möglichst homogene Lichtverteilung auf die Solarzelle erreicht, was zu einem höheren Wirkungsgrad der Solarzelle führt.

Ferner kann eine transparente Strahlungseintrittsplatte vorgesehen werden, an der das erste optische Element angebracht ist. So kann bei einem mehrteilig aufgebauten ersten optischen Element eine Anordnung geschaffen werden, bei der alle optischen Elemente an der Strahlungseintrittsplatte vorgesehen sind, wodurch die Photovoltaik-Vorrichtung leicht handhabbar und kostengünstig aufgebaut werden kann.

überdies wird zur Lösung der oben genannten Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer Photovoltaik-Vorrichtung, insbesondere der oben erläuterten erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung, zur direkten Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie mit mindestens einer Solarzelle, mit mindestens einem ersten optischen Element zum Bündeln der einfallenden Strahlung und mit mindestens einem zweiten optischen Element zum Umlenken der gebündelten Strahlung in Richtung auf die Solarzelle vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren werden mindestens eine vorgefertigte Einheit, die jeweils das zweite optische Element und eine Halteeinrichtung umfasst, und die Solarzelle

derart gegenseitig positioniert, dass die Halteeinrichtung das zweite optische Element relativ zu dem ersten optischen Element und relativ zu der Solarzelle hält und dass die Solarzelle in einem Hohlraum hermetisch abgedichtet wird, wobei der Hohlraum zumindest von der Halteeinrichtung und dem zweiten optischen Element begrenzt wird, und wobei das erste optische Element derart relativ zu dem zweiten optischen Element positioniert wird, dass das zweite optische Element die von dem ersten optischen Element gebündelte Strahlung auf die Solarzelle lenkt.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die oben bereits zu der erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtung erläuterten Vorteile erzielen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieses Verfahrens werden die Solarzelle und ein wenigstens einer Solarzelle zugeordneter Receiver auf einem Trägerkörper befestigt. Auf diese Weise kann der Trägerkörper zur Befestigung beider vorgenannter Bauteile herangezogen werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird die Halteeinrichtung auf dem Receiver oder auf dem Trägerkörper derart befestigt, dass die Solarzelle in dem Hohlraum hermetisch abgedichtet wird, wobei der Hohlraum von der Halteeinrichtung, von dem zweiten optischen Element, von dem Trägerkörper und dem Receiver begrenzt wird. Auf diese Weise kann mittels der durchzuführenden Befestigung des zweiten optischen Elementes über die Halteeinrichtung zugleich der Hohlraum erzeugt werden.

Vorzugsweise wird ein Kleber auf dem Receiver aufgebracht und die vorgefertigte Einheit auf den mit dem Kleber versehenen Bereichen des Receivers positioniert. Dieser Vorgang lässt sich vorteilhafterweise in einem automatischen Prozess durchführen. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird mindestens ein Kanal zum Einführen und/oder Ausführen eines gasförmigen Mediums ausgebildet, wobei der Kanal vorzugsweise zwischen der Halteeinrichtung und dem Receiver vorgesehen wird.

Vorzugsweise werden wenigstens zwei Kanäle ausgebildet, wobei ein Einführkanal zum Einführen des gasförmigen Mediums und ein Ausführkanal zum Ausführen des gasförmigen Mediums vorgesehen werden.

Durch wenigstens einen der Kanäle kann ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Inertgas, in den Hohlraum eingeführt werden.

Beispielsweise kann das gasförmige Medium aus dem Hohlraum über wenigstens einen Kanal ausgeführt werden und durch anschließendes Verschließen des Kanals ein Vakuum in dem Hohlraum gebildet werden.

Insbesondere kann das in dem Hohlraum vorhandene gasförmige Medium über wenigstens einen Kanal ausgeführt und gleichzeitig ein Inertgas über wenigstens einen Kanal in den Hohlraum eingeführt werden. Anschließend können dann alle Kanäle verschlossen werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird der mit der Solarzelle und dem Receiver versehene Trägerkörper in einen mit Inertgas gefüllten oder ein Vakuum aufweisenden abgeschlossenen ersten Raum eingebracht und die vorgefertigte Einheit in diesem abgeschlossenen ersten Raum an dem Trägerkörper befestigt. Auch kann der Receiver durch einen Gasvorhang zur Gastrennung in den ersten Raum eingebracht werden, um diesen dann beispielsweise mit dem Trägerkörper vorzugsweise mittels eines Bestückungsautomaten zu verbinden. Ferner kann der Trägerkörper mit der Solarzelle, der daran angebrachten vorgefertigten Einheit und dem daran befestigten Receiver aus dem mit Inertgas gefüllten oder ein Vakuum aufweisenden abgeschlossenen ersten Raum entfernt werden und in einem mit Luft gefüllten zweiten Raum eingebracht werden und weiter bearbeitet werden.

Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe mittels einer mit mehreren erfindungsgemäßen Photovoltaik-Vorrichtungen ausgestattete Solaranlage gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen

Photovoltaik- Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform mit einer Sammellinse als zweites optisches Element, und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen

Photovoltaik-Vorrichtung nach einer zweiten Ausführuπgsfoim mit einem Kaleidoskop als zweites optisches Element.

Die in Fig. 1 dargestellte Photovoltaik-Vorrichtung 10 nach einer ersten Ausführungsform weist mindestens eine Solarzelle 20 auf, die auf einem Trägerkörper 30 in Form einer Wärmeleiterplatte positioniert ist.

Auf der der Strahlung zugewandten Seite der Solarzelle 20 ist ein erstes optisches Element in Form einer Fresnel-Linse 40 vorhanden, die an einem Lichteintrittskörper 60 angebracht ist und die einfallende Strahlung 50 bündelt. Die von dem ersten optischen Element gebündelte Strahlung 50 wird mittels eines zweiten optischen Elements 70 in Form einer Sammellinse auf die Solarzelle 20 gelenkt.

Die Sammellinse 70 wird mittels einer Halteeinrichtung 80 über der Solarzelle 20 positioniert. Auf der der Strahlung 50 zugewandten Seite der Wärmeleiterplatte 30 ist ein Receiver 35 vorhanden, an den eine Vielzahl (nicht dargestellt) der Solarzellen 20 über Bonddrähte 95 elektrisch angeschlossen sind.

In dem von der Sammellinse 70, der Halteeinrichtung 80, der Wärmeleiterplatte 30, dem Receiver 35 und der Solarzelle 20 begrenzten Hohlraum 90 (bzw. umschlossenen Volumen 90) ist ein Vakuum oder Inertgas vorhanden. Die

Bonddrähte 95 sind jeweils in dem Hohlraum 90 derart angeordnet, dass keine elektrischen Durchführungen durch die Halteinrichtung 80 notwendig sind.

Die Sammellinse 70 wird mittels einer abdichtenden Klebeverbindung 100 an einem ersten Ende der Halteeinrichtung 80 befestigt. Die Halteeinrichtung 80 ist an ihrem zweiten Ende an dem zugeordneten Receiver 35 mittels einer abdichtenden Klebe- oder Schweißverbindungen 110 befestigt.

Die in Fig. 2 dargestellte Photovoltaik-Vorrichtung 10 nach einer zweiten Ausführungsform weist statt der Sammellinse 70 ein Kaleidoskop 75 auf, das mittels einer Klebeverbindung 120 mit der Solarzelle 20 verbunden ist. In dem von der Sammellinse 70, der Halteeinrichtung 80, der Wärmeleiterplatte 30, dem zugeordneten Receiver 35 und der Solarzelle 20 begrenzten Hohlraum 90 bzw. umschlossenen Volumen ist wiederum ein Vakuum oder Inertgas vorhanden.

Bezugszeichenliste:

10 Photovoltaik-Vorrichtung

20 Solarzelle

30 Trägerkörper (Wärmeleiterplatte)

35 Receiver 0 Fresnel-Liπse (erstes optisches Element)

50 Strahlung 0 Strahlungseintrittsplatte 0 Sammellinse (zweites optisches Element) 5 Kaleidoskop (zweites optisches Element) 0 Halteeinrichtung 0 Hohlraum (geschlossenes Volumen) 5 Bonddrähte 00 Klebeverbindung zwischen der Halteeinrichtung und dem zweitem optischem Element 10 Klebe- oder Schweißverbindung zwischen der Halteeinrichtung und dem Receiver 20 Klebe- oder Schweißverbindung zwischen dem zweiten optischen

Element und der Solarzelle