Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Dünnschichtsolarmodul mit

Serienverschaltung und ein Verfahren zur Serienverschaltung von Dünnschichtsolarzellen zu einem Dünnschichtsolarmodul.

Photovoltaische Schichtsysteme zur direkten Umwandlung von Sonnenstrahlung in elektrische Energie sind hinreichend bekannt. Die Materialien und die Anordnung der Schichten sind so abgestimmt, dass einfallende Strahlung von einer oder mehreren halbleitenden Schichten mit möglichst hoher Strahlungsausbeute direkt in elektrischen Strom umgewandelt wird. Photovoltaische und flächig ausgedehnte Schichtsyste ^¬ me werden als Solarzellen bezeichnet. Solarzellen enthalten in allen Fällen Halbleitermaterial. Solarzellen, die zur Bereitstellung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit Trägersubstrate benötigen, werden als Dünnschichtsolarzellen bezeichnet. Aufgrund der physi ^¬ kalischen Eigenschaften und der technologischen Handhabbar- keit sind Dünnschichtsysteme mit amorphen, mikromorphen oder polykristallinen Silizium, Cadmium-Tellurid (CdTe) , Gallium-Arsenid (GaAs) , Kupfer-Indium- (Gallium) -Selenid- Sulfid (Cu (In, Ga) (S, Se) ₂ ) , Kupfer-Zink-Zinn-Sulfo-Selenid (CZTS aus der Gruppe der Kesterite) sowie organischen Halb- leitern besonders für Solarzellen geeignet. Der pentenäre Halbleiter Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ gehört zur Gruppe der Chalko- pyrit-Halbleiter, die häufig als CIS (Kupferindiumdiselenid oder -sulfid) oder CIGS (Kupferindiumgalliumdiselenid, Kupferindiumgalliumdisulfid oder Kupferindiumgallium- disulfoselenid) bezeichnet werden. S kann in der Abkürzung CIGS für Selen, Schwefel oder eine Mischung beider Chalko- gene stehen. Bekannte Trägersubstrate für Dünnschichtsolarzellen enthal ^¬ ten anorganisches Glas, Polymere, Metalle oder Metalllegie ^¬ rungen und können in Abhängigkeit von Schichtdicke und Ma ^¬ terialeigenschaften als starre Platten oder biegsame Folien ausgestaltet sein. Aufgrund der weitreichend verfügbaren Trägersubstrate und einer einfachen monolithischen Serien- verschaltung können großflächige Anordnungen von Dünnschichtsolarzellen kostengünstig hergestellt werden. Eine elektrische Schaltung von mehreren Solarzellen wird als Photovoltaik- oder Solarmodul bezeichnet. Die Schaltung von Solarzellen wird in bekannten witterungsstabilen Aufbauten dauerhaft vor Umwelteinflüssen geschützt. Üblicherweise sind eisenarme Natron-Kalk-Gläser und haftvermitteln- de Polymerfolien mit den Solarzellen zu einem bewitterungs- stabilen Photovoltaikmodul verbunden. Die Photovoltaikmo- dule können über Anschlussdosen in eine Schaltung von mehreren Photovoltaikmodulen eingebunden sein. Die Schaltung von Photovoltaikmodulen ist über bekannte Leistungselektro- nik mit dem öffentlichen Versorgungsnetz oder einer autarken elektrischen Energieversorgung verbunden.

Bei der Serienverschaltung von Dünnschichtsolarmodulen wird in der Regel eine integrierte Serienverschaltung einge- setzt. Bei der integrierten Serienverschaltung wird die aktive Zellenfläche in Längsstreifen unterteilt, die je ^¬ weils eine einzelne Dünnschichtsolarzelle darstellen. Die einzelnen Dünnschichtsolarzellen werden an ihren Längskanten mit den jeweils benachbarten Zellen serienverschaltet . Dabei werden Rückelektrodenschicht, photoaktive Halbleiter ^¬ schicht und Frontelektrodenschicht durch Strukturierungsli- nien PR, PA, PF unterteilt und die Rückelektrodenschicht eines ersten Bereichs über eine zweite Strukturierungslinie PA mit der Frontelektrodenschicht eines angrenzenden Be- reichs verbunden.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass der Wirkungsgrad einer einzelnen Dünnschichtsolarzelle mit zunehmender Solarzel- lenbreite sinkt. Um die Verluste des Solarmoduls zu begren ^¬ zen, kann die Breite einer einzelnen Solarzelle je nach verwendeter Zellenstruktur etwa 1 cm bei CIS-Solarmodulen beziehungsweise 1 cm bis 1,5 cm bei amorphen Silizium- Solarmodulen nicht übersteigen. Dünnschichtsolarmodule mit einzelnen Solarzellen von größerer Breite wären wegen ihrer geringen Spannungen und höheren Strömen für bestimmte Anwendungen vorteilhaft, beispielsweise zum Laden von Batte ^¬ rien .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein verbessertes Dünnschichtsolarmodul mit einem höheren Wir ^¬ kungsgrad bei verbreiterten einzelnen Dünnschichtsolarzel ^¬ len - gleichbedeutend mit einer pro Modulfläche reduzierten Anzahl serienverschalteter Einzelsolarzellen - bereitzustellen .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Dünnschichtsolarmodul mit Serienverschaltung ge- mäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur

Serienverschaltung von Dünnschichtsolarzellen zu einem Dünnschichtsolarmodul.

Eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus weiteren Ansprüchen hervor. Eine einzelne Dünnschichtsolarzelle besteht im Wesentlichen aus drei Schichten: einer Rückelektrodenschicht auf der lichtabgewandten Seite, einer Frontelektrodenschicht und einer photoaktiven Halbleiterschicht dazwischen. Der durch Lichteinfall generierte Stromfluss wird innerhalb einer Solarzelle senkrecht zu den drei Strukturierungslinien PR, PA, PF in der Frontelektrodenschicht gesammelt, zur zweiten Strukturierungslinie PA geleitet und von dort nach unten zur Rückelektrodenschicht der benachbarten Zelle weiterge ^¬ leitet .

Eine grundlegende Charakteristik dieses Designs ist die in Richtung der Serienverschaltung stark ansteigende Stromdichte innerhalb der Frontelektrodenschicht, beziehungswei ^¬ se die abfallende Stromdichte in der Rückelektrodenschicht. Im Gegensatz zur Rückelektrodenschicht, die in der Regel aus hochleitenden Metallen besteht, weist die Frontelektro- denschicht eine um mindestens den Faktor 2, meist jedoch mindestens den Faktor 10-100 geringere Leitfähigkeit auf. Dies ist bedingt durch die Forderung nach einer hohen optischen Transparenz der Frontelektrodenschicht, die nur bei dünnen, nicht zu stark dotierten Frontelektrodenschichten gegeben ist. Bedingt durch die niedrige Leitfähigkeit der Frontelektrodenschicht kommt es zu erheblichen ohmschen Verlusten, die nichtlinear in Querrichtung zur Solarzelle ansteigen. Bei einer starken Reduktion der Solarzellenbreite werden zwar die ohmschen Verluste reduziert, allerdings steigen damit die Verluste an aktiver Fläche, bedingt durch die ansteigende Zahl von Strukturierungslinien PR, PA, PF und den damit einhergehenden photovoltaisch inaktiven Flächenanteilen. Bei einer gegebenen Solarmodulbreite kann damit die Zahl der einzelnen Solarzellen und somit die Ge- samtspannung des Solarmoduls nicht in weiten Bereichen variiert werden. Die optimale Breite der Zelle w _0pt bei gege benen opto-elektronischen Eigenschaften von photoaktiver Halbleiterschicht und Frontelektrodenschicht liegt damit in ziemlich engen Grenzen fest.

Die erfindungsgemäße Lösung des Problems liegt in einer Nutzung der ausreichend vorhandenen Leitfähigkeit der me ^¬ tallischen Rückelektrodenschicht zur Unterstützung des Stromflusses, der normalerweise von der Frontelektroden- schicht übernommen werden müsste. Dazu wird die Form einer einzelnen Solarzelle nicht als exaktes Rechteck ausgebil ^¬ det, sondern weist an einer Längskante Ausbuchtungen auf, in denen der Stromfluss von der schwach leitenden Fronte- lektrodenschicht durch die Rückelektrodenschicht über die zweite, in besonderer Ausprägung hergestellte Strukturie- rungslinie PA übernommen wird. Die zur Stromsammlung erforderlichen mittleren Wegstrecken innerhalb der Frontelektro- denschicht können damit reduziert werden. Es ergeben sich somit geringere Serienwiderstandsverluste und neue Frei ^¬ heitsgrade bei der Gestaltung der elektrischen Charakteristik von Dünnschichtsolarmodulen. Bei gegebenen Substrat- Formaten kann die Zahl der einzelnen Solarzellen und damit das Spannungs-/Stromverhältnis des Solarmoduls nahezu frei gewählt werden. Insbesondere für Anwendungen zur Batterie ^¬ ladung durch Photovoltaikmodule sind dies entscheidende Voraussetzungen. Aber auch bei anderen Anwendungen ist es vorteilhaft, Module mit geringeren Spannungen und höheren Strömen einzusetzen, beispielsweise um längere Ketten se- rienverschalteter Solarzellen innerhalb einer großen Photo- voltaikanlage konfigurieren zu können.

Ein erfindungsgemäßes Dünnschichtsolarmodul mit Serien- verschaltung auf einem Substrat umfasst daher zumindest:

• eine Rückelektrodenschicht, die durch Strukturierungs- linien PR unterteilt ist,

• eine photoaktive Halbleiterschicht, die auf der Rück ^¬ elektrodenschicht angeordnet ist und durch Strukturie- rungslinien PA unterteilt ist und

• eine Frontelektrodenschicht, die auf der, der Rück ^¬ elektrodenschicht gegenüberliegenden Seite der photoaktiven Halbleiterschicht angeordnet ist und die mittels Strukturierungslinien PF unterteilt ist.

Über die Strukturierungslinie PA erfolgt eine elektrische Verbindung von Front- und Rückelektrode benachbarter Einzelzellen. Des Weiteren sind die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die zweiten Strukturie- rungslinien PA mit Ausbuchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet, dass die mittlere Wegstrecke des in der photo ^¬ aktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Fron ^¬ telektrodenschicht verringert ist. Kante im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt einer Strukturierungslinie PA, PR oder PF der nicht eine Ausbuchtung umfasst. Das erfindungsgemäße Dünnschichtsolarmodul kann in der so ^¬ genannten Substratkonfiguration oder der sogenannten Super- stratekonfiguation aufgebaut werden. In beiden Konfigurationen erfolgt der Aufbau aus mehreren dünnen, halbleitenden und metallischen Schichten auf einem isolierenden platten- förmigen Material.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls mit Serienverschaltung in Substrat ^¬ konfiguration umfasst mindestens:

· eine Rückelektrodenschicht, die auf einem Substrat an ^¬ geordnet ist und die durch Strukturierungslinien PR unterteilt ist,

• eine photoaktive Halbleiterschicht, die auf der Rück ^¬ elektrodenschicht angeordnet ist und die durch Struktu- rierungslinien PA unterteilt ist und

• eine Frontelektrodenschicht, die auf der photoaktiven Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei mindestens die Frontelektrodenschicht durch Strukturierungslinien PF in Bereiche unterteilt ist und die Frontelektroden- schicht eines ersten Bereichs in Serienverschaltung mit der Rückelektrodenschicht eines zweiten Bereichs ver ^¬ bunden ist,

wobei die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet sind, dass die mittle ^¬ re Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verrin ^¬ gert ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Frontelektrodenschicht und die photoaktive Halbleiterschicht durch Strukturierungsli ^¬ nien PF in Bereiche unterteilt. Das Substrat besteht hier beispielsweise aus Glas mit einer relativ geringen Lichtdurchlässigkeit, wobei gleichermaßen andere elektrisch isolierende Materialien mit gewünschter Festigkeit und inertem Verhalten gegenüber den durchgeführ- ten Prozessschritten eingesetzt werden können.

Die hochleitfähige Rückelektrodenschicht enthält beispiels ^¬ weise ein Metall wie Molybdän (Mo) , Aluminium (AI) , Kupfer (Cu) oder Titan (Ti) und kann beispielsweise durch Aufdamp- fen oder durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung auf das Substrat aufgebracht werden. Die Rückelektroden ^¬ schicht ist durch erste Strukturierungslinien PR unterteilt. Auf der Rückelektrodenschicht ist eine photoaktive Halblei ^¬ terschicht angeordnet, die auch die Strukturierungslinien PR auffüllt. Als photoaktive Halbleiterschicht eignet sich jeder für die Herstellung von Dünnschichtsolarzellen geeignete Schichtaufbau. Ein solcher Schichtaufbau enthält vor- zugsweise amorphes, mikromorphes oder polykristallines Si ^¬ lizium unterschiedlicher Dotierung, Cadmium-Tellurid

(CdTe) , Gallium-Arsenid (GaAs) , Kupfer-Zink-Zinn-Sulfo- Selenid (CZTS) , organischen Halbleitern oder Kupfer-Indium- (Gallium) -Selenid-Sulfid (Cu (In, Ga) (S, Se) ₂ ) . Die photo- aktive Halbleiterschicht ist zumindest durch die Struktu ^¬ rierungslinien PA unterteilt, kann aber auch zusätzlich durch die Strukturierungslinien PF unterteilt sein.

Auf der photoaktiven Halbleiterschicht ist zumindest eine Frontelektrodenschicht angeordnet, die für Strahlung im

Bereich der spektralen Empfindlichkeit der Solarzelle weit ^¬ gehend transparent ist, so dass das einstrahlende Sonnen ^¬ licht nur gering geschwächt wird. Die Frontelektrodenschicht füllt auch die Strukturierungslinien PA in der pho- toaktiven Halbleiterschicht auf, wodurch die Frontelektro ^¬ denschicht eines ersten Bereichs mit der Rückelektroden ^¬ schicht eines zweiten Bereichs in Serienverschaltung verbunden wird. Die Frontelektrodenschicht enthält vorzugsweise eine trans ^¬ parente, leitfähige Metalloxidschicht, insbesondere Zink ^¬ oxid (ZnO) , aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:Al), bordo ^¬ tiertes Zinkoxid (ZnO:B), indiumdotiertes Zinkoxid

(ZnO:In), galliumdotiertes Zinkoxid (ZnO:Ga), fluordotier ^¬ tes Zinnoxid (Sn0 ₂ :F), antimondotiertes Zinnoxid (Sn0 ₂ :Sb) oder Indiumzinnoxid (ITO) . Die Frontenelektrodenschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen, chemische Gasphaseab- scheidung (CVD) oder durch magnetfeldunterstützte Kathoden- Zerstäubung auf die photoaktive Halbleiterschicht aufge ^¬ bracht werden. Vor der Abscheidung der Frontelektrode kann zur Verbesserung der optoelektronischen Eigenschaften auch zusätzlich eine dünne Pufferschicht (z.B. aus II-VI- oder III-V Halbleitern) aufgebracht werden.

Im Falle der Substratkonfiguration sind die Frontelektrodenschicht und gegebenenfalls auch die photoaktive Halblei ^¬ terschicht durch Strukturierungslinien PF unterteilt, wodurch die einzelnen Dünnschichtsolarzellen des Dünnschicht- solarmoduls miteinander serienverschaltet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls mit Serienverschaltung in Super- stratekonfiguration umfasst mindestens:

• eine Frontelektrodenschicht, die auf einem transparen ^¬ ten Substrat angeordnet ist und die durch Strukturie ^¬ rungslinien PF unterteilt ist,

• eine photoaktive Halbleiterschicht, die auf der Fronte ^¬ lektrodenschicht angeordnet ist und die durch Struktu ^¬ rierungslinien PA unterteilt ist und

• eine Rückelektrodenschicht, die auf der photoaktiven Halbleiterschicht angeordnet ist, wobei zumindest die Rückelektrodenschicht durch Strukturierungslinien PR in Bereiche unterteilt ist und die Rückelektrodenschicht eines ersten Bereichs in Serienverschaltung mit der Frontelektrodenschicht eines zweiten Bereichs verbunden ist, wobei die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet sind, dass die mittle ^¬ re Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verrin ^¬ gert ist.

Die Ausgestaltung in der Superstratekonfiguration erfolgt durch einen Schichtaufbau auf der lichtabgewandten Oberflä- che eines transparenten Substrats. Das transparente Sub ^¬ strat besteht beispielsweise aus extraweißem Glas mit ge ^¬ ringem Eisengehalt, wobei gleichermaßen andere elektrisch isolierende und optisch transparente Materialien mit ge ^¬ wünschter Festigkeit und inertem Verhalten gegenüber den durchgeführten Prozessschritten eingesetzt werden können.

Bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls ist die Frontelektrodenschicht durch Struktu ^¬ rierungslinien PF unterteilt, die photoaktive Halbleiter- schicht durch zweite Strukturierungslinien PA unterteilt und zumindest die Rückelektrodenschicht, gegebenenfalls auch die angrenzende Absorberschicht durch dritte Struktu ^¬ rierungslinien PR unterteilt. Die Serienverschaltung der einzelnen Dünnschichtsolarzellen erfolgt in diesem Falle durch die Verbindung der Rückelektrodenschicht eines ersten Bereichs mit der Frontelektrodenschicht eines zweiten Be ^¬ reichs .

Bei dem erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmodul sind die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet, dass die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verringert ist.

Der in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugte Strom wird durch die Frontelektrode aufgenommen und über die zweite Strukturierungslinie PA zur Rückelektrodenschicht der in Serienverschaltung folgenden Dünnschichtsolarzelle weitergeleitet. Die Ausbuchtungen der zweiten Strukturie- rungslinie PA führen dazu, dass der Strom nicht mehr in geraden Bahnen parallel zur Längs- oder Serienverschal- tungsrichtung der Dünnschichtsolarzelle durch die Fronte ^¬ lektrodenschicht fließt, sondern dem Pfad des niedrigsten elektrischen Widerstands folgt. Durch die Ausbuchtungen der zweiten Strukturierungslinie PA wird der mittlere Abstand verschiedener Bereiche der Frontelektrodenschicht zur zwei- ten Strukturierungslinie PA verringert. Dadurch wird die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verringert und der mittlere elektrische Widerstand durch die Frontelektrodenschicht reduziert. Der elektrische Strom wird über die Strukturierungslinie PA in die besser elekt ^¬ risch leitende Rückelektrodenschicht geführt. Dies führt zu einem niedrigeren Gesamtwiderstand der Dünnschichtsolarzel ^¬ le. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind auch die Strukturierungslinien PF mit analogen Ausbuchtungen und Kanten ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann die photovoltaisch aktive Fläche jeder einzelnen Dünnschichtsolarzelle vergrößert werden, da die photovoltaisch inaktive Fläche zwischen zweiter Strukturierungslinie PA und der benachbarten dritten Strukturierungs ^¬ linie PR verkleinert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen der Strukturierungslinie PR, der Strukturierungslinien PA und PR oder der Strukturierungslinie PR, PA und PF spitz zulaufend ausgebildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen von mindestens der Strukturierungslinien PR, gegebenenfalls auch die Strukturierungslinien PA und/oder PF dreiecksför- mig ausgebildet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin- dungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen der Strukturierungslinien PA linienförmig oder rechteckig ausgebildet. Diese Ausgestaltung der Strukturierungslinien PA ist technisch besonders einfach durchführbar. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen benachbarter Strukturierungslinien PR, PA und PF zumindest annähernd parallel nebeneinander ausgebildet. Dadurch wird die photovoltaisch inaktive Fläche zwischen den Strukturie- rungslinien PF, PA und PR verkleinert und die photovolt ^¬ aisch aktive Fläche jeder einzelnen Dünnschichtsolarzelle vergrößert. Hierbei sind die Ausbuchtungen der Strukturie ^¬ rungslinien PR, PA und gegebenenfalls PF in dieselbe Rich ^¬ tung (z.B. senkrecht zur Erstreckung der Strukturierungsli- nien) gerichtet, d.h. die Strukturierungslinien sind jeweils in dieselbe Richtung (z.B. senkrecht zu deren Erstre ^¬ ckung) ausgebaucht. Somit sind die Strukturierungslinien PR, PA und gegebenenfalls PF mit gleichgerichteten Ausbuchtungen versehen.

Die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht, im Folgenden auch Photostrom genannt, ist bevorzugt kleiner oder gleich der optimalen Zellenbreite w _opt .

Wie eingangs bereits geschildert, hat sich in der Praxis gezeigt, dass der Wirkungsgrad einer einzelnen Dünnschicht ^¬ solarzelle mit zunehmender Solarzellenbreite sinkt. Dies ist unter anderem die Folge des mit der Zellenbreite zuneh- menden ohmschen Widerstands, resultierend in erster Linie aus der begrenzten Leitfähigkeit der transparenten Frontelektrode. Umgekehrt steigt mit abnehmender Zellenbreite der relative Anteil der opto-elektronisch inaktiven Fläche, die für die Strukturierungslinien benötigt wird. Die aus diesen beiden gegenläufigen Effekten resultierende optimale Zellenbreite w _opt hängt bei herkömmlicher Serienverschaltung im Wesentlichen von der Spannung und der Photostromdichte einer jeweiligen Solarzelle ab. Wie Versuche gezeigt haben, beträgt die optimale Zellenbreite w _opt bei einem CIS- oder CIGS-Dünnschichtsolarmodul mit einer LeerlaufSpannung von ca. 0,5 V und vergleichsweise hohen Photostromdichten etwa von 5 mm bis 10 mm und bevorzugt von 4,5 mm bis 6,5 mm. Bei Solarzellen mit hohen LeerlaufSpannungen und vergleichsweise niedrigen Photostromdichten, wie beispielsweise amorphen Siliziumsolarzellen mit einer LeerlaufSpannung von ca. 0,9 V, beträgt die optimale Zellenbreite w _opt beispielsweise von 7 mm bis 15 mm und bevorzugt von 7,5 mm bis 10,5 mm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen der Strukturierungslinie PR mit einem minimalen Abstand d zur Strukturierungslinie PF der benachbarten Zelle von kleiner oder gleich der optimalen Zellenbreite w _0pt ausge bildet. Die für den Abstand d relevante Strukturierungsli ^¬ nie PF befindet sich auf der der nächstliegenden Strukturierungslinie PA abgewandten Seite (siehe zur Verdeutli ^¬ chung beispielsweise Figur 4). Die relevante Strukturie- rungslinie PF grenzt die Frontelektrodenschicht zu der in Serienverschaltung vorhergehenden Dünnschichtsolarzelle ab.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls sind die Ausbuchtungen mit einem Abstand a entlang der Strukturierungslinien ausgebildet, wobei der Abstand a kleiner oder gleich dem doppelten Abstand von w _opt entspricht. Dies hat den besonderen Vorteil, dass der zwischen den beiden Ausbuchtungen generierte Photostrom einen Weg der kleiner oder gleich der optimalen Zellenbreite w _opt ist, zurücklegen muss, um über die Struk ^¬ turierungslinie PA zur Rückelektrode zu gelangen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls hat die Rückelektroden ^¬ schicht einen um mindestens den Faktor 10, bevorzugt den Faktor 100 geringeren elektrischen Flächenwiderstand als die Frontelektrodenschicht. Dadurch ist es möglich die Ba ^¬ sisbreite bp _R der Ausbuchtungen der Strukturierungslinie PR der Rückelektrode zu reduzieren. Eine Reduktion der Basisbreite bp _R führt zu einer Verringerung der photoelektrisch inaktiven Fläche und führt damit zu einer Erhöhung des Wir- kungsgrads .

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung und Serienverschaltung eines Dünnschichtsolarmoduls in einer sogenannten Substratkonfiguration, wobei: a) eine Rückelektrodenschicht auf einem Substrat abge ^¬ schieden wird und die Rückelektrodenschicht durch ers ^¬ te Strukturierungslinien PR unterteilt wird,

b) eine photoaktive Halbleiterschicht auf der Rückelekt ^¬ rodenschicht abgeschieden wird und die photoaktive Halbleiterschicht durch zweite Strukturierungslinien

PA unterteilt wird,

c) eine Frontelektrodenschicht auf der photoaktiven Halb ^¬ leiterschicht abgeschieden wird, die Frontelektrodenschicht und die photoaktive Halbleiterschicht durch dritte Strukturierungslinien PF in Bereiche unterteilt werden und die Frontelektrodenschicht eines ersten Be ^¬ reichs in Serienverschaltung mit der Rückelektrodenschicht eines zweiten Bereich verbunden wird,

wobei die erste Strukturierungslinie PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die zweite Strukturierungslinie PA mit Aus ^¬ buchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet werden, dass die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halb ^¬ leiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verringert wird.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein erfindungsge ^¬ mäßes Verfahren zur Herstellung und Serienverschaltung ei- nes Dünnschichtsolarmoduls in einer sogenannten Super- stratekonfiguration, wobei

a) eine Frontelektrodenschicht auf einem transparenten Substrat abgeschieden wird und die Frontelektroden- schicht durch erste Strukturierungslinien PF unterteilt wird,

b) eine photoaktive Halbleiterschicht auf der Frontelekt ^¬ rodenschicht abgeschieden wird und die photoaktive Halbleiterschicht durch zweite Strukturierungslinien PA unterteilt wird,

c) eine Rückelektrodenschicht auf der photoaktiven Halb ^¬ leiterschicht abgeschieden wird, die Rückelektrodenschicht und die photoaktive Halbleiterschicht durch dritte Strukturierungslinien PR in Bereiche unterteilt werden und die Rückelektrodenschicht eines ersten Be ^¬ reichs in Serienverschaltung mit der Frontelektrodenschicht eines zweiten Bereichs verbunden wird,

wobei die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen und Kanten und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen und Kanten so zueinander ausgebildet werden, dass die mitt ^¬ lere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht verrin ^¬ gert wird. Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung und

Serienverschaltung eines Dünnschichtsolarmoduls, insbeson ^¬ dere eines Dünnschichtsolarmoduls aus amorphen, mikromor- phen oder polykristallinen Silizium, Cadmium-Tellurid

(CdTe) , Gallium-Arsenid (GaAs) , Kesterit-basierten Halblei ^¬ ter wie Kupfer-Zink-Zinn-Sulfo-Selenid (CZTS) , Chalkopyrit- basierten Halbleiter wie Kupfer-Indium- (Gallium) -Selenid- Sulfid (Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ ) oder organischen Halbleiter.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und eines Beispiels näher erläutert. Die Figuren sind nicht vollsten- dig maßstabsgetreu. Die Erfindung wird durch die Figuren in keiner Weise eingeschränkt. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Dünn ^¬ schichtsolarmoduls mit zwei seriell verbundenen Dünnschichtsolarzellen, eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnitt linie A-A' aus Figur 1, eine schematische Darstellung des Stromflusses durch zwei seriell verbundene Dünnschichtsolarzellen, eine schematische Darstellung der Abfolge der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls , eine schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls, Figur 6 eine schematische Darstellung einer alternativen

Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls, Figur 7 eine schematische Darstellung einer alternativen

Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls, Figur 8 eine schematische Darstellung einer alternativen

Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls, eine schematische Querschnittsdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels ( Superstrate- aufbau) eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolar moduls ,

Figur 10 eine schematische Darstellung der Abfolge der

Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls ( Superstrate- aufbau) ,

Figur 11 ein detailliertes Flussdiagramm des erfindungsge ^¬ mäßen Verfahrens, und Figur 12 ein detailliertes Flussdiagramm einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens .

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Figur 1 ist ein insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnetes Dünnschichtsolarmodul veranschaulicht. Das Dünn ^¬ schichtsolarmodul 1 umfasst eine Mehrzahl in integrierter Form seriell verschalteter Solarzellen 1.1, 1.2, von denen in der Figur 1 zwei dargestellt sind. Figur 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie A-A' aus Figur 1. Die Richtung L gibt die Längsrichtung oder die Richtung parallel zu den Strukturierungslinien an, die Richtung Q gibt die Querrichtung senkrecht zu den Struktu- rierungslinien des Dünnschichtsolarmoduls 1 an.

Das Dünnschichtsolarmodul 1 hat einen der so genannten Sub ^¬ stratkonfiguration entsprechenden Aufbau. Das heißt es verfügt über ein elektrisch isolierendes Substrat 2 mit einem darauf aufgebrachten Schichtenaufbau 10 aus dünnen Schichten. Der Schichtenaufbau 10 ist auf der lichteintrittssei- tigen Oberfläche III des Substrats 2 angeordnet. Das Sub ^¬ strat 2 besteht hier beispielsweise aus Glas, das auch eine relativ geringe Lichtdurchlässigkeit aufweisen kann (aber nicht muss) .

Der Schichtenaufbau 10 umfasst eine auf der Oberfläche III des Substrats 2 angeordnete Rückelektrodenschicht 3. Die Rückelektrodenschicht 3 ist durch Strukturierungslinien PR unterteilt. Die Rückelektrodenschicht 3 enthält beispiels ^¬ weise ein lichtundurchlässiges Metall wie Molybdän (Mo) und kann beispielsweise durch Aufdampfen oder durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung auf das Substrat 2 aufge- bracht werden. Die Rückelektrodenschicht 3 hat eine

Schichtdicke von 100 nm bis 600 nm, welche beispielsweise 500 nm beträgt. Die Rückelektrodenschicht 3 hat einen elektrischen Flächenwiderstand von 1 Ohm/Quadrat bis 0,01 Ohm/Quadrat und beispielsweise von 0,1 Ohm/Quadrat.

Auf der Rückelektrodenschicht 3 ist eine photoaktive Halb ^¬ leiterschicht 4 abgeschieden. Die photoaktive Halbleiter ^¬ schicht 4 ist durch Strukturierungslinien PA unterteilt. Die photoaktive Halbleiterschicht 4 enthält beispielsweise einen dotierten Halbleiter, dessen Bandabstand vorzugsweise in der Lage ist, einen möglichst großen Anteil des Sonnen ^¬ lichts zu absorbieren. Die photoaktive Halbleiterschicht 4 umfasst beispielsweise eine Absorberschicht 4.1 und eine Pufferschicht 4.2. Die Absorberschicht 4.1 enthält bei- spielsweise einen p-leitenden Chalkopyrithalbleiter, beispielsweise eine Verbindung der Gruppe Cu(In,Ga) (S,Se) ₂ . Die Absorberschicht 4.1 hat beispielsweise eine Schichtdi ^¬ cke von 0,5 ym bis 5 ym und beispielsweise von etwa 2 ym. Auf die Absorberschicht 4.1 ist eine Pufferschicht 4.2 ab ^¬ geschieden, die hier beispielsweise aus einer Einzellage Cadmiumsulfid (CdS) und einer Einzellage aus intrinsischem Zinkoxid (i-ZnO) besteht, was in Figur 1 nicht näher darge ^¬ stellt ist.

Auf die Pufferschicht 4.2 ist eine Frontelektrodenschicht 5 beispielsweise durch Sputtern aufgebracht. Die Frontelekt- rodenschicht 5 füllt auch die Strukturierungslinien PA auf, wodurch eine elektrische Leitungsverbindung zwischen der Frontelektrodenschicht 5 eines ersten Bereichs 6.1 und der Rückelektrodenschicht 3 eines zweiten Bereichs 6.2 gebildet wird. Die Frontelektrodenschicht 5 ist für Strahlung im sichtbaren Spektralbereich transparent ("Fensterelektro ^¬ de") _/ so dass das einstrahlende Sonnenlicht nur gering ge ^¬ schwächt wird. Die transparente Frontelektrodenschicht 5 basiert beispielsweise auf einem dotierten Metalloxid, bei- spielsweise n-leitendes Aluminium (AI ) -dotiertes Zinkoxid (ZnO:Al). Eine solche Frontelektrodenschicht 5 wird allge ^¬ mein als TCO-Schicht (TCO = Transparent Conductive Oxide) bezeichnet. Durch die Frontelektrodenschicht 5 wird gemein ^¬ sam mit der Pufferschicht 4.2 und der Absorberschicht 4.1 ein HeteroÜbergang (d.h. eine Abfolge von Schichten vom entgegengesetzten Leitungstyp) gebildet. Dabei kann die Pufferschicht 4.2 eine elektronische Anpassung zwischen dem halbleitenden Material der Absorberschicht 4.1 und dem Ma ^¬ terial der Frontelektrodenschicht 5 bewirken. Die Fronte- lektrodenschicht 5 hat eine Schichtdicke von 100 nm bis

2000 nm, welche beispielsweise 1000 nm beträgt. Die Fronte ^¬ lektrodenschicht 5 hat einen Flächenwiderstand von 5

Ohm/Quadrat bis 20 Ohm/Quadrat und beispielsweise von 10 Ohm/Quadrat. Die Frontelektrodenschicht 5 und die photoak- tive Halbleiterschicht 4 sind durch Strukturierungslinien PF in einzelne Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2 unterteilt.

Zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist auf der Frontelektrodenschicht 5 eine beispielsweise aus einem Polymer beste- hende Klebeschicht 8 aufgebracht, die zur Verkapselung des Schichtenaufbaus 10 dient. Die lichteintrittsseitige Ober ^¬ fläche III des Substrats 2 und die lichtaustrittsseitige Oberfläche II eines transparenten Substrats 9 sind durch die Klebeschicht 8 fest miteinander verbunden. Die Klebe- schicht 8 ist hier beispielsweise eine thermoplastische

Klebeschicht, die durch Erwärmen plastisch verformbar wird und beim Abkühlen das Substrat 2 und das transparente Sub ^¬ strat 9 fest miteinander verbindet. Für die Verkapselung geeignete Klebeschichten 8 sind beispielsweise Polyvinyl- butyral (PVB)- oder Ethylenvinyacetat (EVA) -Folien . Die Polyvinylbutyral (PVB)- oder Ethylenvinyacetat (EVA) -Folien haben beispielsweise eine Dicke von 1 mm.

Das transparente Substrat 9 besteht beispielsweise aus ext ^¬ raweißem Glas mit geringem Eisengehalt, wobei gleichermaßen andere elektrisch isolierende Materialien mit gewünschter Festigkeit und inertem Verhalten gegenüber den durchgeführ- ten Prozessschritten eingesetzt werden können.

Obgleich in Figur 1 und Figur 2 nicht näher dargestellt, ist ein umlaufender Randspalt zwischen dem Substrat 2 und dem transparenten Substrat 9 mit einem als Bar- riere für Wasser dienenden Dichtmaterial abgedichtet. Die Abdichtung verbessert die Langzeitstabilität des Dünn ^¬ schichtsolarmoduls 1 durch eine Hemmung des Eintritts von Wasser und reduziert die Korrosion der verschiedenen

Schichten des Schichtenaufbaus 10. Ein geeignetes Dicht- material ist beispielsweise Polyisobutylen (PIB) .

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Stromflus ^¬ ses durch zwei seriell verbundene Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2. Der in der photoaktiven Halbleiterschicht 4 er- zeugte elektrische Strom wird in der Frontelektrodenschicht 5 eines ersten Bereichs 6.1 gesammelt und entlang des

Strompfads 11 zur Strukturierungslinie PA geleitet. Die Leitung des elektrischen Stromes zur Rückelektrodenschicht 2 eines zweiten Bereichs 6.2 erfolgt über die Strukturier- ungslinie PA.

Im hier dargestellten Beispiel sind sowohl der resultierende positive (+) als auch der resultierende negative Span- nungsanschluss (-) des Dünnschichtsolarmoduls 1 über die Rückelektrodenschicht 3 geführt und dort elektrisch kontak ^¬ tiert. Ein erfindungsgemäßes Dünnschichtsolarmodul 1 ent ^¬ hält beispielsweise ca. 100 seriell verschaltete Dünn ^¬ schichtsolarzellen 1.1, 1.2 und weist eine LeerlaufSpannung von ca. 50 Volt auf. Die Breite c einer einzelnen Dünn ^¬ schichtsolarzelle beträgt von 3 mm bis 20 mm und beispiels ^¬ weise 10 mm. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der Abfolge der Strukturierungslinien PR, PA und PF von vier in Serie verschalteten Bereichen 6.0, 6.1, 6.2, und 6.3. Der Abstand benachbarter Strukturierungslinien PR sowie der Abstand benachbarter Strukturierungslinien PA entspricht der Breite c der einzelnen Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2.

Die Strukturierungslinien PR weisen Ausbuchtungen 7.10 und die Strukturierungslinien PA Ausbuchtungen 7.20 auf. Die benachbarten Strukturierungslinien PR und PA sind annähernd parallel nebeneinander ausgebildet bzw. haben einen parallelen Verlauf. Die Ausbuchtungen 7.10 der Strukturierungs ^¬ linien PR und die Ausbuchtungen 7.20 der Strukturierungsli ^¬ nien PA haben jeweils einen Abstand a von beispielsweise 12 mm. Der Abstand a entspricht dabei etwa der doppelten opti- malen Zellenbreite w _opt von 6 mm. Zwischen den Ausbuchtungen 7.10 verlaufen die Strukturierungslinien PR in Längsrichtung L entlang der Kanten 7.11. Die Basisbreite b _PR der Ausbuchtungen 7.10 beträgt beispielsweise 2 mm. Die Länge bl der Kanten 7.11 beträgt beispielsweise 10 mm. Die Länge b2 der Kanten 7.20 der Strukturierungslinien PA beträgt beispielsweise 11 mm. Der minimale Abstand d einer Ausbuch ^¬ tung 7.10 einer Strukturierungslinie PR zur in Richtung der Serienverschaltung L davorliegenden, benachbarten Strukturierungslinie PF entspricht der optimalen Zellenbreite w _opt und beträgt beispielsweise 6 mm. Die Strukturierungslinien PF sind in diesem Ausführungsbeispiel ohne Ausbuchtungen ausgeführt und weisen nur eine durchgehende Kante 7.31 auf. Die Ausbuchtungen 7.10, 7.20 sind jeweils senkrecht (entge ^¬ gen Richtung Q) zur Erstreckung (Richtung L) der Struktu- rierungslinien PA, PR ausgebuchtet.

Die Strompfade des in der photoaktiven Halbleiterschicht 4 erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht 5 sind durch Pfeile mit der Bezugszahl 11 gekennzeichnet. Die Strompfade 11 verlaufen entlang des Weges mit dem niedrigs ^¬ ten Widerstand, wodurch sich die mittlere Wegstrecke des Stromes durch die Frontelektrodenschicht 5 im Vergleich zu serienverschalteten Solarzellen nach dem Stand der Technik verringert. Eine Verlagerung des Stromtransports von der hochohmigeren Frontelektrodenschicht 5 zur niederohmigeren Rückelektrodenschicht 3 resultiert in einem niedrigeren Gesamtwiderstand der Dünnschichtsolarzelle.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer alterna ^¬ tiven Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF von vier in Serie verschalteten Bereichen 6.0, 6.1, 6.2, und 6.3. Die Strukturierungslinien PF sind mit Ausbuchtun- gen 7.30 und Kanten 7.31 ausgebildet. Die benachbarten

Strukturierungslinien PR, PA und PF sind annähernd parallel nebeneinander ausgebildet bzw. haben einen parallelen Verlauf. Die Ausbuchtungen 7.10, 7.20 und 7.30 sind jeweils senkrecht (entgegen Richtung Q) zur Erstreckung (Richtung L) der Strukturierungslinien PA, PR bzw. PF ausgebuchtet.

Die Länge b3 der Kanten 7.31 beträgt beispielsweise 11 mm. Hierdurch wird die photovoltaisch inaktive Fläche zwischen Strukturierungslinie PA und der benachbarten Strukturie- rungslinie PF minimiert und die photovoltaisch aktive Flä ^¬ che jeder einzelnen Dünnschichtsolarzelle 1.1, 1.2, 1.3 vergrößert .

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls 1. Die Ausbuchtungen 7.20 der Strukturierungslinien PA sind in diesem Ausführungsbeispiel linienförmig ausgestaltet. Die Länge b2 der Kanten 7.21 entspricht in diesem Beispiel dem Abstand a der Ausbuchtungen 7.20.

Figur 7 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels aus Figur 6. Der Abstand d zwischen der Strukturierungslinie PR und der Strukturierungslinie PF zweier benachbarter Berei ^¬ che ist im Vergleich zu Figur 6 verringert, wobei gleich ^¬ zeitig die Länge bl der Kante 7.11 vergrößert ist und die Basisbreite b _PR verkleinert ist.

Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls 1. Die Ausbuchtungen 7.10 der Strukturierungslinien PR und die Ausbuchtungen 7.20 der Strukturierungslinien PA sind abgerundet und spitz zulaufend ausgebildet. Die Länge bl der Kante 7.11 der Strukturierungslinie PR und die Länge b2 der Kante 7.21 der Strukturierungslinie PA kann im Grenzfall auch 0 sein, so dass die Strukturierungslinien PR und PA nur aus abgerundeten Ausbuchtungen 7.10, 7.20 bestehen. Die abgerundete Form der Ausbuchtungen 7.20 ermöglicht eine besonders effektive Verkürzung der mittleren Wegstrecke der Strompfade 11 in der Frontelektrodenschicht 5. Figur 9 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemä ^¬ ßen Dünnschichtsolarmoduls 1 mit zwei seriell verbundenen Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2. Das Dünnschichtsolarmodul 1 hat einen der so genannten Superstratekonfiguration ent- sprechenden Aufbau, das heißt es verfügt über ein transpa ^¬ rentes Substrat 9 mit einem darauf aufgebrachten Schichtenaufbau 10 aus dünnen Schichten. Der Schichtenaufbau 10 um- fasst eine auf der lichtaustrittsseitigen Oberfläche II des Substrats 9 angeordnete Frontelektrodenschicht 5, die durch Strukturierungslinien PF unterteilt ist. Auf der Frontelektrodenschicht 5 ist eine photoaktive Halbleiterschicht 4 abgeschieden. Die photoaktive Halbleiterschicht 4 ist durch Strukturierungslinien PA unterteilt. Auf der photoaktiven Halbleiterschicht 4 ist eine Rückelektrodenschicht 5 ange- ordnet, die auch die Strukturierungslinien PA auffüllt. Die Rückelektrodenschicht 3 und die photoaktive Halbleiter ^¬ schicht 4 sind durch Strukturierungslinien PR in einzelne Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2 unterteilt. Die Serienverschaltung der einzelnen Dünnschichtsolarzellen 1.1, 1.2 erfolgt über Strukturierungslinien PA, die die Rückelektrodenschicht 3 eines ersten Bereichs 6.1 mit der Frontelektrodenschicht 5 eines zweiten Bereichs 6.1 elekt- risch leitend verbinden. Die Materialien und Materialparameter der Substrate 2, 9 und des Schichtaufbaus 10 entspre ^¬ chen dem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls 1 in Substratkonfiguration in Figur 1. Die Absorberschicht 4.1 enthält beispielsweise einen p- leitenden Absorber wie Cadmium-Tellurid (CdTe) .

Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung der Abfolge der Strukturierungslinien PR, PA und PF eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls in Superstratekonfiguration, wie es beispielhaft in Figur 9 dargestellt ist.

Figur 11 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung und Serienverschal ^¬ tung eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls 1 in Substratkonfiguration. In einem ersten Schritt a) wird eine Rückelektrodenschicht 3 auf einem Substrat 2 abgeschieden und die Rückelektrodenschicht 3 durch Strukturierungslinien PR unterteilt. In einem zweiten Schritt b) wird eine photo ^¬ aktive Halbleiterschicht 4 auf der Rückelektrodenschicht 3 abgeschieden und die photoaktive Halbleiterschicht 4 durch Strukturierungslinien PA unterteilt. In einem dritten

Schritt c) wird eine Frontelektrodenschicht 5 auf der pho ^¬ toaktiven Halbleiterschicht 4 abgeschieden, die Frontelekt ^¬ rodenschicht 5 und die photoaktive Halbleiterschicht 4 durch Strukturierungslinien PF in Bereiche 6 unterteilt und die Frontelektrodenschicht 5 eines ersten Bereichs 6 in Serienverschaltung mit der Rückelektrodenschicht 3 eines zweiten Bereichs 6 verbunden. Dabei werden die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen 7.10 und Kanten 7.11 und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen 7.20 und Kanten 7.21 so zueinander ausgebildet, dass die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht 4 er- zeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht 5 verrin ^¬ gert wird.

Die Einschnitte für die Strukturierungslinien PR, PA und PF werden unter Einsatz einer geeigneten Strukturierungs- technologie, wie Laserschreiben, beispielsweise mit einem Nd : YAG-Laser, oder mechanischer Bearbeitung, beispielsweise durch Abheben oder Ritzen, ausgebildet. Figur 12 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung und Serienverschaltung eines erfindungsgemäßen Dünnschichtsolarmoduls 1 in Superstratekonfiguration . In einem ersten Schritt a) wird eine Frontelektrodenschicht 5 auf einem transparenten Substrat 9 abgeschieden und die Frontelektrodenschicht 5 durch Strukturierungslinien PF unterteilt. In einem zweiten Schritt b) wird eine photo ^¬ aktive Halbleiterschicht 4 auf der Frontelektrodenschicht 5 abgeschieden und die photoaktive Halbleiterschicht 4 wird durch Strukturierungslinien PA unterteilt. In einem dritten Schritt c) wird eine Rückelektrodenschicht 3 auf der photo ^¬ aktiven Halbleiterschicht 4 abgeschieden, die Rückelektrodenschicht 3 und die photoaktive Halbleiterschicht 4 durch Strukturierungslinien PR in Bereiche 6 unterteilt und die Rückelektrodenschicht 3 eines ersten Bereichs 6 in

Serienverschaltung mit der Frontelektrodenschicht 5 eines zweiten Bereichs 6 verbunden. Dabei werden die Strukturierungslinien PR mit Ausbuchtungen 7.10 und Kanten 7.11 und die Strukturierungslinien PA mit Ausbuchtungen 7.20 und Kanten 7.21 so zueinander ausgebildet werden, dass die mittlere Wegstrecke des in der photoaktiven Halbleiterschicht 4 erzeugten Stromes durch die Frontelektrodenschicht 5 verringert wird. Bezugs zeichenliste 1 Dünnschicht solarmodul

1.1, 1.2, 1.3 Dünnschichtsolarzelle

2 Substrat

3 Rückelektrodenschicht

4 photoaktive Halbleiterschicht

4.1 Absorberschicht

4.2 Pufferschicht

5 Frontelektrodenschicht

6, 6.0, 6.1, 6.2, 6.3 Bereich

7.10, 7.20, 7.30 Ausbuchtung

7.11, 7.21, 7.31 Kante

8 Klebeschicht

9 transparentes Substrat

10 Schichtenaufbau

11 Stromfluss, Strompfad

a Abstand der Ausbuchtungen 7.10, 7.20, 7.30

bl Länge der Kante 7.11

b2 Länge der Kante 7.21

b3 Länge der Kante 7.31

BF Bereich der Frontelektrodenschicht 5

bp _R Basisbreite der Ausbuchtungen 7.10

BR Bereich der Rückelektrodenschicht 3

c Breite einer Dünnschichtsolarzelle 1.1, 1.2, 1.3 d Abstand

w _opt optimale Zellenbreite

PR Strukturierungslinie PR

PA Strukturierungslinie PA

PF Strukturierungslinie PF

II lichtaustrittsseitige Oberfläche des transparenten Substrats 9

III lichteintrittseitige Oberfläche des Substrats 2 Q Querrichtung

L Längsrichtung, Richtung der Serienverschal tung A-A' Schnittlinie