CÉLULA FOTOVOLTAICA Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE UNA CÉLULA FOTOVOLTAICA.

Célula fotovoltaica, que comprende por lo menos: un sustrato semiconductor (5) formado con una unión PN,

un electrodo dedo (4) en forma de peine sobre por lo menos una superficie del sustrato semiconductor, y un electrodo de barra colectora (3) conectado al electrodo dedo sobre el sustrato semiconductor, en la que el electrodo de barra colectora es formado con un patrón de rebajes y salientes (1) sobre una superficie del mismo, caracterizada porque la altura de un saliente (2) con respecto a un rebaje del patrón de rebajes y salientes (1) es establecida de 5 a 50 µm, y la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes (1) es cualquier forma de una forma de banda, una forma de malla, una forma de panal y una forma de puntos

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2006/309073.

Solicitante: SHIN-ETSU HANDOTAI CO., LTD.
SHIN-ETSU CHEMICAL COMPANY, LTD
.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-2, OHTEMACHI 2-CHOME CHIYODA-KU TOKYO JAPON.

Inventor/es: OJIMA,SATOYUKI, ISHIKAWA,NAOKI.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 1 de Mayo de 2006.

Clasificación PCT:

  • H01L31/0224 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 31/00 Dispositivos semiconductores sensibles a la radiación infrarroja, a la luz, a la radiación electromagnética de ondas más cortas, o a la radiación corpuscular, y adaptados bien para la conversión de la energía de tales radiaciones en energía eléctrica, o bien para el control de la energía eléctrica por dicha radiación; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o el tratamiento de estos dispositivos o de sus partes constitutivas; Sus detalles (H01L 51/42 tiene prioridad; dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común, diferentes a las combinaciones de componentes sensibles a la radiación con una o varias fuentes de luz eléctrica H01L 27/00). › Electrodos.

Países PCT: Alemania, España, Francia, Reino Unido, Italia, Países Bajos.

PDF original: ES-2369989_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Célula fotovoltaica y procedimiento de fabricación de una célula fotovoltaica. Campo técnico La presente invención se refiere a células fotovoltaicas que incluyen por lo menos un sustrato semiconductor formado con una unión PN, un electrodo dedo en forma de peine por lo menos en un lado del sustrato semiconductor, y un electrodo de barra colectora conectado al electrodo dedo en el sustrato semiconductor, y en particular, se refiere a una célula fotovoltaica de alta eficacia en la que es difícil que se desprenda un conector que va a unirse y el apantallamiento de la luz solar es pequeño. Antecedentes de la técnica En general, la célula fotovoltaica se forma con un electrodo dedo en forma de peine para obtener energía del sustrato semiconductor en una superficie que recibe luz del sustrato semiconductor formado con una unión PN y un electrodo de barra colectora que va a conectarse y a obtener energía del electrodo dedo en forma de peine. El electrodo de barra colectora se une con un conector mediante soldadura, por ejemplo, para conectar entre sí las células fotovoltaicas. Puesto que este electrodo de barra colectora produce una sombra cuando la luz solar entra en el sustrato, es necesario reducir la anchura del electrodo. Sin embargo, la reducción de la anchura de electrodo del electrodo de barra colectora crea el problema de que empequeñece la zona superficial del electrodo de barra colectora, y se reduce la zona de contacto con soldadura unida al conector y el electrodo de barra colectora, de modo que disminuye la fuerza adhesiva y el conector unido se desprende fácilmente. En contraposición a esto, se da a conocer un procedimiento para evitar que el conector unido se desprenda aumentando la zona superficial del electrodo de barra colectora y uniendo gran cantidad de soldadura en el extremo o la parte intermedia del electrodo de barra colectora (véase la publicación de solicitud de patente japonesa abierta al público nº 2000-188409). El documento DE 10 2004 049 160 A da a conocer células fotovoltaicas con electrodos de geometría específica. Sin embargo, en este procedimiento, puesto que el electrodo de barra colectora aumenta la zona que queda fuera de la luz solar, se reduce la eficacia de la célula fotovoltaica. Descripción de la invención Por tanto, la presente invención se ha realizado en vista del problema, y un objetivo de la invención consiste en proporcionar una célula fotovoltaica de bajo coste y alta eficacia en la que es difícil que se desprenda un conector unido a un electrodo de barra colectora y el apantallamiento de la luz solar por el electrodo de barra colectora es pequeño, y un procedimiento para fabricar la misma. Para lograr el objetivo, según la presente invención, se proporciona una célula fotovoltaica según se expone en la reivindicación 1. Se exponen las formas de realización ventajosas adicionales en las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1. De esta manera, el electrodo de barra colectora se forma con el patrón de rebajes y salientes en la superficie, de modo que aumenta la zona de contacto con la soldadura que une el conector, aumentando de ese modo la fuerza adhesiva entre el electrodo de barra colectora y el conector. Por tanto, no existe necesidad de ampliar la anchura del electrodo de barra colectora, y esto permite que se reduzca el apantallamiento de la luz solar por el electrodo de barra colectora de modo que se cree una célula fotovoltaica de bajo coste y alta eficacia. De esta manera, cuando la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes es cualquier forma de una forma de banda, una forma de malla, una forma de panal y una forma de puntos, aumenta el flujo de soldadura entre los rebajes y salientes, y la zona de contacto de ambos lados, y el electrodo y la soldadura pueden adherirse firmemente. En particular, cuando la forma es la forma de malla o la forma de panal, puede eliminarse la diferencia en el carácter direccional de la dificultad de desprender el conector, y cuando la forma de patrón es el punto, puede reducirse una cantidad consumida del material de electrodo. El intervalo entre los salientes entre los rebajes y salientes se fija preferentemente a de 50 µm a 1 mm. De esta manera, el intervalo entre los salientes entre los rebajes y salientes se fija a de 50 µm a 1 mm, de modo que se aumenta la zona de contacto, y la soldadura puede fluir seguramente entre los rebajes y salientes de la superficie del electrodo, posibilitando así mejorar seguramente la fuerza adhesiva. El electrodo de barra colectora presenta preferentemente entre 1 mm y 2 mm de anchura y no más de 80 µm de espesor. De esta manera, un electrodo de barra colectora de este tipo presenta de 1 mm a 2 mm de anchura y 2   presenta menos de 80 µm de espesor, de modo que la zona de electrodo que interrumpe la luz solar puede hacerse suficientemente pequeña, y una cantidad consumida del material de electrodo también puede hacerse pequeña, mientras que puede obtenerse una zona superficial de electrodo suficientemente ancha para conectarse. El electrodo de barra colectora está compuesto preferentemente por dos capas, y basándose en por lo menos una capa de las dos capas del electrodo de barra colectora, se forma preferentemente una forma de patrón del patrón de rebajes y salientes. De esta manera, el electrodo de barra colectora está compuesto por dos capas, de modo que, basándose en por lo menos una capa del mismo, puede formarse fácilmente la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes. El electrodo de barra colectora se imprime preferentemente con una pasta conductora y se cuece. De esta manera, un electrodo de barra colectora de este tipo se imprime con una pasta conductora y se cuece, de modo que puede mejorarse el rendimiento de fabricación de una célula fotovoltaica de bajo coste y alta eficacia. Cuando el electrodo de barra colectora se fabrica utilizando la pasta conductora y se suelda el conector, es probable que se produzca el problema de que el conector se desprenda, y por este motivo, la presente invención es particularmente eficaz. El sustrato semiconductor es preferentemente un sustrato de silicio monocristalino de tipo p dopado con galio. De esta manera, un sustrato semiconductor de este tipo se transforma en un sustrato de silicio monocristalino de tipo p dopado con galio, de modo que puede lograrse una célula fotovoltaica práctica que presenta una eficacia de conversión fotovoltaica muy alta sin producir la degradación de la luz. Según la presente invención, se proporciona un procedimiento de fabricación para una célula fotovoltaica, tal como se expone en la reivindicación 8. De esta manera, mediante la impresión de la pasta conductora y cocción dos veces se forma el electrodo de barra colectora de la estructura de dos capas, y por lo menos mediante una impresión y cocción de entre las dos impresiones y cocciones, se forma el patrón de rebajes y salientes en la superficie del electrodo de barra colectora de la estructura de dos capas, de modo que puede fabricarse fácilmente una célula fotovoltaica de bajo coste y alta eficacia sin que se desprenda el conector soldado al electrodo de barra colectora. De esta manera, si una célula fotovoltaica es un tipo de la célula fotovoltaica de la presente invención, sin ampliar la anchura del electrodo de barra colectora, la zona superficial del electrodo de barra colectora puede ampliarse, de modo que aumenta la zona de contacto con la soldadura que une el conector, para aumentar de ese modo la fuerza adhesiva, y esto hace que sea difícil que se desprenda el conector, y además, debido a que la anchura del electrodo de barra colectora es estrecha, puede obtenerse una célula fotovoltaica de bajo coste y alta eficacia con apantallamiento de la luz solar reducido. Breve descripción de los dibujos La figura 1 representa una célula fotovoltaica según la presente invención, y es una vista en planta superior esquemática de un ejemplo en el que la forma de patrón de un patrón de rebajes y salientes formado en la superficie de un electrodo de barra colectora es una forma de malla; la figura 2 representa una célula fotovoltaica según la presente invención, y es una vista en perspectiva que representa una sección transversal esquemática de un ejemplo en el que la forma de patrón de un patrón de rebajes y salientes formado en la superficie de un electrodo de barra colectora es una forma de banda; la figura 3 representa una célula fotovoltaica según la presente invención, y es una vista en perspectiva que representa una sección transversal esquemática de un ejemplo en el que la forma de patrón de un patrón de rebajes y salientes formado en la superficie de un electrodo de barra colectora es una forma de malla; y la figura 4 representa una célula fotovoltaica según la presente invención, y es una vista en perspectiva que representa una sección... 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Reivindicaciones:

1. Célula fotovoltaica, que comprende por lo menos: un sustrato semiconductor (5) formado con una unión PN, un electrodo dedo (4) en forma de peine sobre por lo menos una superficie del sustrato semiconductor, y un electrodo de barra colectora (3) conectado al electrodo dedo sobre el sustrato semiconductor, en la que el electrodo de barra colectora es formado con un patrón de rebajes y salientes (1) sobre una superficie del mismo, caracterizada porque la altura de un saliente (2) con respecto a un rebaje del patrón de rebajes y salientes (1) es establecida de 5 a 50 µm, y la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes (1) es cualquier forma de una forma de banda, una forma de malla, una forma de panal y una forma de puntos. 2. Célula fotovoltaica según la reivindicación 1, en la que el intervalo entre los salientes (2) del patrón (1) de rebajes y salientes es establecida de 50 µm a 1 mm. 3. Célula fotovoltaica según la reivindicación 1 ó 2, en la que el electrodo de barra colectora es de 1 a 2 mm de anchura, y no más de 80 µm de espesor. 4. Célula fotovoltaica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el electrodo de barra colectora comprende dos capas. 5. Célula fotovoltaica según la reivindicación 4, en la que la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes se forma sobre la base de por lo menos una capa de las dos capas del electrodo de barra colectora. 6. Célula fotovoltaica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el electrodo de barra colectora es impreso con una pasta conductora y es cocido. 7. Célula fotovoltaica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el sustrato semiconductor es un sustrato de silicio monocristalino de tipo p dopado con galio. 8. Procedimiento de fabricación para una célula fotovoltaica, que comprende por lo menos las etapas que consisten en formar una unión PN sobre un sustrato semiconductor (5), y formar a continuación un electrodo dedo en forma de peine (4) y un electrodo de barra colectora (3) conectado al electrodo dedo sobre por lo menos una superficie del sustrato semiconductor, en el que el electrodo de barra colectora de una estructura de dos capas es formado mediante la impresión de una pasta conductora y la cocción dos veces, y por lo menos mediante una impresión y cocción de las dos impresiones y cocciones, es formado un patrón de rebajes y salientes (1) sobre el electrodo de barra colectora de la estructura de dos capas, en el que la altura de un saliente (2) con respecto a un rebaje del patrón de rebajes y salientes (1) es establecida de 5 a 50 µm, y la forma de patrón del patrón de rebajes y salientes (1) es cualquier forma de una forma de banda, una forma de malla, una forma de panal y una forma de puntos. 8   9  

 

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