Plantilla serigráfica para impresión sobre una célula fotovoltaica.

Plantilla para sistema de impresión serigráfica, que comprende unas ranuras (22, 23) en una zona central de impresión

(13) que representan un motivo para imprimir, comprendiendo dicha plantilla al menos una abertura (32) en una zona periférica de deformación (14), de la que al menos una abertura (32) rectilínea, paralela a unas ranuras (22) de la zona central de impresión, y dispuesta en cada una de las dos partes laterales de la plantilla, caracterizada por que dichas partes laterales están orientadas en la dirección de esta ranura (22) de la zona central de impresión y situadas a ambos lados de esta ranura (22) de la zona central de impresión, presentando la abertura (32) en la zona periférica de deformación (14) una superficie que conlleva una propiedad de deformación de la zona periférica de deformación (14) mayor que la de la zona central de impresión (13) y destinada a provocar unas deformaciones de esta zona periférica de deformación (14) bajo el efecto de una tensión aplicada a la plantilla reduciendo al mismo tiempo la deformación de la zona central de impresión (13).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/051817.

Solicitante: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES.

Inventor/es: BETTINELLI,ARMAND, BARBIER,FRÉDÉRIC.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > MAQUINAS O PRENSAS DE IMPRIMIR (dispositivos para... > Máquinas de serigrafía > B41F15/36 (planos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION... > Aparatos o procedimientos para la fabricación de... > H05K3/12 (utilizando las técnicas de impresión para aplicar el material conductor)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS... > MAQUINAS O PRENSAS DE IMPRIMIR (dispositivos para... > Máquinas de serigrafía > B41F15/34 (Pantallas; Chasis; Sus soportes)

PDF original: ES-2543306_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Plantilla serigráfica para impresión sobre una célula fotovoltaica La invención se refiere a una plantilla de un sistema de impresión serigráfica, y a un sistema de impresión como tal que comprende dicha plantilla. Esta está especialmente adaptada para la fabricación de un dispositivo fotovoltaico, especialmente para la impresión de los conductores colectores en una célula fotovoltaica. También se refiere a un procedimiento de impresión con dicha plantilla y a un procedimiento de fabricación de una célula fotovoltaica que integra dicho procedimiento de impresión. También se refiere a una unidad de producción de células fotovoltaicas que aplican dicho procedimiento.

Se fabrica una célula fotovoltaica por medio de una placa de un material semiconductor, por lo general de silicio, conocido con la denominación inglesa de "wafer". Esta fabricación necesita en particular la formación de conductores eléctricos en la superficie de esta placa. La figura 1 ilustra la superficie de dicha placa 1 de acuerdo con 15 el estado de la técnica, que comprende unos primeros conductores paralelos de poca anchura, llamados conductores colectores 2, cuya función es recoger los electrones creados en el silicio por la luz. La superficie de la placa 1 comprende, además, otros conductores paralelos más anchos 3, a veces llamados "barras colectoras", orientados en una dirección perpendicular a los conductores colectores 2, cuya función es conducir unas cargas eléctricas más elevadas, de célula fotovoltaica en célula fotovoltaica. Estos conductores más anchos 3 están unidos en general a una tira metálica que se extiende por toda su longitud. Todos estos conductores 2, 3 se obtienen mediante diferentes técnicas que permiten formar unas líneas conductoras continuas, extendiéndose de manera continua por toda la longitud y la anchura de la placa.

Para realizar estos conductores, un método del estado de la técnica consiste por ejemplo en depositar una tinta conductora mediante serigrafía sobre la placa, con una o dos impresiones serigráficas. Para ello, el método consiste en hacer que la tinta conductora pase a través de una pantalla compuesta por una tela o tejido. Esta tela está cubierta por una capa de estanqueidad, salvo en los puntos en los que la tinta debe atravesarla. Este paso se consigue con la ayuda de una rasqueta que presiona la tinta a través de la tela: sin embargo, los hilos de la tela representan una molestia en esta operación, y no se puede obtener una geometría ideal de los conductores resultantes, en particular en lo que se refiere a la regularidad de la altura de la capa de tinta depositada: este método no permite formar conductores lo suficientemente eficientes. En efecto, el rendimiento eléctrico de estos conductores es muy sensible a su geometría, y en particular a la relación espesor/anchura, midiéndose el espesor en la dirección vertical perpendicular a la placa 1, y midiéndose la anchura en la dirección horizontal, transversal al conductor.

Para resolver estos inconvenientes, un segundo método del estado de la técnica consiste en sustituir la tela anterior por una plantilla metálica, o un fleje metálico, también llamado por su denominación inglesa de "stencil", en el que se realizan unas aberturas pasantes. Sin embargo, para no fragilizar estas máscaras metálicas y conseguir su comportamiento óptimo durante la impresión, no se pueden realizar aberturas con una excesiva superficie, y en particular aberturas que se extenderían por toda la longitud o la anchura de la plantilla, y el procedimiento precisa por lo general al menos dos impresiones, a partir de dos máscaras diferentes complementarias, para conseguir los diferentes conductores ilustrados en la figura 1. Por esta razón, este procedimiento sigue siendo complejo y caro. Además, como la plantilla metálica no tiene la elasticidad de una tela y no puede deformarse lo suficiente bajo el efecto de una rasqueta, está asociada a una tela pegada de la periferia para aportar al conjunto la elasticidad suficiente, de acuerdo con una construcción llamada "cama elástica". A pesar de todo, este segundo método 45 presenta los siguientes inconvenientes:

- la tela ejerce una tensión sobe la plantilla metálica que provoca su deformación alrededor de sus aberturas, en particular las situadas en los bordes. Esto da como resultado unas impresiones más anchas de lo deseado, lo que conduce a unos defectos de aspecto y lo que disminuye el rendimiento de la célula fotovoltaica;

-además, esta tensión de la tela pueden incluso provocar una deformación global más importante de la plantilla metálica, en general muy fina, que provoca por ejemplo una curvatura de las líneas previstas en principio rectilíneas. Por lo tanto, los conductores inicialmente previstos se deforman. Además, es muy difícil realizar la superposición precisa de la segunda capa de tinta conductora sobre la primera, lo que perjudica el rendimiento de la célula fotovoltaica.

El documento EP 0729189 ilustra a título de ejemplo un enfoque particular de este segundo método.

El documento GB 2 264 460 ilustra una plantilla de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

De este modo, un objeto general de la invención es ofrecer una solución de realización de un conductor eléctrico sobre una placa de un dispositivo fotovoltaico que reduce los inconvenientes de las soluciones del estado de la técnica.

De manera más precisa, la invención busca conseguir todos o parte de los siguientes objetos: 65

Un primer objeto de la invención es ofrecer una solución de realización de un conductor eléctrico sobre una célula fotovoltaica que permite la optimización del rendimiento de la célula fotovoltaica resultante.

Un segundo objeto de la invención es ofrecer una solución de realización de un conductor eléctrico sobre una célula fotovoltaica mediante un procedimiento de gran productividad, efectivo y económico.

Para ello, la invención se basa en una plantilla para sistema de impresión serigráfica de acuerdo con la reivindicación 1.

Las aberturas de la zona periférica de deformación pueden presentar una superficie que conlleva una propiedad de deformación de la zona periférica de deformación más importante que la de la zona central de impresión.

La invención se define de manera más precisa en las reivindicaciones.

Estos objetos, características y ventajas de la presente invención se expondrán en detalle en la siguiente descripción de unas formas de ejecución particulares realizadas a título no limitativo en relación con las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 ilustra esquemáticamente los conductores en la superficie de una célula fotovoltaica de acuerdo con el estado de la técnica.

La figura 2 representa esquemáticamente un sistema de impresión serigráfica para imprimir unos conductores en la superficie de una célula fotovoltaica de acuerdo con la invención.

La figura 3 representa una vista desde arriba de una plantilla de acuerdo con una primera forma de realización de la invención.

La figura 4 representa una vista desde arriba ampliada de la parte lateral de la plantilla de acuerdo con la primera forma de realización de la invención.

La figura 5 representa una vista desde arriba de una plantilla de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención.

La figura 6 representa una vista ampliada de la parte lateral de la plantilla de acuerdo con la segunda forma de realización de la invención.

La figura 7 representa una vista desde arriba de una plantilla de acuerdo con una tercera forma de realización de la invención.

La figura 8 representa una vista ampliada de la parte lateral de la plantilla de acuerdo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Plantilla para sistema de impresión serigráfica, que comprende unas ranuras (22, 23) en una zona central de impresión (13) que representan un motivo para imprimir, comprendiendo dicha plantilla al menos una abertura (32) 5 en una zona periférica de deformación (14) , de la que al menos una abertura (32) rectilínea, paralela a unas ranuras

(22) de la zona central de impresión, y dispuesta en cada una de las dos partes laterales de la plantilla, caracterizada por que dichas partes laterales están orientadas en la dirección de esta ranura (22) de la zona central de impresión y situadas a ambos lados de esta ranura (22) de la zona central de impresión, presentando la abertura

(32) en la zona periférica de deformación (14) una superficie que conlleva una propiedad de deformación de la zona

periférica de deformación (14) mayor que la de la zona central de impresión (13) y destinada a provocar unas deformaciones de esta zona periférica de deformación (14) bajo el efecto de una tensión aplicada a la plantilla reduciendo al mismo tiempo la deformación de la zona central de impresión (13) .

2. Plantilla de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada por que comprende una multitud de ranuras (22)

transversales en la zona central de impresión (13) , siendo estas ranuras (22) paralelas, discontinuas, interrumpidas por unos puentes (24) del mismo material, destinadas a formar unos conductores colectores en una célula fotovoltaica.

3. Plantilla de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada por que las aberturas (32) de la zona periférica de 20 deformación (14) son paralelas a las ranuras (22) transversales.

4. Plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende al menos una abertura (32) continua en toda su longitud en la zona periférica de deformación (14) , que presenta una longitud superior o igual a un tercio de la longitud de la zona central de impresión (13) , o es superior o igual a la mitad de esta longitud, o es superior o igual a esta longitud.

5. Plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende al menos dos aberturas (32) continuas en toda su longitud dispuestas respectivamente en dos lados opuestos alrededor de la zona central de impresión (13) en la zona periférica de deformación (14) .

6. Plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que las aberturas (32) de la zona periférica de deformación (14) comprenden al menos una abertura rectilínea discontinua, interrumpida por unos puentes (34) del mismo material.

7. Plantilla de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada por que la zona central de impresión (13) comprende unas ranuras (22) rectilíneas interrumpidas por unos puentes (24) del mismo material, y por que los puentes (34) del mismo material de una abertura (32) de la zona periférica de deformación (14) presentan una anchura total inferior a la anchura total de todos los puentes (24) de una ranura (22) de la zona central de impresión (13) .

8. Plantilla de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizada por que las aberturas (32) de la zona periférica de deformación (14) son paralelas a unas ranuras (22) de la zona central de impresión (13) y por que comprende el mismo número de puentes (34) en una abertura (32) de la zona periférica de deformación (14) que en estas ranuras (22) de la zona central de impresión (13) , por que estos puentes (34) están alineados con los (24) de estas ranuras 45 (22) de la zona central de impresión (13) y por que la anchura de los puentes (34) de la zona periférica de deformación (14) es inferior a la de los puentes (24) de las ranuras (22) de la zona central de impresión (13) .

9. Plantilla de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que las aberturas (32) de la zona periférica de deformación (14) son paralelas a unas ranuras (22) de la zona central de impresión (13) y por que comprenden 50 menos puentes (34) en una abertura (32) de la zona periférica de deformación (14) que en una ranura (22) de la zona central de impresión (13) .

10. Plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la relación entre el espesor de la plantilla y la anchura mínima de las ranuras (22) de la zona central de impresión (13) es superior a 1, 5. 55

11. Plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que las aberturas (32) de la zona periférica de deformación (14) están cerradas por un elemento de estanqueidad elástico para evitar el paso de tinta por estas aberturas (32) .

12. Sistema de impresión serigráfica caracterizado por que comprende una plantilla (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, o por que comprende una plantilla (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores fijada a una tela (15) para formar un conjunto de tipo cama elástica.

13. Sistema de impresión serigráfica de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que es una parte de una 65 unidad de impresión de conductores en un dispositivo fotovoltaico.

14. Unidad de fabricación de dispositivos fotovoltaicos caracterizada por que comprende un sistema de impresión serigráfica de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13.

15. Procedimiento de impresión serigráfica a partir de una plantilla de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a

11, caracterizado por que comprende una etapa de raspado de la plantilla que provoca una deformación en la zona periférica de deformación (14) mayor que su deformación en la zona central de impresión (13) .

16. Procedimiento de fabricación de un dispositivo fotovoltaico, caracterizado por que comprende una etapa de impresión serigráfica de conductores en una placa de silicio por medio de una plantilla de acuerdo con una de las 10 reivindicaciones 1 a 11.