PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UNA UNIDAD DE CELULA SOLAR USANDO UN SUSTRATO PROVISIONAL.

Un proceso de fabricación de una unidad de célula solar provista con una parrilla de recogida de corriente,

comprendiendo las etapas de

a. proveer una lámina de sustrato temporal conductor atacable químicamente con un grosor de hasta 500 micras

b. aplicar una capa de óxido conductor transparente (OCT) sobre el sustrato temporal

c. aplicar una capa fotovoltaica sobre la capa OCT

d. aplicar una capa de electrodo trasero

e. aplicar un soporte permanente

f. en cualquiera de las etapas precedentes proveer una capa protectora ante el ataque químico sobre el sustrato temporal en una matriz que, tras la eliminación de la porción de sustrato temporal que no está cubierta con capa protectora ante el ataque químico, dará lugar a la formación de una parrilla de recogida de corriente

g. eliminar selectivamente el sustrato temporal donde no está cubierto con capa protectora ante el ataque químico, para formar una célula solar provista con una parrilla de recogida de corriente

Procedimiento de fabricación de una unidad de célula solar usando un sustrato provisional.

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una unidad de célula solar usando un sustrato provisional. La invención también se refiere a la unidad de célula solar así obtenida.

Las unidades de células solares, también conocidas como unidades fotovoltaicas o láminas fotovoltaicas, comprenden generalmente un soporte y una capa fotovoltaica (FV) compuesta de un material semiconductor provisto entre un electrodo frontal que comprende un óxido conductor transparente (OCT) (en el frente de la lámina) y un electrodo trasero (en la parte trasera de la lámina). El electrodo frontal es transparente, permitiendo a la luz incidente alcanzar el material semiconductor, donde la radiación incidente se convierte en energía eléctrica. De esta forma, la luz puede usarse para generar corriente eléctrica, lo que ofrece una alternativa interesante a, por ejemplo, combustibles fósiles o energía nuclear.

WO 98/13882 y WO 99/49483 describen un método para fabricar una lámina fotovoltaica que comprende las etapas de proveer un sustrato temporal, aplicar el óxido conductor transparente, aplicar las capas fotovoltaicas, aplicar la capa de electrodo trasero, aplicar el soporte, eliminar el sustrato temporal, y, preferentemente, aplicar un revestimiento protector transparente superior en el lado de la capa conductora transparente. Este método permite la fabricación por contacto de una lámina o dispositivo fotovoltaico, haciendo al mismo tiempo posible usar cualquier material conductor transparente deseado y proceso de deposición, sin poner en riesgo la acción generadora de corriente de las capas FV. WO 01/78156 y WO 01/47020 describen variaciones de este proceso.

En las publicaciones se indica que se prefiere usar un sustrato metálico temporal porque tales materiales serán generalmente capaces de resistir las más altas temperaturas durante el procesamiento posterior, sufrir poco debido a la evaporación, y pueden eliminarse de forma relativamente fácil usando técnicas conocidas de ataque químico. Otra razón para elegir metal, notablemente aluminio o cobre, es que la lámina FV contendría eventualmente electrodos "laterales" (que forman un contacto para conexión a cualquier aparato o red auxiliar (esto es, para usar realmente la lámina FV como una fuente de energía). Al permitir que parte del sustrato temporal permanezca en su lugar (por ejemplo, como bordes laterales o bandas) estos contactos no necesitan aplicarse separadamente. El documento US-B-6,184,057 describe un método para fabricar una célula solar que hace uso de un sustrato temporal.

A fin de mejorar la recogida de corriente de la unidad de célula solar, las unidades de células solares están con frecuencia provistas con una parrilla de recogida de corriente. En el caso de las unidades de lámina de célula solar la parrilla se aplica sobre el electrodo frontal y/o, menos comúnmente, sobre el electrodo trasero si el electrodo trasero está hecho de OCT pobremente conductor comparativamente para obtener una unidad de célula solar semi-transparente. La parrilla es una matriz de líneas de un material conductor que se aplica de tal manera que permite fácil recogida de la corriente generada en la capa fotovoltaica y flujo a través del electrodo.

Se conocen en la técnica varias maneras de aplicar parrillas. Se conoce, por ejemplo, la aplicación de una parrilla mediante una técnica de impresión, usando generalmente una pasta que contiene partículas de plata. La desventaja de usar este tipo de pasta es que su conductividad es relativamente baja. Es posible aumentar la conductividad mediante calentamiento de la pasta, pero esto introduce una etapa adicional de proceso. También, el calentamiento tiene generalmente un efecto perjudicial sobre las propiedades de la unidad de célula solar, en particular sobre aquéllas de capa fotovoltaica y capas opcionales de polímero, mientras que la conductividad resultante de la parrilla aún deja algo que desear.

Se conoce también en la técnica aplicar la parrilla depositando metal fundido. Aunque esto resulta en una parrilla con buena conductividad, la alta temperatura del metal fundido normalmente afecta perjudicialmente a las propiedades de la capa OCT, en particular a la capa fotovoltaica. También, se requiere un número de etapas adicionales para preparar la superficie para deposición de metales.

Recientes desarrollos afectan a la deposición a relativamente bajas temperaturas de capas metálicas que pueden solidificar espontáneamente tras su aplicación. En la actualidad, sin embargo, estos métodos no rinden dispositivos fotovoltaicos de calidad aceptable. WO 93/00711 describe la formación de una parrilla de recogida de corriente por encima de la capa de material conductor transparente fijando una lámina eléctricamente conductora a ella por medio de un adhesivo conductor de electricidad. A continuación, una porción de la lámina conductora se elimina mediante una técnica de ataque químico. Un problema asociado con este proceso reside en que el adhesivo conductor, que debería también eliminarse en los lugares donde se ha eliminado la lámina conductora. Esto puede, por ejemplo, hacerse por medio de un disolvente, pero esto apareja el riesgo de que el disolvente también disuelva el adhesivo que pega la parrilla de recogida de corriente al electrodo frontal. Otro problema más asociado con este proceso es la conductividad de la conexión entre la parrilla de recogida de corriente y la capa OCT a través del adhesivo.

Un problema asociado con todas las anteriores formas de aplicar una parrilla sobre una unidad de célula solar es la adherencia de la parrilla a la superficie de la unidad de célula solar, que está necesitada de mejora.

Hay por tanto necesidad de un proceso para fabricar una unidad de célula solar que comprende una parrilla, en la que la parrilla tiene una buena conductividad y una buena adherencia a la capa OCT, y puede obtenerse por un proceso sencillo y bien controlado que no ocasiona deterioro de las propiedades de la lámina de célula solar, en particular de la capa OCT.

Se ha encontrado ahora que estos problemas pueden ser resueltos fabricando la unidad de célula solar usando un sustrato temporal, con parte del sustrato temporal conductor manteniéndose como la parrilla de recogida de corriente, lo que a efectos de la presente especificación incluye también las barras colectoras.

La presente invención se refiere en consecuencia; a un proceso para fabricar una unidad de célula solar provista de una parrilla de recogida de corriente que comprende las etapas de

En el contexto de la presente especificación, el término ataque químico se entiende que significa eliminación por medios químicos, por ejemplo, disolución. Un sustrato atacable químicamente es un sustrato que puede ser eliminado por medios químicos; una capa protectora ante el ataque químico es un material que puede resistir las condiciones aplicadas durante la eliminación del sustrato temporal.

A causa de que en el proceso según la invención la capa OCT es, en efecto, depositada sobre lo que después será la parrilla de recogida de corriente, puede asegurarse que el contacto óhmico entre el OCT y la parrilla de recogida de corriente será bueno. Debido al hecho de que la capa OCT se crea sobre el sustrato temporal, puede asegurarse que la adherencia entre la capa OCT y la parrilla formada desde el sustrato temporal es buena. A causa de que el sustrato...

1. Un proceso de fabricación de una unidad de célula solar provista con una parrilla de recogida de corriente, comprendiendo las etapas de

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que la matriz que forma una parrilla de recogida de corriente es provista después de la aplicación del electrodo trasero y, donde sea aplicable, al soporte permanente.

3. El proceso de la reivindicación 1 o 2, en el que la capa protectora ante el ataque químico es una capa protectora ante el ataque químico permanente.

4. El proceso de la reivindicación 1 o 2, en el que la capa permanente protectora ante el ataque químico se provee con un color para distinguir la parrilla de la unidad de célula solar y/o para camuflar la parrilla sobre la unidad de célula solar.

5. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en el que el sustrato temporal es flexible, en el que se aplica un soporte permanente flexible, y en el que el proceso se lleva a cabo mediante un proceso de contacto.