Módulo de celda solar de película delgada de tipo translúcido.

Un módulo de celda solar de película delgada de una estructura translúcida que comprende:



Un sustrato transmisor de luz (11) que tiene una superficie rectangular; y Una pluralidad de segmentos de celdas solares de película (12) teniendo, cada una, una superficie rectangular, en donde dos segmentos de celdas solares adyacentes (12) se extienden en paralelo uno a otro y están espaciados uno a otro exponiendo la superficie del sustrato para definir una brecha que comprende una ventana transmisora de luz (112) entre ellos, donde cada segmento de celda solar (12) comprende una pluralidad de celdas solares unitarias (121) conectadas eléctricamente para formar un segmento de celda solar, la ventana transmisora de luz (112) separa dos segmentos de celdas solares adyacentes (12), la brecha (112) entre dos segmentos de celdas segmentos de celdas solares adyacentes se llena con una resina transparente (13)

y dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) está formada sobre una superficie completa de dicho sustrato, excepto una porción periférica del mismo, caracterizado por que un miembro de sellamiento (13, 14) cubre dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) y está unido a dicha superficie (11) en la porción periférica (111) del mismo.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02006687.

Solicitante: KANEKA CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 2-4, NAKANOSHIMA 3-CHOME KITA-KU OSAKA-SHI, OSAKA 530-8288 JAPON.

Inventor/es: Hiraishi,Masafumi, Nakanishi,Naoaki.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01L27/142 SECCION H — 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 eléctrica 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 27/00 Dispositivos que consisten en una pluralidad de componentes semiconductores o de otros componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común (detalles H01L 23/00, H01L 29/00 - H01L 51/00; conjuntos que consisten en una pluralidad de dispositivos de estado sólido individuales H01L 25/00). › Dispositivos de conversión de energía (módulos fotovoltaicos o conjuntos de células fotovoltaicas individuales que comprende diodos de derivación integrados o directamente asociado con las células fotovoltaicas sólo H01L 31/0443; módulos fotovoltaicos compuestas de una pluralidad de células solares de película delgada depositados en el mismo sustrato H01L 31/046).
  • H01L31/042 H01L […] › 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). › Módulos fotovoltaicos o conjuntos de células individuales fotovoltaicos (las estructuras de soporte de los módulos fotovoltaicos H02S 20/00).
  • H01L31/048 H01L 31/00 […] › encapsulados de modulos.

PDF original: ES-2377726_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Módulo de celda solar de película delgada de tipo translúcido.

La presente invención se relaciona con un módulo de celda solar de película delgada de tipo translúcido.

En general, los módulos de celdas solares de película delgada de tipo translúcido se manufacturan de la siguiente manera. Primero, un electrodo frontal transparente, una unidad fotovoltaica de silicio amorfo y un electro posterior metálico se forman sobre un sustrato de vidrio en el orden mencionado. Luego, se practica un cierto número de agujeros y surcos en el electrodo metálico posterior y en la unidad fotovoltaica. Un módulo de celda solar tipo translúcido que tiene la estructura anteriormente descrita genera potencia eléctrica cuando se aplica luz al frente transparente. Al mismo tiempo que el módulo genera potencia, la luz pasa a través de los agujeros. Por lo tanto, el módulo adquiere confiablemente propiedades de translucidez en la superficie completa.

Para hacer los agujeros en el electrodo metálico posterior y la unidad fotovoltaica, sin embargo, debe llevarse a cabo un proceso de grabado de dos etapas (usualmente, grabado el numero de electrodo metálico posterior, y grabado en seco de la unidad fotovoltaica) . Consecuentemente, el proceso de manufactura del módulo es complicado.

La EP-A-0500451 divulga un módulo de celda solar de película delgada de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Un objeto de la presente invención es proveer un módulo de celda solar de película delgada que pueda manufacturarse por un método simple y tenga una estructura translúcida que provea un ventana de transmisión de luz de un patrón arbitrario, el cual no puede ser provisto por las técnicas convencionales.

Este objetivo se logra con las características de las reivindicaciones. En esta especificación, un lado al cual se aplica luz se llama “frente” y el lado opuesto se denomina “posterior”.

Este resumen de la invención no necesariamente describe toda las características necesarias de tal manera que la invención también puede ser una subcombinación de estas características descritas.

La invención puede entenderse de forma más completa a partir de la siguiente descripción detallada tomada en conjunto con los dibujos acompañantes, en los cuales:

La Figura 1 es una vista plana de un módulo de celda solar de película delgada del tipo translúcido de acuerdo con una realización de la presente invención;

La Figura 2 es una vista en sección transversal agrandada tomada a lo largo de la línea II-II en la Figura 1;

La Figura 3 es una vista plana que ilustra un método de manufactura de un módulo de celda solar de película delgada de tipo translúcido mostrado en la Figura 1;

Las Figuras 4a y 4b son vistas planas que muestran diferentes paneles de celda solar de película delgada de tipo translúcido, teniendo cada uno una pluralidad de módulos de celdas solares selladas entre si;

Las Figuras 5a y 5b son vistas planas que ilustran diferentes paneles de celdas solares de película delgada de tipo translúcido, teniendo cada una, una pluralidad de tipos de módulos de celdas solares selladas entre sí;

La Figura 6 es una vista plana de un módulo de celda solar de película delgada, de tipo translúcido de acuerdo con otra realización de la presente invención;

La Figura 7 es una vista agrandada que muestra una porción de la vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea VII-VII en la Figura 6; y La Figura 8 es una vista plana de un módulo de celda solar de película delgada de tipo translúcido de acuerdo con aun otra realización de la presente invención.

Se describirán en detalle varias realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos acompañantes. A lo largo de las Figuras, los mismos elementos están designados con los mismos numerales y símbolos de referencia.

La Figura 1 es una vista plana de un módulo de celda solar de película delgada, de tipo translúcido de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 2 es una vista transversal agrandada en corte parcial tomada a lo largo de la línea

II-II en la Figura 1 que muestra una porción de módulo. Por simplicidad, la capa de resina sellante transparente y el miembro de sellamiento mostrados en la Figura 2 no se ilustran en la Figura 1.

Como se muestra en las Figuras 1 y 2, un módulo de celda solar de película delgada, de tipo translúcido 10 de acuerdo con una realización de la presente invención comprende una pluralidad de segmentos (discretos) de celdas solares de película delgada integrados 12 (cinco segmentos, en la Figura 1) . Los segmentos 12 están provistos sobre un sustrato transmisor de la luz (transparente) 11 (por ejemplo, sustrato de vidrio) que tiene una superficie rectangular, cubriendo una superficie completa del sustrato 11, pero también la porción periférica 111. Los segmentos de celda solar de película delgada integrados 12 tienen superficies rectangulares de sustancialmente el mismo tamaño. Los segmentos 12 están dispuestos lado a lado, con sus lados largos extendiéndose paralelos uno a otro, y espaciados a intervalos sustancialmente regulares. Usualmente, los lados largos de cada segmento 12 se extienden en paralelo al lado corto 11a del sustrato rectangular 11, y los lados cortos de cada segmento 12 se extienden paralelo al lado largo 11b del sustrato 11. Los lados cortos de los segmentos 12 están alineados en líneas rectas que intersectan con el lado corto a del sustrato 11 en ángulos rectos. Una porción 112 de la superficie del sustrato 11 está expuesta entre dos segmentos de celda solar adyacentes cualesquiera 12. (en otras palabras, no se proveen celdas unitarias de celdas solares entre dos segmentos adyacentes 12 cualesquiera) . El espacio (porción expuesta de la superficie del sustrato) entre cualesquiera dos segmentos de celda solar adyacente 12 sirve como venta de transmisión de luz. El sustrato rectangular tiene un tamaño de, por ejemplo, 910 mm por 455 mm. Sin embargo puede tener un tamaño de 910 mm por 910 mm (cuadrado) . Los lados cortos de cada segmento 12 pueden tener al menos 30 mm de longitud (usualmente, no más de 300 mm) . La ventana 112 puede tener 0.5 mm hasta 50 mm de anchura. La porción periférica 111 puede tener de 5 mm a 150 mm de anchura.

Cada segmento de celda solar 12 de película delgada integrado comprende celdas unitarias de celdas solares integradas entre si. Es de la estructura ordinaria como se ilustra en la Figura 2. Más específicamente, cada segmento 12 comprende una pluralidad de celdas de unidades de celda solar 121 integradas sobre el sustrato transmisor de luz. Cada celda unitaria 121 comprende una capa de electrodo frontal transparente 121a, una unidad fotovoltaica basada en silicio amorfo 121b, y una capa de electrodo metálico posterior 121c. La capa 121a, la unidad 121b y la capa 121c se forma sobre el sustrato transparente 11, descansando una sobre otra en el orden mencionado.

La capa del electrodo frontal transparente 121a está provista sobre sustrato de vidrio 11 puede estar hecha de un oxido transparente eléctricamente conductor tal como ITO, SnO2 o ZnO. La capa de electrodo 121a puede ser una estructura de capa sencilla o una estructura de capas múltiples. Cada estructura puede estar formada por proceso de deposición de vapor conocido per se en la técnica, tal como evaporación, CVD o mediante pulverización iónica.

La unidad fotovoltaica basada en silicio amorfo 121b, que se forma sobre la capa del electro frontal transparente 121a, es una estructura de capas múltiples. La unidad 121b comprende una capa de semiconductor basada en silicio amorfo tipo p, una capa de conversión fotovoltaica de película con base en silicio amorfo, y una capa conductora basada en silicio n, no mostrada en las Figuras. Estas tres capas se forman sobre la capa de electrodo 121a, una sobre otra en el orden mencionado. La capa de semiconductor basada en silicio amorfo tipo p, la capa de conversión fotovoltaica de película delgada basada en silicio amorfo y la capa semiconductora basada en silicio tipo n, pueden formarse mediante un proceso de CVD por plasma. La capa semiconductora basada en silicio amorfo tipo p puede hacerse de silicio, hidruro de silicio (Si:H) , o un material semiconductor con base en silicio amorfo (por ejemplo, una aleación de silicio tal como carburo de silicio o silicio germanio) . La capa semiconductora está dopada con átomos de impureza... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un módulo de celda solar de película delgada de una estructura translúcida que comprende:

Un sustrato transmisor de luz (11) que tiene una superficie rectangular; y Una pluralidad de segmentos de celdas solares de película (12) teniendo, cada una, una superficie rectangular, en donde dos segmentos de celdas solares adyacentes (12) se extienden en paralelo uno a otro y están espaciados uno a otro exponiendo la superficie del sustrato para definir una brecha que comprende una ventana transmisora de luz (112) entre ellos, donde cada segmento de celda solar (12) comprende una pluralidad de celdas solares unitarias (121) conectadas eléctricamente para formar un segmento de celda solar, la ventana transmisora de luz (112) separa dos segmentos de celdas solares adyacentes (12) , la brecha (112) entre dos segmentos de celdas segmentos de celdas solares adyacentes se llena con una resina transparente (13)

y dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) está formada sobre una superficie completa de dicho sustrato, excepto una porción periférica del mismo, caracterizado por que un miembro de sellamiento (13, 14) cubre dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) y está unido a dicha superficie (11) en la porción periférica (111) del mismo.

2. El módulo de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) comprenden cada uno una capa de electrodo frontal transparente (121a) , una unidad fotovoltaica (121b) y una capa de electrodo posterior (121c) .

3. El módulo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la capa de electrodo frontal transparente (121a) , la unidad fotovoltaica (121b) y la capa de electrodo posterior (121c) de dicha pluralidad de segmentos de celdas solares (12) se extienden en paralelo a los lados cortos de dicho sustrato (11) .

4. El módulo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la superficie del sustrato se expone retirando una porción de celda solar entre dos segmentos de celda solar adyacentes por pulimiento.

5. El módulo de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el pulimiento se lleva a cabo por lavado por arena

o trituración.

6. El módulo de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque el pulimiento hace que el sustrato de vidrio transmisor de luz pierda su transparencia y la transparencia de la ventana transmisora de luz es provista por la resina transparente.

7. El módulo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la ventana transparente a la luz tiene una anchura de 0.5 hasta 50 mm.

8. El módulo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende adicionalmente una película de sellamiento transparente provista sobre la resina transparente.

9. Un panel de celdas solares de película delgada, tipo translúcido que comprende:

un miembro de sellamiento transmisor de luz; y una pluralidad de módulos de celdas solares de película delgada de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, provistos adyacentes uno a otro sobre el miembro de sellamiento transmisor de luz de tal forma que la resina de sellamiento transparente entre en contacto con el miembro de sellamiento transmisor de luz, donde dichos módulos están conectados eléctricamente uno a otro.


 

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