Procedimiento para el recubrimiento de células solares y dispositivo para ello.

Procedimiento para el recubrimiento de una superficie (13, 113) de una célula solar (12,

112) con un metal,especialmente para la producción de estructuras de electrodos, donde la célula solar (12, 112) se sumerge en un bañode recubrimiento (16, 116) que contiene el metal y se irradia luz (22, 122) esencialmente sobre toda la superficie arecubrir, dicha luz es irradiada por varias fuentes de luz (20, 21, 120) en el baño de recubrimiento (16, 116) para elrecubrimiento de la superficie (13, 113) inducido por la luz o asistido por la luz en el baño de recubrimiento, donde lasfuentes de luz (20, 21, 120) emiten luz esencialmente en un rango de longitud de onda de luz que se ajusta a un rangode longitud de onda de transmisión del baño de recubrimiento (16, 116) para la minimización de la absorción de luzmediante el baño de recubrimiento, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) comprendenuna o varias fuentes de luz que alcanzan hasta el mismo baño de recubrimiento y/o están dispuestas en el baño derecubrimiento (16, 116) junto con el correspondiente soporte (24).

Procedimiento para el recubrimiento de células solares y dispositivo para ello Campo de aplicación y estado de la técnica [0001] La invención se refiere a un procedimiento para el recubrimiento con metal de una célula solar o una superficie de esta, así como un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

Se conoce en varias ocasiones, el depósito químico por vía húmeda del metal inducido por la luz sobre sustratos de silicio o células solares, véase por ejemplo los documentos DE 43 11 173 A1, US 5.011.565, US 5.543.333, US 4.144.139, WO 2006/076248 A1 y el artículo de revista A. Mette et al., Increasing the Efficiency of Screen-Printed Silicon Solar Cells by Light- Induced Silver Plating, Photov. Energy Conv. Conf. Rec. of the 2006 IEEE 4th World Conf., IEEE, PI, 01. 05.2006, S.1056. En el caso de la célula solar, esta se convierte en semiconductora mediante la absorción de las radiaciones solares y se puede utilizar, por consiguiente, como cátodo en un circuito galvánico para la separación del metal. La luz se produce a través de elementos luminosos como, por ejemplo, lámparas incandescentes, como alternativa también lámparas UV o lámparas de infrarrojos o LED. Para la producción de una corriente galvánica suficientemente grande en las células solares se necesita una intensidad de la luz alta, lo cual es costoso y puede conllevar también un calentamiento indeseado del baño de recubrimiento. A continuación, es necesaria una refrigeración costosa. Del mencionado estado de la técnica se conoce el ajuste, cuando sea necesario, de la longitud de onda de la luz irradiada al coeficiente de transmisión del baño de recubrimiento, para mantener bajo el calentamiento del baño. En el estado de la técnica según las publicaciones anteriores, las fuentes de luz están dispuestas típicamente a una cierta distancia del sustrato a recubrir fuera del baño de recubrimiento.

Objeto y solución [0003] La invención tiene el objeto de crear un procedimiento mencionado al principio, así como un dispositivo correspondiente para llevar a cabo el procedimiento, con los cuales se pueden evitar problemas del estado de la técnica y, particularmente, se puede realizar un recubrimiento eficiente inducido por la luz o asistido por la luz a un bajo coste.

Este objeto se resuelve mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1, así como un dispositivo con las características de la reivindicación 9. Las configuraciones ventajosas así como preferidas de la invención son objeto de las otras reivindicaciones y se explican a continuación con más detalle. El texto de las reivindicaciones se hace mediante referencia explícita al contenido de la descripción.

Está previsto que en la superficie de la célula solar o en la célula solar se produzcan, por ejemplo, estructuras de electrodos. En este caso, las estructuras de electrodos existen ya de forma conductiva, o bien están reforzadas de forma metálica o bien están construidos completamente. Ellos pueden ser construidos sobre las llamadas capas de gérmenes o reforzados de forma metálica sobre pastas para serigrafía. La célula solar se humedece, ventajosamente se moja, con un baño de recubrimiento. La luz es irradiada desde varias fuentes de luz en el baño de recubrimiento para el recubrimiento de la superficie de la célula solar inducido por la luz o asistido por la luz en el baño de recubrimiento a través de la producción de tensión y corriente en la célula solar debido a la absorción de las radiaciones luminosas.

Según la invención, una o varias fuentes de luz junto con el soporte y similares están dispuestos en el baño de recubrimiento y/o alcanzan hasta el baño de recubrimiento. En el primer caso, ambas partes, así como las fuentes de luz dispuestas en el exterior, son intercambiables, sin tener que intervenir en el baño de recubrimiento o la estanqueidad de un recipiente de recubrimiento con el baño de recubrimiento. Esto simplifica no sólo la construcción, sino que también asegura un funcionamiento sin inconvenientes. Gracias a esta disposición se pueden enfriar las fuentes de luz respectivas mediante el baño de recubrimiento mismo.

Las fuentes de luz están formadas adecuadamente o transmiten una gran parte en un rango de longitudes de ondas luminoso de modo que la longitud de onda o su color corresponde a aquel del baño de recubrimiento. Además las fuentes de luz pueden estar dispuestas o formadas por una gran superficie, particularmente en fuentes de luz numerosas en su totalidad, de modo que iluminan esencialmente toda la superficie de la célula solar. De este modo se puede conseguir que la transmisión de la luz irradiada superficialmente mediante el baño de recubrimiento sea lo más grande posible y las pérdidas sean lo más pequeñas posibles. De esta manera se consigue la capacidad de trabajar con rendimientos más pequeños en las fuentes de luz, lo cual ahorra energía y permite darles unas dimensiones mas pequeñas. Además, el problema del calentamiento del baño de recubrimiento se reduce mediante las fuentes de luz que irradian con menos potencia. Principalmente, en este caso, se consigue un mayor acceso o, como máximo, mucho acceso de la luz emitida a la célula solar o su superficie y, con ello, se soporta y desarrolla al máximo el procedimiento de recubrimiento de grandes dimensiones. Finalmente, la pérdida de calor en el baño de recubrimiento es también mucho menor por la radiación luminosa que atraviesa, de modo que en relación a esto se reduce o incluso se evita por completo un calentamiento del baño de recubrimiento.

La radiación con luz de grandes dimensiones provoca en la célula solar una activación para una separación de muy grandes dimensiones del metal. Esta separación se realiza ventajosamente de forma galvánica y es especialmente ventajosa una llamada separación no direccionada. Justo debido a esta separación de grandes dimensiones es importante la irradiación de grandes dimensiones, y para ello de nuevo la potencia luminosa de grandes dimensiones en caso de calentamiento posiblemente más pequeño del baño de recubrimiento al contrario que las fuentes de luz orientadas de superficie pequeña como rayos láser o similares. Se prefiere el procedimiento con una instalación de paso horizontal.

Esto se considera ventajoso, si al menos el 80%, especialmente de forma ventajosa incluso al menos el 90%, de la energía luminosa de las fuentes de luz está en un rango de longitud de onda de luz, que está alejado como máximo el 5% de la longitud de onda de transmisión máxima del baño de recubrimiento. Esto significa, por lo tanto, que una parte lo más grande posible de la luz en cuanto al color o la longitud de onda debería adaptarse lo más exactamente posible al baño de recubrimiento.

Preferentemente, la célula solar se recubre en el baño de recubrimiento con un metal, que se escoge del grupo de la plata, cobre, níquel o estaño. Si el baño de recubrimiento presenta, por ejemplo, cobre o si la célula solar está cubierta en gran parte por cobre, el baño de recubrimiento es azul. Correspondientemente, las fuentes de luz emiten luz azul, en particular exclusivamente luz azul. Sobre todo, la longitud de onda exacta se ajusta ventajosamente a aquella del baño de recubrimiento azul, como se ha explicado arriba.

En una configuración alternativa de la invención se puede prever, en caso de recubrimiento de grandes dimensiones con níquel, un correspondiente baño de recubrimiento de color verde. Entonces las fuentes de luz según la invención emiten luz verde, de nuevo particularmente ajustada lo más exacta posible al rango de longitud de onda de transmisión máximo del baño de recubrimiento verde.

Los baños de recubrimiento para plata son habitualmente de un color lechoso transparente. Las fuentes de luz se pueden ajustar también aquí lo mejor posible como corresponda, emitiendo extensamente luz roja.

Según una configuración fundamental de la invención es posible dejar inalteradas las fuentes de luz para la adaptación a baños de recubrimiento diferentes. Entonces se pueden montar diferentes filtros de colores en las fuentes de luz para cambiar el color. Esto significa que las fuentes de luz deben producir además mucha más luz de la que llega a través del baño de recubrimiento en la célula solar. Sin embargo, esto puede evitar entonces al menos un calentamiento del baño de recubrimiento.

En una configuración alternativa fundamental de la invención se pueden intercambiar completamente las fuentes de luz, para adaptarlas a baños de recubrimiento diferentes o al color de los baños de recubrimiento. Sin embargo, esto significa un gasto alto en comparación con el intercambio de filtros de color o similares.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el recubrimiento de una superficie (13, 113) de una célula solar (12, 112) con un metal, especialmente para la producción de estructuras de electrodos, donde la célula solar (12, 112) se sumerge en un baño de recubrimiento (16, 116) que contiene el metal y se irradia luz (22, 122) esencialmente sobre toda la superficie a recubrir, dicha luz es irradiada por varias fuentes de luz (20, 21, 120) en el baño de recubrimiento (16, 116) para el recubrimiento de la superficie (13, 113) inducido por la luz o asistido por la luz en el baño de recubrimiento, donde las fuentes de luz (20, 21, 120) emiten luz esencialmente en un rango de longitud de onda de luz que se ajusta a un rango de longitud de onda de transmisión del baño de recubrimiento (16, 116) para la minimización de la absorción de luz mediante el baño de recubrimiento, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) comprenden una o varias fuentes de luz que alcanzan hasta el mismo baño de recubrimiento y/o están dispuestas en el baño de recubrimiento (16, 116) junto con el correspondiente soporte (24) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que al menos el 80%, preferiblemente al menos el 90%, de la energía luminosa de las fuentes de luz (20, 21, 120) presenta una longitud de onda que difiere como máximo un 5% de una longitud de onda de transmisión máxima del baño de recubrimiento (16, 116) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la superficie (13, 113) de la célula solar (12, 112) está recubierta con un metal del grupo de la plata, cobre, níquel, estaño.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el baño de recubrimiento (16, 116) presenta cobre como metal y es de color azul y la superficie (13, 113) está recubierta con cobre, donde las fuentes de luz (20, 21, 120) irradian la correspondiente luz (22, 122) azul, en particular exclusivamente luz azul.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que el baño de recubrimiento (16, 116) presenta níquel como metal y es de color verde y la superficie (13, 113) del semiconductor está recubierta con níquel, donde las fuentes de luz (20, 21, 120) irradian la correspondiente luz (22, 122) verde, en particular exclusivamente luz verde.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por el hecho de que se montan diferentes filtros de color (27) en las fuentes de luz (20, 21, 120) para la adaptación a diferentes baños de recubrimiento (16, 116) o a su color.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) se cambian para la adaptación a diferentes baños de recubrimiento (16, 116) o a su color.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) se enfrían, preferiblemente mediante el baño de recubrimiento (16, 116) o un ciclo de agua de refrigeración con conducción externa.

9. Dispositivo para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, con

- un baño de recubrimiento (16) contenido en un recipiente de recubrimiento (15) ,

- medios (18, 118) para el transporte de la célula solar esencialmente de forma horizontal mediante el baño de recubrimiento en el recipiente de recubrimiento y

- una multitud de fuentes de luz (20, 21, 120) para la irradiación esencialmente de toda la superficie de la superficie de células solares a cubrir de forma inducida por la luz o asistida por la luz en el baño de recubrimiento, donde las fuentes de luz emiten luz esencialmente en un rango de longitud de onda de luz, que se ajusta para minimizar la absorción de luz mediante el baño de recubrimiento a un rango de longitud de onda de transmisión del baño de recubrimiento y donde las fuentes de luz comprenden unas o varias fuentes de luz que alcanzan hasta el baño de recubrimiento mismo y/o están dispuestas en el baño de recubrimiento junto con el correspondiente soporte (24) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz son LED (21) , particularmente OLED.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 o 10, caracterizado por el hecho de que está previsto un acoplamiento conductor del calor entre el baño de recubrimiento (16, 116) y las fuentes de luz (20, 21, 120) .

12. Dispositivo según la reivindicación 9 o 10, caracterizado por el hecho de que presenta un ciclo de agua de refrigeración con conducción externa para el enfriamiento de las fuentes de luz (20, 21, 120) independientemente del baño de recubrimiento (16, 116) .

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) están dispuestas repartidas por el baño de recubrimiento (16, 116) .

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21,

120) son intercambiables sin intervención en el baño de recubrimiento (16, 116) o en la estanqueidad del recipiente de recubrimiento (15, 115) que aloja el baño de recubrimiento (16, 116) .

15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por el hecho de que las fuentes de luz (20, 21, 120) están provistas con un filtro de color intercambiable (27) para adaptar la longitud de onda del color de la luz irradiada (22, 122) a aquella del baño de recubrimiento (16, 116) .