Materiales tejidos híbridos útiles en la producción de células solares de contacto posterior.

Material tejido híbrido utilizado para fabricar células o módulos solares,

compuesto por cables conductores (10) entrelazados con cables aislantes (11, 12); caracterizado por un patrón de tejido en el que los cables conductores (10) permanecen espacialmente separados de una superficie, mediante hebras aislantes (12), cuando el material está aplicado sobre dicha superficie.

Materiales tejidos híbridos útiles en la producción de células solares de contacto posterior.

Campo de la invención La presente invención se refiere a materiales tejidos híbridos útiles en la producción de dispositivos fotovoltaicos tales como células solares y paneles solares. Más en concreto, se refiere a medios para conectar un contacto óhmico con un conector externo cuando los puntos de contacto de terminación con las dos zonas dopadas de manera opuesta de las células solares están colocados en la superficie no iluminada de la célula solar.

Antecedentes tecnológicos La mayoría de las células solares descritas en la técnica anterior se pueden subdividir en varias categorías de acuerdo con su estructura general.

Las células solares más comunes, las denominadas células estándar, tienen sus zonas dopadas de manera opuesta a ambos lados de la célula, y metalización que incluye barras colectoras en el lado iluminado. Ha sido durante mucho tiempo un deseo en la industria de las células solares librarse de las barras colectoras en el lado iluminado, ya que crean pérdidas por sombra significativas.

En las denominadas células solares de contacto posterior, ambos contactos óhmicos con las dos zonas opuesta dopadas de manera opuesta de las células solares (es decir, ambas series de puntos de conexión externos, también denominados puntos de terminación) se colocan en la superficie posterior o no iluminada de la célula solar. Una célula solar de contacto posterior proporciona de ese modo un punto de terminación a los terminales positivo y negativo en el lado posterior de la célula. Este concepto permite reducir las pérdidas por sombra.

Las células solares de contacto posterior se dividen en tres categorías principales (para un trabajo de revisión, véase Prog Photovolt: Res. Appl. 2006; 14: 107-123) .

Las células de contacto posterior interdigitadas (IBC) incluyen aquellos diseños de célula que se basan en la captación en portadores de carga en una sola unión posterior; éstas requieren silicio de alta pureza.

Las células Emitter Wrap Through (EWT) tienen captación en portadores de carga en ambos lados y se basan en la conducción de corriente desde la parte frontal a la parte posterior a través de un gran número de agujeros pasantes o vías cercanos entre sí en la célula.

Las células Metal Wrap Through (MWT) tienen una estructura que está más estrechamente vinculada a la estructura de célula estándar. En estas células, el emisor se encuentra situado en el lado iluminado, las barras colectoras son trasladadas a la superficie posterior, dejando sólo una rejilla de superficie frontal delgada sobre la superficie iluminada que se conecta a la superficie posterior extendiéndola a través de un pequeño número de aberturas metalizadas (o vías) en la oblea. El documento WO 98/54763 da a conocer células MWT.

En todos los tipos de células de contacto posterior, la corriente se capta en puntos o áreas de contacto, que luego se sueldan a tiras de cobre denominadas conectores o interconectores, estando al menos un conector soldado a una serie de puntos o áreas de contacto negativos y estando al menos otro soldado a una serie de puntos de contacto positivos.

Cuando el conector pasa por encima de un área de signo opuesto, se debe aplicar una capa aislante entre medias. El resultado práctico es que los agujeros se deben proporcionar en la capa aislante; los agujeros se deben hacer en la capa aislante y la capa aislante se debe aplicar sobre el lado no iluminado de manera que los agujeros queden orientados hacia los puntos de contacto, permitiendo así realizar la conexión eléctrica, por ejemplo, por soldadura. La realización de los agujeros y la alineación de la capa aislante suponen dos operaciones difíciles. Hay por tanto una necesidad de encontrar un sistema de conexión más fácil, evitando la necesidad de hacer agujeros en la capa aislante.

Los inventores ya han propuesto en una solicitud en trámite un sistema de conexión caracterizado por que los conectores se conectan eléctricamente a los puntos de contacto a través de una capa de material aislante que separa los conectores de la superficie no iluminada, embebiendo la conexión al material aislante.

El documento US-2004/0244193-A describe un material textil híbrido de tejido liso, en el que el cable eléctricamente conductor está recubierto con un aislamiento, el cable y su aislamiento se cortan después y el cable es finalmente conectado eléctricamente como se desee. El documento WO 2012/026046 11 describe un sustrato de malla tejida que tiene una pluralidad de cables aislantes que son hebras verticales y una pluralidad de cables conductores que son hebras horizontales, embebiendo el sustrato de malla una pluralidad de células solares esféricas.

Objeto de la invención Es un objeto de la invención proporcionar materiales tejidos híbridos útiles en la producción de dispositivos fotovoltaicos.

Es un objeto de esta invención proporcionar un método para producir una célula fotovoltaica de contacto posterior, lo que alivia o evita algunos problemas de la técnica anterior.

Es un objeto de esta invención proporcionar un nuevo concepto para conectar series de puntos de contacto de la misma polaridad sin utilizar tiras de cobre convencionales.

Otro objeto de la invención es proporcionar un nuevo concepto para conectar series de puntos de contacto de la misma polaridad utilizando un sólo componente que combina funciones de aislamiento y de conducción eléctrica.

Es un objeto particular de esta invención proporcionar un método para conectar eléctricamente puntos de contacto de la misma polaridad utilizando las fibras conductoras de una lámina tejida compuesta por fibras conductoras y fibras aislantes.

Es otro objeto de la invención proporcionar un método para producir un módulo que comprende dos o más células fotovoltaicas de contacto posterior interconectadas.

Resumen de la invención La invención proporciona material tejido híbrido compuesto por cables conductores entrelazados con cables aislantes utilizando tal patrón de tejido en el que los cables conductores permanecen espacialmente separados de una superficie, mediante cables aislantes, cuando se aplica el material sobre dicha superficie, útil en la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, tales como células y paneles solares.

En concreto, la invención proporciona material tejido híbrido compuesto por cables conductores entrelazados con cables aislantes utilizando el patrón de tejido Leno en el que las hebras de relleno se seleccionan de cables conductores y de una combinación de cables conductores y de hebras aislantes, y las hebras de urdimbre son hebras aislantes, útiles en la fabricación de dispositivos fotovoltaicos tales como células y paneles solares.

La invención proporciona una célula solar de contacto posterior en la que los puntos de contacto con las dos zonas dopadas de manera opuesta de las células solares están colocados en la superficie no iluminada de la célula solar, comprendiendo conectores para captar la corriente de los puntos de contacto, caracterizada por que los conectores son cables conductores entrelazados con cables aislantes, siendo el patrón de tejido un patrón para aislar eléctricamente los cables conductores de la superficie no iluminada, conectándose eléctricamente los cables conductores con los puntos de contacto utilizando una unión conductora que embebe físicamente los cables aislantes separando los cables conductores del punto de contacto, y conectando cada cable conductor, puntos de contacto de la misma polaridad en la célula.

La invención también proporciona un proceso para conectar contactos óhmicos de una célula solar de contacto posterior con conectores externos, que comprende las etapas de:

- proporcionar una célula solar en la que los puntos de contacto con las dos zonas dopadas de manera opuesta están colocados en su superficie no iluminada;

- proporcionar un material tejido híbrido compuesto por cables conductores entrelazados con cables aislantes utilizando un patrón de tejido en el que los cables conductores permanecen espacialmente separados de una superficie, mediante cables aislantes, cuando se aplica el material en dicha superficie;

- aplicar una capa del material tejido híbrido sobre la superficie no iluminada de la célula solar, estando los cables conductores alineados con puntos de contacto de la misma polaridad, estando cada punto de contacto orientado hacia al menos un cable conductor;

- conectar eléctricamente cada punto de contacto con los cables conductores orientados hacia el mismo, embebiendo de ese modo los cables... [Seguir leyendo]

1. Material tejido híbrido utilizado para fabricar células o módulos solares, compuesto por cables conductores (10) entrelazados con cables aislantes (11, 12) ; caracterizado por un patrón de tejido en el que los cables conductores (10) permanecen espacialmente separados de una superficie, mediante hebras aislantes (12) , cuando el material está aplicado sobre dicha superficie.

2. Material de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el patrón de tejido es el patrón de tejido Leno.

3. Material de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que las hebras de relleno (10, 11) se seleccionan de cables conductores (10) y de una combinación de cables conductores (10) y de hebras aislantes (11) .

4. Material de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las hebras de urdimbre

(12) son hebras aislantes.

5. Célula solar de contacto posterior, en la que los puntos de contacto (4, 8) con las dos zonas dopadas de manera opuesta de las células solares están colocados en la superficie no iluminada de la célula solar, comprendiendo conectores para captar la corriente procedente de los puntos de contacto, caracterizada por que los conectores son cables conductores (10) entrelazados con cables aislantes (11, 12) en un material tejido híbrido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, conectando cada cable conductor puntos de contacto de la misma polaridad en la célula.

6. Conjunto de al menos dos células de contacto posterior de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el material tejido híbrido se extiende sobre más de una célula, estando conectados los puntos de contacto de una polaridad de cada célula con los puntos de contacto de la polaridad opuesta de la siguiente célula, estando los cables de conexión interrumpidos en lugares adecuados situados entre las células para su conexión en serie

7. Proceso para conectar contactos óhmicos de una célula solar de contacto posterior con conectores externos, que comprende las etapas de:

- proporcionar una célula solar en la que los puntos de contacto (4, 8) con las dos zonas dopadas de manera opuesta están colocados en su superficie no iluminada;

- proporcionar un material tejido híbrido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4;

- aplicar una capa de material tejido híbrido sobre la superficie no iluminada de la célula solar, estando los cables conductores alineados con puntos de contacto de la misma polaridad, estando cada punto de contacto orientado hacia al menos un cable conductor (10) ;

- conectar eléctricamente cada punto de contacto con los cables conductores orientados hacia el mismo, embebiendo de ese modo los cables aislantes (11, 12) que separan físicamente los cables conductores, del punto de contacto en la conexión.

8. Uso, en células o módulos solares de contacto posterior, de un material tejido híbrido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.