IT201800009650A1 - PHOTOVOLTAIC PANEL AND RELATIVE PRODUCTION METHOD. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: accompanying a patent application for an industrial invention entitled:
“PANNELLO FOTOVOLTAICO E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE”. "PHOTOVOLTAIC PANEL AND RELATIVE PRODUCTION METHOD".
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce al settore dei pannelli fotovoltaici. The present invention refers to the field of photovoltaic panels.
I pannelli fotovoltaici sono noti per la trasformazione di energia solare in energia elettrica che può essere accumulata e/o inviata ad utenze. Photovoltaic panels are known for the transformation of solar energy into electrical energy that can be accumulated and / or sent to users.
Un pannello fotovoltaico generalmente comprende una pluralità di celle fotovoltaiche collegate elettricamente tra loro. A photovoltaic panel generally comprises a plurality of photovoltaic cells electrically connected to each other.
Sono note in commercio celle fotovoltaiche in silicio policristallino, generalmente di forma quadrata con dimensioni 156 X 156 mm. Ciascuna cella fotovoltaica comprende: Polycrystalline silicon photovoltaic cells are known on the market, generally square in shape with dimensions 156 X 156 mm. Each photovoltaic cell includes:
- una piastra conduttiva posteriore fungente da elettrodo positivo, - a rear conductive plate acting as a positive electrode,
- uno strato di silicio drogato p disposto sulla piastra posteriore, - a p-doped silicon layer disposed on the back plate,
- uno strato di silicio drogato n disposto sullo strato di silicio drogato p, - an n-doped silicon layer disposed on the p-doped silicon layer,
- una pluralità di busbar costituiti da metallizzazioni conduttive disposte sullo strato di silicio di tipo n. - a plurality of busbars consisting of conductive metallizations arranged on the n-type silicon layer.
I busbar sono collegati ad un elettrodo negativo della cella fotovoltaica. The busbars are connected to a negative electrode of the photovoltaic cell.
Quando una radiazione solare (fotoni) incide sullo strato di silicio drogato n si crea una differenza di potenziale tra gli elettrodi e un flusso di elettroni fluisce nei busbar. When solar radiation (photons) hits the n-doped silicon layer, a potential difference is created between the electrodes and a flow of electrons flows in the busbars.
Le celle fotovoltaiche sono disposte tra un pannello di supporto posteriore e un vetro frontale. Strati adesivi, quali ad esempio film di EVA, sono disposti tra il pannello di supporto posteriore e le celle e tra le celle ed il vetro frontale. Un tale tipo di pannello multistrato viene disposto in un forno in cui sono fusi i film di EVA in modo da far aderire le celle fotovoltaiche al pannello di supporto posteriore ed al vetro frontale. Successivamente il pannello multistrato viene inserito in un telaio perimetrale in modo da ottenere il pannello fotovoltaico pronto per l’istallazione. The photovoltaic cells are arranged between a rear support panel and a front glass. Adhesive layers, such as for example EVA films, are arranged between the rear support panel and the cells and between the cells and the front glass. Such a type of multilayer panel is arranged in an oven in which the EVA films are melted so as to make the photovoltaic cells adhere to the rear support panel and to the front glass. Subsequently, the multilayer panel is inserted into a perimeter frame in order to obtain the photovoltaic panel ready for installation.
Generalmente un pannello fotovoltaico ha una forma rettangolare con dimensioni 1000 x 1650 mm e comprende 60 celle fotovoltaiche disposte in sei array di dieci celle fotovoltaiche. Un tale tipo di pannello produce un’energia elettrica di circa 0,25 kW. Pertanto un’utenza di 3 kW necessita di dodici pannelli fotovoltaici che occupano uno spazio di circa 20-22 m<2>. Generally a photovoltaic panel has a rectangular shape with dimensions 1000 x 1650 mm and includes 60 photovoltaic cells arranged in six arrays of ten photovoltaic cells. Such a type of panel produces an electrical energy of about 0.25 kW. Therefore a user of 3 kW requires twelve photovoltaic panels that occupy a space of about 20-22 m <2>.
Appare evidente che i pannelli fotovoltaici con celle di silicio policristallino, secondo la tecnica nota, hanno un basso rendimento e producono una scarsa quantità di energia elettrica. Quindi sono necessari molti pannelli fotovoltaici per poter soddisfare un’utenza elettrica, con il risultato che tali pannelli fotovoltaici occupano molto spazio. It appears evident that photovoltaic panels with polycrystalline silicon cells, according to the known art, have a low efficiency and produce a scarce quantity of electrical energy. So many photovoltaic panels are needed to be able to satisfy an electrical user, with the result that these photovoltaic panels take up a lot of space.
Sono altresì noti pannelli solari con celle fotovoltaiche a film sottile che assorbono luce fino a 350 volte in più delle celle al silicio policristallino. Also known are solar panels with thin-film photovoltaic cells which absorb light up to 350 times more than polycrystalline silicon cells.
I pannelli solari con celle fotovoltaiche a film sottile comprendono queste quattro tecnologie: Solar panels with thin-film photovoltaic cells include these four technologies:
- tellururo di cadmio (CdTe in formula molecolare); - cadmium telluride (CdTe in molecular formula);
- silicio amorfo (a-Si); - amorphous silicon (a-Si);
- seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS) o diseleniuro di rame e indio (CIS); e - copper, indium and gallium selenide (CIGS) or copper and indium diselenide (CIS); And
- arseniuro di gallio (GaAs). - gallium arsenide (GaAs).
I pannelli solari con celle fotovoltaiche a film sottile, pur avendo costi di istallazione inferiori rispetto ai pannelli solari con celle in silicio policristallino, hanno un rendimento inferiore e richiedono quindi maggiori superfici per l’istallazione. Solar panels with thin-film photovoltaic cells, despite having lower installation costs than solar panels with polycrystalline silicon cells, have a lower performance and therefore require more surfaces for installation.
Inoltre le celle a film sottile in tellururo di cadmio contengono gradi quantità di cadmio che è tossico. Le celle a film sottile in arseniuro di gallio sono molto costose. In addition, cadmium telluride thin film cells contain large amounts of cadmium which is toxic. Gallium arsenide thin-film cells are very expensive.
Scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota fornendo un pannello fotovoltaico che abbia una maggiore efficienza rispetto ai panelli noti e sia in grado di produrre maggiore quantità di energia elettrica, con il risultato di ridurre il numero di pannelli per soddisfare un’utenza. The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known art by providing a photovoltaic panel which has a greater efficiency than known panels and is capable of producing a greater quantity of electrical energy, with the result of reducing the number of panels to satisfy a user.
Altro scopo della presente invenzione è di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota fornendo un pannello fotovoltaico che sia affidabile, duraturo nel tempo, e di semplice realizzazione ed istallazione. Another object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the known art by providing a photovoltaic panel that is reliable, long-lasting, and easy to manufacture and install.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione con le caratteristiche della rivendicazione indipendente 1. These purposes are achieved in accordance with the invention with the features of independent claim 1.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.
Il pannello fotovoltaico, secondo l’invenzione è definito dalla rivendicazione indipendente 1. The photovoltaic panel, according to the invention is defined by independent claim 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a sue forme di realizzazione puramente esemplificative e quindi non limitative, illustrate nei disegni annessi, in cui: Further features of the invention will become clearer from the detailed description that follows, referring to its purely exemplary and therefore non-limiting embodiments, illustrated in the attached drawings, in which:
la Fig. 1 è una vista in sezione illustrate una porzione di un pannello fotovoltaico secondo l’invenzione; Fig. 1 is a sectional view illustrating a portion of a photovoltaic panel according to the invention;
la Fig. 1A è una vista in prospettiva di una porzione del pannello fotovoltaico secondo l’invenzione; Fig. 1A is a perspective view of a portion of the photovoltaic panel according to the invention;
la Fig. 2 è una vista in pianta dall’alto illustrante una cella fotovoltaica in silicio cristallino e due celle a film sottile utilizzate nel pannello fotovoltaico di Fig. 1; Fig. 2 is a top plan view showing a crystalline silicon photovoltaic cell and two thin film cells used in the photovoltaic panel of Fig. 1;
la Fig. 3 è una vista in pianta dall’alto della cella Fig. 3 is a top plan view of the cell
fotovoltaica in silicio cristallino di Fig. 2 sulla quale sono state disposte una pluralità di celle fotovoltaiche a film sottile; crystalline silicon photovoltaic of Fig. 2 on which a plurality of thin-film photovoltaic cells have been arranged;
la Fig. 4 è una visita in prospettiva illustrante un modulo fotovoltaico a film sottile flessibile, di tipo CIGS, dal quale è stata tagliata una striscia e da tale striscia è stata tagliata una singola cella fotovoltaica a film sottile; Fig. 4 is a view in perspective illustrating a flexible thin-film photovoltaic module, of the CIGS type, from which a strip has been cut and a single thin-film photovoltaic cell has been cut from this strip;
la Fig. 5 è una vista in sezione illustrante una porzione di una seconda forma di realizzazione del pannello fotovoltaico secondo l’invenzione; Fig. 5 is a sectional view illustrating a portion of a second embodiment of the photovoltaic panel according to the invention;
la Fig. 6 è una vista in pianta dall’alto, parzialmente interrotta, illustrante una piastra di posizionamento del pannello fotovoltaico di Fig. 5; Fig. 6 is a partially interrupted top plan view, illustrating a positioning plate of the photovoltaic panel of Fig. 5;
la Fig. 7 è una vista in sezione trasversale di una porzione della piastra di posizionamento, presa lungo il piano di sezione VII-VII di Fig. 6, con in esploso una cella a film sottile; Fig. 7 is a cross-sectional view of a portion of the positioning plate, taken along the section plane VII-VII of Fig. 6, with an exploded view of a thin film cell;
la Fig. 8 è una vista in prospettiva illustrante una porzione della piastra di posizionamento ed una cella fotovoltaica a film sottile; e Fig. 8 is a perspective view illustrating a portion of the positioning plate and a thin film photovoltaic cell; And
la Fig. 9 è una vista in sezione longitudinale di una porzione della piastra di posizionamento di Fig. 6, con assemblate tre celle a film sottile collegate in serie tra loro. Fig. 9 is a longitudinal sectional view of a portion of the positioning plate of Fig. 6, with assembled three thin-film cells connected in series to each other.
Con riferimento alle Figg. 1 e 1A viene illustrato un pannello fotovoltaico secondo l’invenzione, indicato complessivamente con il numero di riferimento (100). With reference to Figs. 1 and 1A shows a photovoltaic panel according to the invention, indicated as a whole with the reference number (100).
Il pannello fotovoltaico (100) comprende: The photovoltaic panel (100) includes:
- un pannello di supporto (1), - a support panel (1),
- una pluralità di celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) disposte sul pannello di supporto (1); - a plurality of crystalline silicon photovoltaic cells (2) arranged on the support panel (1);
- una pluralità di celle fotovoltaiche a film sottile (3) disposte su ciascuna cella fotovoltaica in silicio cristallino (2); e - una lastra di vetro (4) disposta sulle celle fotovoltaiche a film sottile (3). - a plurality of thin-film photovoltaic cells (3) arranged on each crystalline silicon photovoltaic cell (2); and - a glass plate (4) arranged on the thin film photovoltaic cells (3).
Opzionalmente, un primo strato adesivo (A1) è disposto tra le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e le celle fotovoltaiche a film sottile (3); un secondo strato adesivo (A2) è disposto tra le celle fotovoltaiche a film sottile (3) e la lastra di vetro (4). Optionally, a first adhesive layer (A1) is arranged between the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and the thin film photovoltaic cells (3); a second adhesive layer (A2) is arranged between the thin-film photovoltaic cells (3) and the glass plate (4).
Il primo e il secondo strato adesivo (A1, A2) possono essere film di EVA, di tipo trasparente, dello spessore di 1 mm. Il pannello fotovoltaico (100) viene disposto in un forno in cui sono fusi i fogli di EVA che creano il primo e il secondo strato adesivo (A1, A2). Nel un forno può essere creato del vuoto per ottenere una migliore adesione degli strati del pannello fotovoltaico. The first and second adhesive layer (A1, A2) can be EVA film, of the transparent type, with a thickness of 1 mm. The photovoltaic panel (100) is placed in an oven in which the EVA sheets are melted which create the first and second adhesive layer (A1, A2). A vacuum can be created in an oven to obtain a better adhesion of the layers of the photovoltaic panel.
Il pannello di supporto (1) generalmente è un pannello di polivinilfluoruro (noto con il marchio Tedlar™) avente uno spessore di 1 mm. Le celle fotovoltaiche in silicio policristallino (2) sono appoggiate o incollate sul pannello di supporto (1) mediante un terzo strato adesivo (A3). The support panel (1) is generally a polyvinyl fluoride panel (known by the brand name Tedlar ™) having a thickness of 1 mm. The polycrystalline silicon photovoltaic cells (2) are placed or glued on the support panel (1) by means of a third adhesive layer (A3).
Un telaio (5) avente una forma a “C” in sezione, viene disposto lungo un bordo perimetrale del pannello fotovoltaico (100) in modo che le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e le celle fotovoltaiche a film sottile (3) siano compresse a sandwich tra il pannello di supporto (1) e la lastra di vetro (4). A frame (5) having a "C" shape in section, is arranged along a perimeter edge of the photovoltaic panel (100) so that the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and the thin film photovoltaic cells (3) are sandwiched between the support panel (1) and the glass plate (4).
La lastra di vetro generalmente ha uno spessore di 4 mm. Con riferimento a Fig. 2, la cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) è del tipo comunemente utilizzato nei pannelli solari. La cella fotovoltaica (2) può essere in silicio monocristallino o policristallino. La cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) comprende una superficie anteriore (20) destinata ad essere rivolta verso la radiazione solare. Una pluralità di busbar (21) sono disposti sulla superfice anteriore (20) della cella fotovoltaica in silicio cristallino (2); a titolo esemplificativo la Figura mostra quattro busbar (21) paralleli tra loro. La cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) può avere una forma quadrata di dimensioni 156 X 156 mm ed una potenza massima compresa tra 3,5-4,5 W. The glass plate generally has a thickness of 4 mm. With reference to Fig. 2, the crystalline silicon photovoltaic cell (2) is of the type commonly used in solar panels. The photovoltaic cell (2) can be in monocrystalline or polycrystalline silicon. The crystalline silicon photovoltaic cell (2) comprises a front surface (20) intended to be turned towards the solar radiation. A plurality of busbars (21) are arranged on the front surface (20) of the crystalline silicon photovoltaic cell (2); by way of example, the Figure shows four busbars (21) parallel to each other. The crystalline silicon photovoltaic cell (2) can have a square shape of 156 X 156 mm and a maximum power between 3.5-4.5 W.
La cella fotovoltaica a film sottile (3) è una cella di piccole dimensioni avente una lunghezza compresa tra 20-40 mm, una larghezza compresa tra 5-15 mm e uno spessore inferiore a 1,5 mm. La cella fotovoltaica a film sottile (3) comprende un elettrodo positivo (31) ed un elettrodo negativo (30) che sporgono da estremità di un corpo centrale (30). Una tale cella fotovoltaica a film sottile ha una tensione nominale che può variare nel range da 1 a 4 V. The thin-film photovoltaic cell (3) is a small cell with a length between 20-40 mm, a width between 5-15 mm and a thickness of less than 1.5 mm. The thin film photovoltaic cell (3) comprises a positive electrode (31) and a negative electrode (30) which protrude from the end of a central body (30). Such a thin-film photovoltaic cell has a nominal voltage that can vary in the range from 1 to 4 V.
Vantaggiosamente, le celle fotovoltaiche a film sottile (3) sono disposte sulla superficie anteriore (20) della cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) in corrispondenza delle busbar (21) e/o del bordo perimetrale della cella fotovoltaica in silicio cristallino, in modo da coprire meno superficie sensibile possibile della cella fotovoltaica in silicio cristallino (2). Inoltre le celle fotovoltaiche a film sottile (3) disposte sulle busbar (21) della cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) fungono da protezione per le busbar che tendono a riscaldarsi. Advantageously, the thin-film photovoltaic cells (3) are arranged on the front surface (20) of the crystalline silicon photovoltaic cell (2) in correspondence with the busbars (21) and / or the perimeter edge of the crystalline silicon photovoltaic cell, so to cover as little sensitive surface as possible of the crystalline silicon photovoltaic cell (2). Furthermore, the thin-film photovoltaic cells (3) arranged on the busbars (21) of the crystalline silicon photovoltaic cell (2) act as protection for the busbars which tend to heat up.
La Fig. 3 mostra un gruppo celle (8) comprendente celle fotovoltaiche a film sottile (3) disposte su una cella fotovoltaica in silicio cristallino (2). In quest’esempio le celle fotovoltaiche a film sottile (3) sono state disposte su quattro busbar e lungo il bordo perimetrale della cella fotovoltaica in silicio cristallino (2). Fig. 3 shows a cell group (8) comprising thin-film photovoltaic cells (3) arranged on a crystalline silicon photovoltaic cell (2). In this example, the thin-film photovoltaic cells (3) were arranged on four busbars and along the perimeter edge of the crystalline silicon photovoltaic cell (2).
Le celle fotovoltaiche a film sottile (3) sono collegate in serie tra loro. Cioè l’elettrodo negativo (32) di una cella è collegato con l’elettrodo positivo (31) di un’altra cella. In questo modo la tensione di ciascuna cella fotovoltaica a film sottile (3) si somma. L’elettrodo positivo (31) della prima cella a film sottile e l’elettrodo negativo (32) dell’ultima cella a film sottile formano i terminali positivi e negativi del gruppo di celle a film sottile (3). Anche la singola cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) avrà terminali d’uscita positivo e negativo (25, 26). The thin-film photovoltaic cells (3) are connected in series with each other. That is, the negative electrode (32) of one cell is connected with the positive electrode (31) of another cell. In this way the voltage of each thin-film photovoltaic cell (3) is added. The positive electrode (31) of the first thin-film cell and the negative electrode (32) of the last thin-film cell form the positive and negative terminals of the group of thin-film cells (3). Even the single crystalline silicon photovoltaic cell (2) will have positive and negative output terminals (25, 26).
Le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) possono essere collegate in serie e/o in parallelo tra loro e i gruppi di celle a film sottile (3) possono essere collegati in serie e/o in parallelo tra loro. The crystalline silicon photovoltaic cells (2) can be connected in series and / or in parallel with each other and the groups of thin film cells (3) can be connected in series and / or in parallel with each other.
Il pannello (100) comprende: The panel (100) includes:
- due terminali di uscita (uno positivo e l’altro negativo) per tutte le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) collegate tra loro; e - two output terminals (one positive and the other negative) for all crystalline silicon photovoltaic cells (2) connected to each other; And
- due terminali di uscita (uno positivo e l’altro negativo) per tutte le celle fotovoltaiche in film sottile (3) collegate tra loro. - two output terminals (one positive and the other negative) for all the thin film photovoltaic cells (3) connected to each other.
I terminali di uscita del pannello fotovoltaico (100) sono collegati ad una scatola di giunzione in cui sono disposti dei diodi per garantire un flusso di corrente monodirezionale dalle celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e dalle celle fotovoltaiche in film sottile (3) verso la scatola di giunzione. The output terminals of the photovoltaic panel (100) are connected to a junction box in which diodes are arranged to ensure a one-way current flow from the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and from the thin film photovoltaic cells (3) towards the junction box.
Ad esempio si può realizzare un pannello fotovoltaico comprendente 60 celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) collegate in serie tra loro, in cui su ciascuna cella fotovoltaica in silicio cristallino (2) sono montate 28 celle fotovoltaiche a film sottile (3), collegate in serie tra loro. Un tale tipo di pannello fotovoltaico produce energia elettrica pari a circa 1,1 kW, cioè più di quattro volte maggiore rispetto ad un pannello fotovoltaico tradizionale con sole celle fotovoltaiche di silicio cristallino e occupa la stessa superficie di un pannello fotovoltaico For example, a photovoltaic panel can be made comprising 60 crystalline silicon photovoltaic cells (2) connected in series, in which 28 thin film photovoltaic cells (3) are mounted on each crystalline silicon photovoltaic cell (2), connected in series with each other. Such a type of photovoltaic panel produces electricity equal to about 1.1 kW, that is more than four times greater than a traditional photovoltaic panel with crystalline silicon photovoltaic cells only and occupies the same surface as a photovoltaic panel.
tradizionale. traditional.
Vantaggiosamente la cella fotovoltaica a film sottile (3) è di tipo flessibile in seleniuro di rame, indio e gallio (CIGS). Advantageously, the thin-film photovoltaic cell (3) is of the flexible type in copper, indium and gallium selenide (CIGS).
Con riferimento a Fig. 4, un tale tipo di cella fotovoltaica si ottiene da un modulo (6) di gradi dimensioni (lati maggiori di 1 m di lunghezza), comunemente reperibile in commercio. With reference to Fig. 4, such a type of photovoltaic cell is obtained from a module (6) of large dimensions (sides greater than 1 m in length), commonly available on the market.
Il modulo (6) comprende una pluralità di fili conduttori (60) disposti paralleli tra loro. Vengono tagliate una pluralità di strisce (61), in cui ciascuna striscia comprende un solo filo conduttore (60). Una tale striscia (60) ha un’ampiezza di circa 5-10 mm. La striscia (61) viene tagliata trasversalmente in modo da ottenere un pezzo lungo circa 30 mm che costituisce la cella fotovoltaica a film sottile (3). Alle estremità del filo conduttore (60) previsto nella cella a film sottile (3) sono disposti l’elettrodo positivo (31) e l’elettrodo negativo (32). Un tale tipo di cella ha una tensione di 1,5 V. The module (6) comprises a plurality of conductive wires (60) arranged parallel to each other. A plurality of strips (61) are cut, in which each strip comprises a single conductor wire (60). Such a strip (60) has a width of about 5-10 mm. The strip (61) is cut transversely so as to obtain a piece about 30 mm long which constitutes the thin film photovoltaic cell (3). The positive electrode (31) and the negative electrode (32) are arranged at the ends of the conductor wire (60) provided in the thin film cell (3). Such a type of cell has a voltage of 1.5 V.
In alternativa, la cella fotovoltaica a film sottile (3) può essere di tipo rigido (non flessibile), in silicio amorfo (a-Si), comunemente reperibile in commercio ed utilizzata per dispositivi elettronici. Ad esempio si può utilizzare una cella comunemente reperibile in commercio con il marchio VIMUN™ modello SC-3012 avente dimensioni 29,44×11,6×1,1. Una tale cella fotovoltaica ha una tensione di 1,5 V. Alternatively, the thin-film photovoltaic cell (3) can be of the rigid (non-flexible) type, in amorphous silicon (a-Si), commonly available on the market and used for electronic devices. For example, it is possible to use a cell commonly available on the market with the trademark VIMUN ™ model SC-3012 having dimensions 29.44 × 11.6 × 1.1. Such a photovoltaic cell has a voltage of 1.5 V.
Con riferimento a Fig. 5 viene illustrato un pannello fotovoltaico (200) secondo una seconda forma di realizzazione dell’invenzione, in cui elementi uguali o corrispondenti a quelli già descritti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento e si omette la loro descrizione dettagliata. With reference to Fig. 5, a photovoltaic panel (200) is illustrated according to a second embodiment of the invention, in which elements equal to or corresponding to those already described are indicated with the same reference numbers and their detailed description is omitted.
Il pannello fotovoltaico (200) comprende una piastra di posizionamento (7) disposta tra le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e le celle fotovoltaiche in film sottile (3). La piastra di posizionamento (7) serve per un corretto posizionamento e trattenimento delle celle fotovoltaiche in film sottile (3). La piastra di posizionamento (7) è in materiale plastico trasparente, quale ad esempio policarbonato. The photovoltaic panel (200) comprises a positioning plate (7) arranged between the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and the thin film photovoltaic cells (3). The positioning plate (7) is used for correct positioning and holding of the thin film photovoltaic cells (3). The positioning plate (7) is made of transparent plastic material, such as for example polycarbonate.
Con riferimento alle Figg. 6 e 7, la piastra di posizionamento (7) ha una forma rettangolare con dimensioni in lunghezza e larghezza pari a quelle del pannello fotovoltaico (200) e uno spessore di circa 3-5 mm. With reference to Figs. 6 and 7, the positioning plate (7) has a rectangular shape with dimensions in length and width equal to those of the photovoltaic panel (200) and a thickness of about 3-5 mm.
La piastra di posizionamento (7) comprende una faccia anteriore (70) destinata ad accogliere le celle fotovoltaiche in film sottile (3) e una faccia posteriore (71) destinata ad essere rivolta verso le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2). The positioning plate (7) comprises a front face (70) intended to accommodate the thin film photovoltaic cells (3) and a rear face (71) intended to face the crystalline silicon photovoltaic cells (2).
Sulla faccia anteriore (70) della piastra di posizionamento (7) sono ricavate scanalature longitudinali anteriori (72) disposte parallele tra loro. Tali scanalature sono equidistanziate tra loro e disposte in modo da trovarsi a registro con le busbar (21) delle celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2). Front longitudinal grooves (72) arranged parallel to each other are formed on the front face (70) of the positioning plate (7). These grooves are equidistant from each other and arranged so as to be in register with the busbars (21) of the crystalline silicon photovoltaic cells (2).
Se ad esempio il pannello fotovoltaico (200) comprende 60 celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) disposte in sei file di dieci celle e ciascuna cella fotovoltaica comprende quattro busbar (21), il pannello fotovoltaico (200) comprendere 24 file di busbar; pertanto la piastra di posizionamento (7) comprenderà 24 scanalature longitudinali anteriori (72). For example, if the photovoltaic panel (200) comprises 60 crystalline silicon photovoltaic cells (2) arranged in six rows of ten cells and each photovoltaic cell comprises four busbars (21), the photovoltaic panel (200) comprises 24 rows of busbars; therefore the positioning plate (7) will comprise 24 front longitudinal grooves (72).
Ciascuna scanalatura longitudinale anteriore (72) ha un’ampiezza ed una profondità pari all’ampiezza e allo spessore della cella fotovoltaica a film sottile (3). In questo modo le celle fotovoltaiche a film sottile (3) possono essere disposte allineate una dietro l’atra entro le scanalature longitudinali anteriori (72) della piastra di posizionamento. Each front longitudinal groove (72) has a width and depth equal to the width and thickness of the thin-film photovoltaic cell (3). In this way, the thin-film photovoltaic cells (3) can be arranged aligned one behind the other within the front longitudinal grooves (72) of the positioning plate.
Entro ciascuna scanalatura longitudinale anteriore (72) ci sono fori passanti (73) disposti equidistanziati tra loro, con un interasse (D) uguale o leggermente inferiore alla lunghezza della cella fotovoltaica a film sottile (3). Within each front longitudinal groove (72) there are through holes (73) arranged equidistant from each other, with a center distance (D) equal to or slightly less than the length of the thin-film photovoltaic cell (3).
Con riferimento alle Figg. 8 e 9, gli elettrodi (31, 32) di ciascuna cella fotovoltaica a film sottile (3) sono inseriti nei fori passanti (73) della piastra di posizionamento, in modo da sporge posteriormente dalla superficie posteriore (71) della piastra di posizionamento. Quindi le celle fotovoltaiche a film sottile (3) sono collegate in serie tra loro, mediante saldature di collegamento (W) che collegano l’elettrodo positivo (31) di una cella fotovoltaica a film sottile con l’elettrodo negativo (32) di un’altra cella fotovoltaica a film sottile. Le saldature di collegamento (W) sono disposte in scanalature longitudinali posteriori (74) realizzate sulla faccia posteriore (71) della piastra di posizionamento, a registro con le scanalature longitudinali anteriori (72). With reference to Figs. 8 and 9, the electrodes (31, 32) of each thin-film photovoltaic cell (3) are inserted in the through holes (73) of the positioning plate, so as to protrude from the rear surface (71) of the positioning plate. Then the thin-film photovoltaic cells (3) are connected in series with each other, by means of connection welds (W) that connect the positive electrode (31) of a thin-film photovoltaic cell with the negative electrode (32) of a other thin-film photovoltaic cell. The connection welds (W) are arranged in rear longitudinal grooves (74) made on the rear face (71) of the positioning plate, in register with the front longitudinal grooves (72).
Le saldature di collegamento (W) hanno anche la funzione di trattenere le celle fotovoltaiche a film sottile (3), quando la piastra di posizionamento (7) viene capovolta durante l’assemblaggio del pannello fotovoltaico. The connection welds (W) also have the function of retaining the thin film photovoltaic cells (3), when the positioning plate (7) is turned upside down during the assembly of the photovoltaic panel.
Con riferimento a Fig. 6, la faccia posteriore (71) della piastra di posizionamento comprende: With reference to Fig. 6, the rear face (71) of the positioning plate comprises:
- un prima scanalatura trasversale (75) (evidenziata a tratteggio) collegata ad un primo foro passante (73a) per accogliere un cavo elettrico positivo; - a first transverse groove (75) (highlighted in broken line) connected to a first through hole (73a) to receive a positive electric cable;
- una seconda scanalatura trasversale (77) (evidenziata a tratteggio) collegata ad un ultimo foro passante (73n) per accogliere un cavo elettrico negativo; e - a second transverse groove (77) (highlighted in broken line) connected to a last through hole (73n) to receive a negative electric cable; And
- scanalature di collegamento (76) (evidenziate a tratteggio) che collegano le scanalature longitudinali posteriori (74) a guisa di serpentina, per accogliere cavi elettrici di collegamento per il collegamento in serie delle celle fotovoltaiche a film sottile (3). - connection grooves (76) (highlighted in dashed lines) which connect the rear longitudinal grooves (74) in the form of a serpentine, to accommodate electrical connection cables for the series connection of thin-film photovoltaic cells (3).
Tornando a Fig. 5, dopo aver montato le celle fotovoltaiche a film sottile (3) sul pannello di posizionamento (7), il pannello di posizionamento (7) viene disposto tra le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e la lastra di vetro (4). Returning to Fig. 5, after having mounted the thin film photovoltaic cells (3) on the positioning panel (7), the positioning panel (7) is placed between the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and the glass plate (4).
Un primo strato adesivo (A1) è disposto tra le celle fotovoltaiche in silicio cristallino (2) e la faccia posteriore (71) del pannello di posizionamento (7). Un secondo strato adesivo (A2) è disposto tra la faccia anteriore (70) del pannello di posizionamento (7) e la lastra di vetro (4). A first adhesive layer (A1) is arranged between the crystalline silicon photovoltaic cells (2) and the rear face (71) of the positioning panel (7). A second adhesive layer (A2) is arranged between the front face (70) of the positioning panel (7) and the glass plate (4).
Il pannello multistrato così ottenuto è disposto in un forno in cui gli strati adesivi (A1, A2) sono fusi e viene creato il vuoto. The multilayer panel thus obtained is placed in an oven in which the adhesive layers (A1, A2) are melted and a vacuum is created.
Alle presenti forme di realizzazione dell'invenzione, possono essere apportate variazioni e modifiche equivalenti, alla portata di un tecnico del ramo, che rientrano comunque entro l'ambito dell'invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse. Equivalent variations and modifications can be made to the present embodiments of the invention, within the reach of a person skilled in the art, which however fall within the scope of the invention expressed by the appended claims.
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| EP3016148A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-05-04 | Sol Voltaics AB | Dual layer photovoltaic device |
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2018
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Patent Citations (2)
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| COLIN D. BAILIE ET AL: "Semi-transparent perovskite solar cells for tandems with silicon and CIGS", ENERGY & ENVIRONMENTAL SCIENCE, vol. 8, no. 3, 23 December 2014 (2014-12-23), Cambridge, pages 956 - 963, XP055216407, ISSN: 1754-5692, DOI: 10.1039/C4EE03322A * |
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