BRPI0721426A2 - telha de cerÂmica com superfÍcie funcionalizada com cÉlulas fotovoltaicas - Google Patents
telha de cerÂmica com superfÍcie funcionalizada com cÉlulas fotovoltaicas Download PDFInfo
- Publication number
- BRPI0721426A2 BRPI0721426A2 BRPI0721426-0A BRPI0721426A BRPI0721426A2 BR PI0721426 A2 BRPI0721426 A2 BR PI0721426A2 BR PI0721426 A BRPI0721426 A BR PI0721426A BR PI0721426 A2 BRPI0721426 A2 BR PI0721426A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- layer
- photovoltaic cell
- base body
- tile
- ceramic base
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 claims description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 2
- -1 polychlorotrifluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- 238000010020 roller printing Methods 0.000 claims description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 claims 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 claims 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims 1
- 239000000037 vitreous enamel Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N propan-2-olate Chemical compound CC(C)[O-] OGHBATFHNDZKSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
- H01L31/0749—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type including a AIBIIICVI compound, e.g. CdS/CulnSe2 [CIS] heterojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
- H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
- H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
- H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
- H02S20/25—Roof tile elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/541—CuInSe2 material PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Finishing Walls (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
Telha de cerâmica com superficie funcionalizada com células fotovoltaicas. É descrita no presente uma telha (1) composta de: um corpo de base cerâmica (2) que possui uma absorção de água menor ou igual a 0,5% em peso; uma célula fotovoltaica (3) aplicada diretamente a uma primeira superfície (2a) do corpo de base cerâmica (2); um dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica (4), aplicada a uma segunda superfície (2b) do corpo de base cerâmica (2); e um conector elétrico (5), projetado para conectar eletricamente a célula fotovoltaica (3) ao dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica (4) através do corpo de base cerâmica (2).
Description
Telha de cerâmica com superfície funcionalizada com células fotovoltaicas.
CAMPO DA TÉCNICA
A presente invenção refere-se a uma telha de cerâmica com a sua superfície funcionalizada com células fotovoltaicas.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA
Com a acentuação dos problemas relacionados a encontrar fontes de energia tradicionais, atenção crescente está sendo dirigida ao estudo da exploração de fontes de energia alternativas, tais como energia solar. Neste particular, há algum tempo vêm sendo produzidos dispositivos que exploram o efeito fotovoltaico e, desta forma, convertem a energia de radiação solar em energia elétrica.
Dispositivos do tipo acima, por conta das suas características técnicas, aparentemente também permitem aplicações interessantes na produção de energia elétrica nos setores de construção pública e privada. DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO O objeto da presente invenção é fornecer telhas cerâmicas
que compreendem células fotovoltaicas sobre as suas superfícies expostas. Desta forma, será possível utilizar as telhas para revestimento de superfícies externas de construções e, ao mesmo tempo, que possuam dispositivos disponíveis capazes de fornecer às próprias construções energia elétrica derivada da conversão de energia solar ou introduzir a mencionada energia na rede de fornecimento de eletricidade.
Forma o objeto da presente invenção uma telha que compreende pelo menos uma célula fotovoltaica, em que a mencionada telha é caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo de base cerâmica que possui absorção de água menor ou igual a 0,5% em peso; uma célula fotovoltaica aplicada -25 diretamente a uma primeira superfície do mencionado corpo de base cerâmica; um dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica, aplicada a uma segunda superfície do mencionado corpo de base cerâmica; e um conector elétrico projetado para conexão da mencionada célula fotovoltaica eletricamente ao mencionado dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica através do mencionado corpo de base cerâmica. Segundo uma realização preferida, a célula fotovoltaica
compreende uma camada de material condutor de eletricidade definido diretamente sobre a mencionada primeira superfície do mencionado corpo de base cerâmica, uma série de camadas ativas e uma camada de material condutor de eletricidade com uma estrutura preferencialmente similar a grade; em que a mencionada série de camadas ativas compreende pelo menos, sucessivamente, uma camada de tipo n, uma camada intermediária fotoativa e uma camada de tipo p.
Segundo uma realização preferida adicional, a mencionada célula fotovoltaica compreende uma camada condutora transparente definida entre as mencionadas camadas ativas e a mencionada camada de material condutor de eletricidade com uma estrutura preferencialmente similar a grade. BREVE DESCRIÇÃO DA FIGURA
Os exemplos a seguir são fornecidos como forma de exemplo ilustrativo e não limitador para facilitar uma melhor compreensão da presente invenção com o auxílio da figura anexa, que é uma vista em seção cruzada lateral de um detalhe da telha conforme a presente invenção. MELHOR FORMA DE CONDUÇÃO DA INVENÇÃO
Designado como um todo por 1 na figura, encontra-se a telha que forma o objeto da presente invenção.
A telha 1 compreende um corpo de base cerâmica 2 que possui uma porosidade tal como a definir uma absorção de água menor ou igual a 0,5% em peso, determinada conforme o padrão ISO 10545-3.
A telha 1 compreende: uma célula fotovoltaica 3 aplicada a uma primeira superfície 2a do corpo de base cerâmica 2; um dispositivo 4 que contém a parte elétrica e/ou eletrônica aplicado sobre uma segunda superfície 2b oposta à superfície 2a; e um conector elétrico 5, que é abrigado no interior de um orifício 2c elaborado no corpo de base cerâmica 2 e através do qual conecta eletricamente a célula fotovoltaica 3 ao dispositivo 4. A célula fotovoltaica 3 compreende, sucessivamente: uma
camada de material condutor 6, definida em contato direto com a superfície 2a; um complexo de camadas ativas 7; uma camada de material condutor transparente 8; uma camada preferencialmente em forma de grade de material condutor 9; e uma camada protetora transparente 10. ,25 Particularmente, o complexo de camadas ativas 7
compreende uma camada de tipo η 11, uma camada fotoativa intermediária 12 e uma camada de tipo ρ 13.
A seguir, são fornecidos dois exemplos do processo de produção da telha que forma o objeto da presente invenção. Exemplo 1
A produção do corpo de base cerâmica 2 é obtida por meio de pressão a quente de um pó de cerâmica atomizado tipicamente utilizado para telhas de cerâmica, cuja umidade deve ser compreendida de 3 a 6% em peso. A pressão é conduzida sob pressão de 35 MPa a 60 MPa. A operação de pressão pode utilizar um molde que idealize, sobre a superfície 2b, um recesso de abrigo do dispositivo 4 que contém a parte elétrica e/ou eletrônica.
O corpo de base bruta obtido por meio da operação de pressão é seco e, em seguida, são elaborados um ou mais orifícios 2c, dos quais apenas um é indicado na figura.
O corpo de base processado desta forma é submetido a uma etapa de cozimento sob temperatura máxima de 1100 0C a 1250 °C. Desta forma, é obtido um corpo de base cerâmica 2 com uma porosidade menor ou igual a 0,5% em peso, determinada conforme o padrão ISO 10545-3.
Em seguida, é aplicada, por exemplo, por meio de métodos de serigrafia, sobre a superfície 2a do corpo de base cerâmica 2 uma camada de metal condutor de eletricidade 6. A camada condutora de eletricidade 6 pode consistir de uma camada de metal, tal como Ag ou uma mistura de Ag e Al. A fim de consolidar a mencionada camada metálica e fazer com que ela adquira as propriedades necessárias de condutividade elétrica, o produto semiacabado é submetido a um tratamento térmico apropriado que dependerá do material utilizado. Para pastas serigráficas com base em Ag e com base em Ag-AI, as mencionadas técnicas idealizam uma combinação de resfriamento e aquecimento rápida por que passa o produto semiacabado sob temperatura de 700 0C por cinco minutos ou um tratamento térmico da temperatura ambiente até 700 0C em uma velocidade de aquecimento de 5 a 20 °C/min. A espessura final da camada condutora 6 depositada, após o cozimento, variará de 5 a 20 μηι.
Depositada em seguida sobre a camada condutora 6 por meio de um método de CVD (Deposição de Vapor Químico), preferencialmente um método CVD amplificada por plasma (PECVD), são: uma camada 11 de silício amorfo com aditivo η com espessura de cerca de 30 nm, depositada sob temperatura máxima do substrato de cerca de 210 0C; uma camada fotoativa 12 de silício amorfo intrínseco que possui uma espessura de cerca de 580 nm, depositada sob temperatura máxima do substrato de cerca de 250 0C; e uma camada 13 de silício amorfo com aditivo ρ que ,25 possui uma espessura de cerca de 15 nm, depositada sob temperatura máxima do substrato de cerca de 250 °C.
É depositada sobre a segunda camada 13 de silício amorfo uma camada condutora de eletricidade transparente 8 de óxido de índio e estanho (ITO), oxido de estanho incentivado com flúor (FTO) ou outro óxido metálico transparente. A mencionada deposição pode ser obtida por meio do método de difusão sob temperatura do substrato de cerca de 250 0C para obter uma camada 8 com espessura máxima de cerca de 75 nm.
É depositada sobre a camada condutora de eletricidade transparente 8 uma camada de material condutor de eletricidade 9, tal como prata, preferencialmente em forma de grade. A camada 9 pode ser depositada por meio do método de serigrafia, método de bisturi, impressão a jato de tinta, difusão ou evaporação térmica. Além disso, a camada 9 pode ser consolidada por meio de um tratamento térmico apropriado que dependerá do material utilizado. Neste ponto, um conector condutor 5 do tipo rígido ou elástico é inserido nos orifícios 2c elaborados anteriormente. O conector condutor 5 pode ser fixado ao material cerâmico por meio de materiais especiais para garantir adesão firme.
O conector de um tipo rígido compreende, em uma primeira
extremidade, uma cabeça, que repousa sobre a superfície 2a, onde é soldada à camada de material condutor 6 e pode compreender, em uma segunda extremidade frontal à superfície 2b, um pino soldado com estanho sobre o dispositivo elétrico e/ou eletrônico 4 ou, alternativamente, uma haste rosqueada projetada para fixação ao próprio dispositivo elétrico e/ou eletrônico 4 com porcas, de forma a permitir manutenção conveniente. As conformações específicas do conector 5 são apenas descritas e não ilustradas na figura por motivo de simplicidade.
Utilizado como revestimento da célula fotovoltaica 3, encontra-se uma camada transparente protetora 10, projetada para garantir alta transmissão de radiação solar, resistência à umidade e agentes atmosféricos, estabilidade a raios UV e isolamento elétrico. A camada protetora 10 pode ser constituída por um verniz vítreo de baixa fusão ou, alternativamente, uma camada polimérica com composição apropriada, tal como policarbonato ou polímeros fluoretados (por exemplo, policlorotrifluoroetileno (PCTFE) ou uma combinação de metacrilato de polimetila e fluoreto de polivinila).
Por fim, sobre a superfície 2b, o dispositivo 4 que contém a parte elétrica e/ou eletrônica é fixo ao conector 5 por meio de sua colocação no interior do recesso elaborado no corpo de base cerâmica 2. O dispositivo 4 que contém a parte elétrica e/ou eletrônica é conhecido e não é descrito em detalhes no presente. .25 O dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica 4
pode considerar a característica de componente eletricamente passivo, que possui o objeto de conectar as telhas em série ou em paralelo entre si a fim de elevar a voltagem e a corrente disponível para valores que possam ser manipulados adequadamente por conversores estáticos com potência adequada, que buscam introduzir a energia produzida na rede de fornecimento de eletricidade. Caso contrário, o dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica 4 pode fornecer, utilizando tecnologia MOSFET, a função MPPT (Rastreamento de Ponto de Potência Máximo), ou seja, definir as condições elétricas de fornecimento da potência máxima disponível em função das condições de insolação e conduzi-las em um terminal intermediário com características apropriadas para a sua introdução subsequente na rede de fornecimento de eletricidade e/ou dirigir o uso e/ou utilizar para armazenagem em baterias. Exemplo 2
A telha de cerâmica produzida neste segundo exemplo é diferente da telha produzida conforme o Exemplo 1 com relação à composição do complexo de camadas ativas 7 e sua produção.
Especificamente, o corpo de base proveniente da etapa de cozimento em uma temperatura máxima de 1100 0C a 1250 0C e que compreende a camada condutora 6 é aquecido em seguida a uma temperatura de 450 0C. É depositada sobre ele uma camada 11 com espessura de 70 a 150 nm, preferencialmente 100 nm, de TiO2 compacto por meio de difusão, com uma solução hidroalcoólica, de um precursor de titânio (tal como uma solução de isopropóxido de titânio (IV) ou isopropoxiacetilacetonato de titânio (IV), conforme descrito em Kavan1 L., Gràtzel, M., Highly Efficient Semiconducting TiO2 Photoelectrodes Prepared by Aerosol Pyrolysis, Electroehim. Aeta, 1995, 40, 5, 643-652). O produto semiacabado obtido desta forma é adicionalmente aquecido a 500 cC por cerca de uma hora.
A camada ativa 12, que consiste de uma mistura de pós de TiO2 e CuInS2, é depositada sobre a camada 11 de TiO2 compacto. A camada ativa 12 pode ser composta de uma única camada de uma mistura de pós (constituída, por exemplo, por 50% em peso de TiO2 em pó e 50% de CuInS2 em pó) ou ser constituída por uma série de camadas; por exemplo, três camadas com razões em peso: 70-30/50- 50/30-70, respectivamente, de TiO2 e CuInS2. A camada ativa é depositada preferencialmente por meio de impressão em silk-screen, mas podem também ser utilizados métodos tais como o método de bisturi, impressão a jato de tinta, impressão com rolos de silicone ou difusão. A camada ativa 12 pode ser consolidada por meio de um tratamento térmico apropriado que dependerá das características do material utilizado.
A espessura total da camada (ou do número de camadas) é .25 preferencialmente de 1 a 5 μιη.
É depositada, com os métodos indicados anteriormente, sobre a camada ativa 12, uma camada de CuInS2 puro 13 com espessura de 0,8 a 0,12 Mm, preferencialmente 0,1 Mm.
Neste ponto, a preparação da telha segue com a deposição da camada condutora transparente 8, conforme descrito no Exemplo 1.
Como será óbvio para os técnicos no assunto, a composição específica do complexo de camadas ativas 7 pode diferir da descrita acima. Particularmente, a camada do tipo ρ 13 pode ser elaborada com qualquer composto que possua a fórmula empírica geral (IB) (IIIA) (VIA)2, em que IB designa os elementos Cu, Ag, Au; IIIA designa os elementos Al, Ga, In, Ti; e VIA designa os elementos S, Se, Te.
A presente invenção disponibiliza uma telha com uma base cerâmica capaz de contribuir consideravelmente com a economia de energia, tal como isolando uma construção do ponto de vista térmico e, simultaneamente, convertendo energia solar em energia elétrica.
Além disso, as etapas de produção são concebidas de forma a permitir a sua integração com as tecnologias utilizadas no setor de cerâmica, a fim de otimizar a economia do processo como um todo.
Claims (13)
1. Telha (1) que compreende pelo menos uma célula fotovoltaica, em que a mencionada telha é caracterizada pelo fato de que compreende: um corpo de base cerâmica (2) que possui absorção de água menor ou igual a 0,5% em peso; uma célula fotovoltaica (3), aplicada diretamente sobre uma primeira superfície (2a) do mencionado corpo de base cerâmica (2); um dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica (4) aplicada a uma segunda superfície (2b) do mencionado corpo de base cerâmica (2); e um conector elétrico (5), projetado para conectar a mencionada célula fotovoltaica (3) eletricamente ao mencionado dispositivo que contém a parte elétrica e/ou eletrônica (4) por meio do mencionado corpo de base cerâmica.
2. Telha conforme a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a célula fotovoltaica compreende uma camada de material condutor de eletricidade (6), aplicada diretamente sobre a mencionada primeira superfície (2a) do mencionado suporte de cerâmica (2), uma série de camadas ativas (7) e uma camada de material condutor de eletricidade com uma estrutura preferencialmente similar a grade (9); em que a mencionada série de camadas ativas (7) compreende sucessivamente uma camada de um tipo η (11), uma camada fotoativa (12) e uma camada de tipo ρ (13).
3. Telha conforme a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a mencionada célula fotovoltaica (3) compreende uma camada condutora transparente (8), definida entre as mencionadas camadas ativas (7) e a mencionada camada de material condutor de eletricidade (9).
4. Telha conforme a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a mencionada célula fotovoltaica (3) é revestida, isolada e vedada por uma camada protetora (10) elaborada com um dos materiais compreendidos no grupo composto de esmalte vítreo, policarbonato, polímeros fluoretados, policlorotrifluoroetileno (PCTFE) e uma combinação de metacrilato de polimetila e fluoreto de polivinila.
5. Telha conforme qualquer das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a camada de material condutor de eletricidade (6) é constituída de Ag ou Ag-Al1 a camada de um tipo η (11) é constituída por silício amorfo com aditivo n, a camada fotoativa (12) é constituída por silício intrínseco, a camada de um tipo ρ (13) é constituída por silício amorfo com aditivo p, a camada condutora transparente (8) é constituída por ITO ou FTO e a camada de material condutor de eletricidade (9) é constituída por Ag.
6. Telha conforme qualquer das reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a camada de material condutora de eletricidade (6) é constituída por um material compreendido no grupo constituído por ITO, ZnO1 Ag, Ag-Al e Mo, a camada de um tipo η (11) é constituída por TiO2 compacto, a camada fotoativa (12) é constituída por uma mistura de TiO2 com um composto da fórmula empírica geral (IIIB) (IVA) (VIA)2, a camada de um tipo ρ (13) é constituída por um composto da fórmula empírica geral (IIIB) (IVA) (VIA)2, a camada condutora transparente (8) é constituída por ITO e a camada de material eletrocondutor (9) é constituída por Ag; em que IB é um dos elementos compreendidos no grupo constituído por Cu1 Ag1 Au; em que IIIA é um dos elementos compreendidos no grupo constituído por Al, Ga, In, TI; e em que VIA é um dos elementos compreendidos no grupo constituído por S, Se, Te.
7. Telha conforme a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o composto da fórmula empírica geral (IIIB) (IVA) (VIA)2 é CuInS2.
8. Método de produção de telhas conforme qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o corpo de base cerâmica (2) é obtido por meio,. sucessivamente, de uma operação de pressão, em que um pó de cerâmica atomizado com umidade de 3% em peso a 6% em peso é submetido a uma operação de pressão sob pressão de 35 a 60 MPa, uma operação de secagem e uma operação de cozimento sob uma temperatura máxima de 1100 a 1250 °C.
9. Método conforme a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma etapa de formação de uma célula fotovoltaica (3) sobre uma superfície (2a) do mencionado corpo de base cerâmica (2); em que a mencionada etapa de formação da célula fotovoltaica (3) compreende uma série de operações de deposição, em que um material previamente formado é depositado para a produção de camadas funcionais correspondentes (6, 8, 9, 11, 12, 13).
10. Método conforme a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que cada uma das mencionadas operações de deposição é obtida por meio de um método compreendido entre impressão de silk-screen, impressão por meio de rolos de silicone, método de bisturi, impressão de jato de tinta ou difusão.
11. Método conforme qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que as mencionadas operações de deposição das camadas ativas (11, 12, 13) de silício amorfo são obtidas utilizando o método CVD (Deposição de Vapor Químico).
12.
Método conforme a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as mencionadas operações de deposição das camadas ativas (11, 12, 13) de silício amorfo são obtidas por meio do método CVD amplificado por plasma ou CVD de rádio freqüência.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/IT2007/000241 WO2008120251A1 (en) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | Ceramic tile with surface functionalized with photovoltaic cells |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BRPI0721426A2 true BRPI0721426A2 (pt) | 2013-01-08 |
Family
ID=38336825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BRPI0721426-0A BRPI0721426A2 (pt) | 2007-03-30 | 2007-03-30 | telha de cerÂmica com superfÍcie funcionalizada com cÉlulas fotovoltaicas |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8367456B2 (pt) |
EP (1) | EP2140501A1 (pt) |
JP (1) | JP2010524223A (pt) |
CN (1) | CN101755343B (pt) |
AU (1) | AU2007350532A1 (pt) |
BR (1) | BRPI0721426A2 (pt) |
MX (1) | MX2009010480A (pt) |
WO (1) | WO2008120251A1 (pt) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8511006B2 (en) * | 2009-07-02 | 2013-08-20 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Building-integrated solar-panel roof element systems |
IT1400465B1 (it) | 2010-06-08 | 2013-05-31 | Siti B & T Group Spa | Elemento per parete ventilata. |
US8782972B2 (en) | 2011-07-14 | 2014-07-22 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Solar roofing system |
MY168146A (en) * | 2011-11-20 | 2018-10-11 | Solexel Inc | Smart photovoltaic cells and modules |
CN110137285A (zh) * | 2018-02-08 | 2019-08-16 | 光之科技发展(昆山)有限公司 | 一种用于建筑领域的太阳电池组件及其制备方法 |
CN110690303A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 张伟 | 一种提高转换效率的光伏瓷砖及其制备方法 |
CN110690304A (zh) * | 2018-07-05 | 2020-01-14 | 张伟 | 一种含阻挡层的光伏瓷砖及其制备方法 |
CN111146301A (zh) * | 2018-11-02 | 2020-05-12 | 光之科技(北京)有限公司 | 一种光伏建材及其制备方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60130868A (ja) | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非晶質シリコン太陽電池 |
JPH05154814A (ja) * | 1991-12-06 | 1993-06-22 | Kaneki Seitoushiyo:Kk | タイル素材成形用の金型 |
JPH06204519A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Canon Inc | 太陽電池 |
JPH07302926A (ja) * | 1994-04-30 | 1995-11-14 | Canon Inc | 太陽電池モジュール |
DE19935046C2 (de) * | 1999-07-26 | 2001-07-12 | Schott Glas | Plasma-CVD-Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer mikrokristallinen Si:H-Schicht auf einem Substrat sowie deren Verwendung |
ES2153796B1 (es) | 1999-08-24 | 2001-10-01 | Fritta S L | Revestimiento generador de energia fotovoltaica. |
US6928775B2 (en) * | 2002-08-16 | 2005-08-16 | Mark P. Banister | Multi-use electric tile modules |
JP2005064273A (ja) * | 2003-08-13 | 2005-03-10 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 光起電力素子用電極及びそれを用いた光起電力素子 |
JP2005159343A (ja) | 2003-11-06 | 2005-06-16 | Fuairatsuku Internatl Kk | ソーラータイルおよびその施工方法 |
JP4470036B2 (ja) | 2003-11-21 | 2010-06-02 | 東ソー株式会社 | スパッタリングターゲット及びその製造方法並びにそれを用いて作製した薄膜 |
US7732229B2 (en) * | 2004-09-18 | 2010-06-08 | Nanosolar, Inc. | Formation of solar cells with conductive barrier layers and foil substrates |
EP1684362A3 (en) | 2004-12-02 | 2006-08-02 | Technische Universiteit Delft | Process for the production of thin layers, preferably for a photovoltaic cell |
EP1675186B1 (en) | 2004-12-22 | 2012-08-22 | Thin Film Factory B.V. | Production process for a photovoltaic device |
JP2006204519A (ja) | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Toshiba Tec Corp | 電気掃除機 |
JP2006294646A (ja) | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 太陽電池用端子ボックスの取り付け方法 |
-
2007
- 2007-03-30 JP JP2010501671A patent/JP2010524223A/ja active Pending
- 2007-03-30 WO PCT/IT2007/000241 patent/WO2008120251A1/en active Application Filing
- 2007-03-30 US US12/593,921 patent/US8367456B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-30 BR BRPI0721426-0A patent/BRPI0721426A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-03-30 CN CN2007800530928A patent/CN101755343B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-03-30 MX MX2009010480A patent/MX2009010480A/es active IP Right Grant
- 2007-03-30 AU AU2007350532A patent/AU2007350532A1/en not_active Abandoned
- 2007-03-30 EP EP07736745A patent/EP2140501A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2140501A1 (en) | 2010-01-06 |
MX2009010480A (es) | 2010-03-30 |
US8367456B2 (en) | 2013-02-05 |
US20100126564A1 (en) | 2010-05-27 |
CN101755343B (zh) | 2012-05-30 |
WO2008120251A1 (en) | 2008-10-09 |
AU2007350532A1 (en) | 2008-10-09 |
CN101755343A (zh) | 2010-06-23 |
JP2010524223A (ja) | 2010-07-15 |
WO2008120251A8 (en) | 2009-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BRPI0721426A2 (pt) | telha de cerÂmica com superfÍcie funcionalizada com cÉlulas fotovoltaicas | |
Pisoni et al. | Flexible NIR-transparent perovskite solar cells for all-thin-film tandem photovoltaic devices | |
CN106449985A (zh) | 一种具有石墨烯阻挡层的钙钛矿电池及制备方法 | |
CN104022185A (zh) | 一种钙钛矿膜及其制备与应用方法 | |
CN106129251A (zh) | 一种柔性钙钛矿电池的结构及其制备方法 | |
Shirazi et al. | Efficiency enhancement of hole-conductor-free perovskite solar cell based on ZnO nanostructure by Al doping in ZnO | |
CN103915260B (zh) | 柔性钛基染料敏化太阳能电池模块、制作方法和电源 | |
CN104979477A (zh) | Z型串联钙钛矿太阳电池组件及其制备方法 | |
CN107394043B (zh) | 一种柔性光电转换装置及其制备方法 | |
CN106159095A (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池的制备方法及钙钛矿太阳能电池 | |
CN105576134A (zh) | 一种双介孔层钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
Tian et al. | The influence of environmental factors on DSSCs for BIPV | |
CN111063809A (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
CN102064281A (zh) | 一种以乙酸铯为阴极修饰层的有机光伏电池及其制备方法 | |
CN109273609A (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
WO2011075967A1 (zh) | 搪瓷太阳能建筑墙板 | |
KR101232034B1 (ko) | 방열패키지 일체형 태양전지모듈 | |
JP2014195007A (ja) | 遮断熱機能を有する太陽光発電フィルム | |
CN105895806A (zh) | 基于铜锌锡硫钙钛矿平面异质结太阳能电池及其制备方法 | |
CN112614942B (zh) | 一种peg修饰的碳电极、其制备方法及利用其制得的钙钛矿电池 | |
Yao et al. | Synergistic effects of high temperature and impact compaction on the nano-TiO2 film for the significant improvement of photovoltaic performance of flexible dye-sensitized solar cells | |
CN101901872B (zh) | 一种聚合物太阳能电池光电活性层的处理方法 | |
RU2419917C1 (ru) | Керамическая плитка с поверхностью, функционализированной фотоэлектрическими элементами | |
CN105576130B (zh) | 一种有机光电池 | |
CN205406568U (zh) | 一种有机光电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B08F | Application fees: application dismissed [chapter 8.6 patent gazette] | ||
B08K | Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette] |