EP4158693A1 - Chaîne photovoltaïque et procédés associés - Google Patents

Chaîne photovoltaïque et procédés associés

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Publication number
EP4158693A1
EP4158693A1 EP21727486.9A EP21727486A EP4158693A1 EP 4158693 A1 EP4158693 A1 EP 4158693A1 EP 21727486 A EP21727486 A EP 21727486A EP 4158693 A1 EP4158693 A1 EP 4158693A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tile
front face
covering
photovoltaic
end tile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21727486.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Armand Bettinelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP4158693A1 publication Critical patent/EP4158693A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/137—Batch treatment of the devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/20—Electrodes
    • H10F77/206—Electrodes for devices having potential barriers
    • H10F77/211—Electrodes for devices having potential barriers for photovoltaic cells
    • H10F77/215—Geometries of grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/93—Interconnections
    • H10F77/933—Interconnections for devices having potential barriers
    • H10F77/935—Interconnections for devices having potential barriers for photovoltaic devices or modules
    • 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

Definitions

  • the technical field of the invention is that of chains of photovoltaic cells and in particular the connection of said chains to a metal connector.
  • a photovoltaic chain is produced by the series interconnection of a plurality of photovoltaic cells forming a string of photovoltaic cells, each end of the string of photovoltaic cells being connected to a metal connector.
  • the photovoltaic chain can be connected within an electrical network and supply electrical energy to the electrical network.
  • the method commonly used for the formation of photovoltaic chains is the welding or gluing of ribbons or wires on collection electrodes on the front face of a first photovoltaic cell and on collection electrodes on the rear face of a second. adjacent photovoltaic cell.
  • the first and second photovoltaic cells are separated by a few millimeters, approximately 3 mm, so that the ribbon or wire can change plan and pass from the front face of the first photovoltaic cell to the rear face of the second photovoltaic cell.
  • the spacing between the photovoltaic cells increases the surface area of the photovoltaic chain thus formed.
  • the front face of the lower photovoltaic cell and the rear face of the upper photovoltaic cell each comprise an array of collection electrodes connected to an interconnection track, extending along one edge.
  • the two interconnection tracks are electrically and mechanically connected by welding or gluing.
  • the interconnected shingle photovoltaic daisy chain thus eliminates the separation between the photovoltaic cells, offering a continuous active surface over the entire surface of the photovoltaic chain.
  • the photovoltaic garland is also electrically and mechanically connected to the metal connectors by transferring one of the metal connectors to each end photovoltaic cell of the photovoltaic garland.
  • Current interconnection technologies especially those that implement bonding using an electrically conductive adhesive, have made the interconnection between photovoltaic cells more reliable while reducing the overlap areas between two consecutive cells. The interconnections between cells are then able to withstand the stresses of seasonal thermal expansion.
  • the aim of the invention is to make the electrical and mechanical connection of the metal connectors more reliable within a photovoltaic chain.
  • a first aspect of the invention relates to a photovoltaic chain comprising: a first photovoltaic cell called the first end tile; a second photovoltaic cell called the second end tile; a plurality of third photovoltaic cells called intermediate tiles, arranged between the first and second end tiles; and a first metallic connector; each of the first, second and third photovoltaic cells comprising a front face and a rear face opposite the front face, the first end tile, the intermediate tiles and the second end tile being interconnected by means of a first adhesive electrically conductive, the first end tile being interconnected to a first intermediate tile, the rear face of the first end tile covering a surface of the front face of the first intermediate tile, called the first covering surface, the first covering surface having a first overlap width, the second end tile being interconnected with a second intermediate tile, the rear face of the second intermediate tile covering a surface of the front face of the second end tile, referred to as the second overlap surface, the second covering surface having a second covering width, the first metal connector ic being connected to
  • the increase in the transfer width of the connectors makes it possible to make the mechanical, and therefore electrical, connection of the photovoltaic chain more reliable while retaining a unique adhesion technology, by bonding.
  • the photovoltaic chain according to the first aspect of the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination.
  • the intermediate tiles are interconnected two by two, for each intermediate tiles interconnected two by two, the rear face of a first intermediate tile covers the front face of a second intermediate tile, covering a surface of the second tile intermediate.
  • the short-circuit current on the front face of the first end tile when the first transfer surface is masked is greater than or equal to the short-circuit current on the front face of an intermediate tile when its covering surface is masked.
  • the short-circuit current on the front face of the first end tile when its front face is fully exposed is greater than the short-circuit current on the front face of the intermediate tile when its front face is fully exposed .
  • the active surface on the front face of the first end tile is greater than or equal to the active surface on the front face of the intermediate tile.
  • the width of the first end tile is greater than the width of the intermediate tile.
  • the front face of the first end tile comprises a conductive interconnection track extending into the first transfer surface, the conductive interconnection track comprising a plurality of conductive patterns with closed contour spaced apart from one another. others, each closed-contour conductive pattern comprising a closed contour surrounding a portion of the front face, at least part of the closed-contour conductive patterns each containing a portion of the second electrically conductive adhesive adhering to the front face portion and to the first metal connector.
  • the conductive interconnection track comprises a conductive line electrically connecting two conductive patterns with consecutive closed contour.
  • the first metal connector comprises a plurality of disjoint portions, connected to the first end tile, each portion of the first metal connector covering a surface of the front face of the first end tile, said portion of the first transfer surface, each portion of the first transfer surface having a transfer width greater than each of the first and second cover widths.
  • the photovoltaic chain further comprises: a second metal connector; the second metal connector being connected to the second end tile by means of the second electrically conductive adhesive, the second metal connector covering a surface of the rear face of the second end tile, called the second transfer surface, the second surface of carryover having a second carryover width greater than each of the first and second carryover widths.
  • the short-circuit current on the rear face of the second end tile when the second transfer surface is masked is greater than or equal to the short-circuit current on the rear face of an intermediate tile when its surface overlap is hidden.
  • a second aspect of the invention relates to a method of manufacturing a photovoltaic chain comprising the following steps: providing a first photovoltaic cell called first end tile, a second photovoltaic cell called second end tile a plurality of third photovoltaic cells called intermediate tiles and a first metal connector, each of the first, second and third photovoltaic cells comprising a front face and a rear face opposite the front face; interconnecting the first end tile to a first intermediate tile by means of a first electrically conductive adhesive, the rear face of the first end tile covering a surface of the front face of the first intermediate tile, referred to as the first covering surface , the first overlap surface having a first overlap width; interconnecting a second intermediate tile to the second end tile by means of the first electrically conductive adhesive, the rear face of the second intermediate tile covering a surface of the front face of the second end tile, called the second covering surface, the second overlap surface having a second overlap width; connect the first metal connector to the first end tile by means of a second electrically conductive
  • a third aspect of the invention relates to a photovoltaic chain comprising: a first photovoltaic cell called the first end tile; a second photovoltaic cell called the second end tile; a plurality of third photovoltaic cells called intermediate tiles, arranged between the first and second end tiles; and a first metallic connector; each of the first, second and third photovoltaic cells comprising a front face and a rear face opposite the front face, the first end tile, the intermediate tiles and the second end tile being interconnected by means of a first adhesive electrically conductive, the first end tile being interconnected to a first intermediate tile, the rear face of the first end tile covering a surface of the front face of the first intermediate tile, called the first covering surface, the first covering surface having a first overlap width, the second end tile being interconnected with a second intermediate tile, the rear face of the second intermediate tile covering a surface of the front face of the second end tile, referred to as the second overlap surface, the second covering surface having a second covering width, the first metal connector ic being connected to
  • Welding thus makes it possible to limit the first and second transfer widths with respect to the connections by means of the second adhesive while making the connections within the photovoltaic chain more reliable. Maintaining a bond at the level of the interconnections of the intermediate tiles, which is more ductile than a weld, allows to absorb the deformations imposed by the expansion of the tiles. The reliability of the photovoltaic chain with regard to daily and seasonal expansions is thus improved.
  • the photovoltaic chain according to the third aspect of the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination.
  • the first transfer surface has a first transfer width substantially equal to the first and second cover widths.
  • the front face of the first end tile comprises a conductive interconnection track extending over the first transfer surface, the first metal connector being welded to the conductive interconnection track.
  • the conductive interconnection track is continuous.
  • the conductive interconnection track comprises a plurality of disjoint portions, each portion being welded to the first metal connector.
  • the conductive interconnection track comprises a conductive line electrically connecting two consecutive portions of the conductive interconnection track.
  • the active surface on the front face of the first end tile is greater than or equal to the active surface on the front face of an intermediate tile.
  • the first metal connector comprises a plurality of disjoint portions welded to the first end tile, each portion of the first metal connector covering a surface of the front face of the first end tile, called the first surface portion of postponement.
  • each portion of the first transfer surface has a transfer width greater than each of the first and second cover widths.
  • the photovoltaic chain further comprises: a second metal connector; the second metal connector being welded to the second end tile, the second metal connector covering a surface of the rear face of the second end tile, called the second transfer surface, the second metal connector being welded to the second tile d 'end.
  • the second transfer surface having a second transfer width substantially equal to the second cover width.
  • a fourth aspect of the invention relates to a method of manufacturing a photovoltaic chain comprising the following steps: providing a first photovoltaic cell called the first end tile, a second photovoltaic cell called the second end tile, a plurality third photovoltaic cells called intermediate tiles, and a first metal connector, each of the first, second and third photovoltaic cells comprising a front face and a rear face opposite the front face; interconnecting the first end tile to a first intermediate tile by means of a first electrically conductive adhesive, the rear face of the first end tile covering a first surface of the front face of the first intermediate tile, referred to as the first surface of covering, the first covering surface having a first covering width; interconnecting a second intermediate tile to the second end tile by means of the first electrically conductive adhesive, the rear face of the second intermediate tile covering a surface of the front face of the second end tile, called the second covering surface, the second overlap surface having a second overlap width; welding the first metal connector to the first end tile, the first metal connector covering
  • a fifth aspect of the invention relates to a photovoltaic chain comprising: a first photovoltaic cell called the first end tile; a second photovoltaic cell called the second end tile; a plurality of third photovoltaic cells called intermediate tiles, arranged between the first and second end tiles; and a first metallic connector comprising a plurality of disjoint portions; each of the first, second and third photovoltaic cells comprising a front face and a rear face opposite the front face, the first end tile, the intermediate tiles and the second end tile being interconnected by means of a first adhesive electrically conductive, the first end tile being interconnected to a first intermediate tile, the rear face of the first end tile covering a surface of the front face of the first intermediate tile, called the first covering surface, the first covering surface having a first overlap width, the second end tile being interconnected with a second intermediate tile, the rear face of the second intermediate tile covering a surface of the front face of the second end tile, referred to as the second overlap surface, the second overlap surface having a second
  • FIG. 1 schematically shows, in side view and top view, a first embodiment of a photovoltaic chain according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 2 schematically shows, in bottom view, a second embodiment of the photovoltaic chain according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 3 schematically shows a first end tile of the photovoltaic chain according to a third embodiment, the first end tile being connected to a first metal connector.
  • FIG. 4 schematically represents the first end tile of the photovoltaic chain according to the third embodiment, without the first metal connector.
  • FIG. 5 schematically represents the first end tile of the photovoltaic chain according to the third embodiment, the figure being centered on two conductive patterns with closed contour.
  • FIG. 6 schematically represents the first end tile of the photovoltaic chain according to a fourth embodiment, the figure being centered on two conductive patterns with closed contour.
  • FIG. 7 schematically represents the photovoltaic chain according to a fifth embodiment.
  • FIG. 8 schematically represents a manufacturing method according to the second aspect of the invention, of the photovoltaic chain according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 9 schematically shows in side view and top view, a first embodiment of a photovoltaic chain according to the third aspect of the invention.
  • FIG. 10 schematically represents a second embodiment of the photovoltaic chain according to the third aspect of the invention, the figure being centered on a first end tile.
  • FIG. 11 schematically shows a third embodiment of the photovoltaic chain according to the third aspect of the invention, the figure being centered on a first end tile.
  • FIG. 12 schematically represents a manufacturing method according to the fourth aspect of the invention, of the photovoltaic chain according to the third aspect of the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a first embodiment of a photovoltaic chain 101 according to a first aspect of the invention.
  • the photovoltaic chain 101 comprises: a first photovoltaic cell 1 called the first end tile; a second photovoltaic cell 2 called the second end tile; two third photovoltaic cells 3 ', 3 "called intermediate tiles; a first metal connector 31; and a second metal connector 32.
  • the photovoltaic chain 101 comprises two intermediate tiles 3 ', 3 ", however the photovoltaic chain 101 preferably comprises more than two intermediate tiles 3', 3", for example about thirty.
  • the first and second end tiles 1, 2 and the third intermediate photovoltaic tiles 3 ', 3 are made from semiconductor substrates, for example made of silicon, making it possible to convert light radiation, for example solar, into electrical energy.
  • the substrates implement so-called homojunction or heterojunction technologies.
  • the surfaces of the tiles 1, 2, 3 ', 3 preferably comprise an insulating layer, for example made of SiN, or a transparent conductive oxide layer, also called Transparent Conductive Oxide or TCO in English, for example indium-tin oxide.
  • the tiles 1, 2, 3 ', 3 " can have a square shape, for example of length 156 mm and width 156 mm, or preferably a rectangular shape, for example of length 156 mm and width 31, 2 mm or length 156 mm and width 26 mm. All the tiles 1, 2, 3 ', 3 "within a photovoltaic chain 101 preferably have the same shape and the same length W.
  • Each of the first and second end tiles 1, 2 and of the third intermediate photovoltaic tiles 3 ', 3 “comprises a front face and a rear face opposite the front face.
  • the front face comprises: a conductive track of interconnection, and a plurality of collecting electrodes called "collecting fingers”.
  • the collection fingers are intended to collect the electric currents produced by each photovoltaic cell 1, 2, 3 ', 3 ".
  • the collection fingers extend parallel to each other along the front face and are preferably uniformly distributed over the front face.
  • the collection fingers are electrically connected to the conductive interconnection track.
  • Each conductive interconnection track preferably extends parallel to an edge, in the vicinity from this edge, for example less than 1.5 mm from the edge or preferably less than 1.0 mm from the edge.
  • each tile 1, 2, 3 ', 3 "further comprises one or more conductive elements also allowing the collection of electric currents. It may be a metallization covering the entire surface of the face. or else collecting fingers similar to the collecting fingers 5 of the front face.
  • the bifacial tiles, that is to say tiles capable of picking up electromagnetic radiation via the rear face, preferably comprise collection fingers.
  • each tile 1, 2, 3 ', 3 also comprises a conductive interconnection track allowing the interconnection of the tiles 1, 2, 3', 3" between them. It may for example be metallized tracks extending along an edge of the rear face, in the vicinity of this edge.
  • the first and second end tiles 1, 2 and the intermediate tiles 3 ', 3 " are interconnected in series, that is to say by electrically connecting the rear face of one of said tiles 1, 2, 3' , 3 "with the front face of a consecutive tile 1, 2, 3 ', 3".
  • the interconnection between two consecutive tiles is made using a first electrically conductive adhesive.
  • the first adhesive electrically conductive makes the electrical connection of consecutive tiles as well as the mechanical connection between said tiles.
  • the first end tile 1 is interconnected to a first intermediate tile 3 ', by electrically connecting the rear face of the first end tile 1 with the front face of the first intermediate tile 3'.
  • the electrical connection is made without wire or tape, by connecting directly using the first electrically conductive adhesive the conductive interconnection track of the front face and the conductive interconnection track (or full plate metallization) of the rear face.
  • the rear face of the first end tile 1 covers a surface V1 of the front face of the first intermediate tile 3 ', called the first covering surface.
  • the first covering surface V1 is not exposed to light radiation.
  • the first covering surface V1 has a rectangular shape, extending along an edge covered with the first intermediate tile 3 ', preferably over the entire length of this edge.
  • the first covering surface V1 extends over a first covering width Z1, measured perpendicular to said edge covered with the first intermediate tile 3 '.
  • the second end tile 2 is interconnected with a second intermediate tile 3 ", by electrically connecting the front face of the second end tile 2 with the rear face of the second intermediate tile 3" .
  • the electrical connection is also made by directly connecting by means of the first electrically conductive adhesive the conductive interconnection track of the front face and the conductive interconnection track (or the full plate metallization) of the rear face.
  • the rear face of the second intermediate tile 3 "covers a surface V2 of the front face of the second end tile 2, called the second covering surface.
  • the second covering surface V2 has a rectangular shape, extending along an edge covered with the second end tile 2 and preferably over the entire length of this covered edge.
  • the second covering surface V2 extends over a second overlap width Z2, measured perpendicular to said covered edge of the second end tile 2.
  • the intermediate tiles 3 ', 3 " are interconnected with each other and are arranged between the first and second end tiles 1, 2.
  • the first intermediate tile 3 ' is interconnected with the second intermediate tile 3 ", electrically connecting the rear face of the first intermediate tile 3' with the front face of the second intermediate tile 3".
  • the electrical connection is also made by directly connecting the conductive interconnection tracks of each of the front and rear faces with the first electrically conductive adhesive.
  • the rear face of the first intermediate tile 3 ' covers a surface V3 of the front face of the second intermediate tile 3 ", called the third covering surface.
  • the third covering surface V3 extends along a covered edge of the second intermediate tile 3 "and preferably over the entire length of this covered edge and over a third covering width Z3, measured perpendicular to said covered edge.
  • the tiles 1, 2, 3 ', 3 are aligned so that the covering surfaces V1, V2, V3 extend over the entire length of each tile 1, 2, 3', 3".
  • the first, second and third covering surfaces V1, V2, V3 are substantially equal.
  • the photovoltaic chain 101 preferably comprises more than two intermediate tiles, for example more than thirty intermediate tiles.
  • all the intermediate tiles are interconnected in series two by two.
  • the rear face of a first intermediate tile is electrically connected with the front face of a second intermediate tile using the first electrically conductive adhesive.
  • the rear face of the first intermediate tile covers a surface V3 of the front face of the second intermediate tile, called the third covering surface.
  • the series interconnection of a plurality of intermediate tiles thus forms a plurality of third covering surfaces V3.
  • Each third covering surface V3 extends along a covered edge of each second intermediate tile and preferably over the entire length of this covered edge and over a third covering width Z3, measured perpendicular to said covered edge.
  • all of the third covering surfaces V3 are substantially equal and even more preferably, all of the third covering widths Z3 are substantially equal.
  • the mechanical reliability of the photovoltaic chain 101 strongly depends on the quality of the interconnection between each tiles 1, 2, 3 ', 3 ".
  • the photovoltaic chain 101 undergoes, for example, successive expansions, due to daily variations and seasonal temperature The successive expansions stress the interconnections.
  • the first electrically conductive adhesive preferably comprises an organic material capable of crosslinking during a heat treatment of a few seconds to a few minutes at a temperature between 120 ° C and 200 ° C, such as epoxy, of acrylate or silicone.
  • the organic material is loaded with a conductive material such as a powder of metallic or metallized particles on the surface.
  • the copper-based metal particles are not chemically stable enough and are at least coated with a silver coating to stabilize them. Metal particles based on nickel or silver give the best performance.
  • the first electrically conductive adhesive advantageously comprises a rate of metallic or metallized particles of between 50% and 90%, in order to achieve a low resistive interconnection, in particular when the metallized elements of each tile 1, 2, 3 ', 3 " have low surface areas
  • a metal particle content of between 50% and 60% provides sufficient electrical conductivity while keeping the cost of the adhesive low.
  • the first electrically conductive adhesive is in particular more ductile than a weld, thus it makes it possible to absorb the deformations imposed by the expansion of the tiles 1, 2, 3 ', 3 ". The reliability of the photovoltaic chain 101 with regard to the daily and seasonal dilations is thus improved.
  • the end tiles 1, 2 and the intermediate tiles 3 ', 3 ", interconnected in series, are electrically connected to the first and second metal connectors 31, 32.
  • the first and second metal connectors 31, 32 make it possible to easily connect the photovoltaic chain 101 in an electrical assembly.
  • the first and second metal connectors 31, 32 are respectively connected to the first and second end tiles 1, 2 by means of a second electrically conductive adhesive.
  • the first metal connector 31 is connected to the front face of the first end tile 1.
  • the first metal connector 31 covers a surface P1 of the front face of the first end tile 1, called the first transfer surface.
  • the second metal connector 32 is connected to the rear face of the second end tile 2.
  • the second metal connector 32 covers a surface P2 of the rear face of the second end tile 2, called the second transfer surface.
  • the connections are preferably made by directly connecting the first and second connectors 31, 32 respectively to the conductive interconnection track of each of the first and second end tiles 1, 2 with the second electrically conductive adhesive.
  • the first and second transfer surfaces P1, P2 each have a rectangular shape. They extend over a length W respectively along an edge covered with the first end tile 1 and along an edge covered with the second end tile 2.
  • the first transfer surface P1 has a first transfer width R1 measured perpendicular to said edge.
  • the second transfer surface has a second width R2 measured perpendicular to said edge.
  • the second electrically conductive adhesive may be of the same nature as the first electrically conductive adhesive, that is to say comprise a resin and metallic or metallized particles.
  • the second electrically conductive adhesive may be the same as the first electrically conductive adhesive.
  • the second electrically conductive adhesive preferably comprises anti-corrosion agents allowing reliable contact with the metal connectors 31, 32, the latter generally being copper-based and coated with an alloy layer, for example tin. lead-silver.
  • the first electrically conductive adhesive does not necessarily contain an anti-corrosion agent because the metallizations extending on the surfaces of the tiles 1, 2, 3 ', 3 ", containing for example silver, do not corrode. resin can be different in order to promote adhesion to metal surfaces.
  • the resin can be epoxy or acrylate based, exhibiting an adhesion to the substrate two to three times greater than the adhesion to a metallized zone.
  • the second electrically conductive adhesive has limited adhesion to metal surfaces, such as the first and second metal connectors 31, 32.
  • the connection of the first and second metal connectors 31, 32 therefore present a risk of detachment or tearing, called peeling in English.
  • the first transfer width R1 is greater than each of the first and second overlap widths Z1, Z2 and preferably also greater than each of the third cover widths Z3.
  • the contact width of the second electrically conductive adhesive between the first end tile 1 and the first metal connector 31 is increased.
  • the second transfer width R2 is advantageously greater than each of the first and second overlap widths Z1, Z2 and preferably also greater than each of the third cover widths Z3.
  • the first and second transfer widths R1, R2 making it possible to connect the first and second metal connectors 31 , 32 are advantageously equal to 0.9 mm.
  • the increase in the transfer width of the connectors makes it possible to make the mechanical connection, and therefore electrical, of the photovoltaic chain 101 more reliable while retaining a unique adhesion technology, by bonding.
  • the first transfer surface P1 can be greater than each of the first and second covering surfaces V1, V2 , providing a larger bonding surface and thus improving adhesion.
  • the overlap widths Z1, Z2, Z3 and transfer R1, R2 are preferably less than 10 mm and still more preferably less than 3 mm and more preferably less than 1.5 mm.
  • the short-circuit current on the front face of a photovoltaic cell is defined as the maximum current generated by said photovoltaic cell when its front face is oriented towards a source of illumination and its rear face is masked.
  • the short-circuit currents on the front face of the end tiles 1, 2 and intermediate 3 ', 3 "determine the maximum current that the photovoltaic chain 101 can produce, including the front face of each tile 1, 2, 3', 3 "is exposed to a source of illumination 50.
  • the end tiles 1, 2 and intermediate 3 ', 3" are electrically connected in series. Therefore, the maximum current of the photovoltaic chain 101 is limited by the tile producing the lower current.
  • the short-circuit current depends on several factors such as the conversion efficiency of the photovoltaic cell or the surface exposed to the source of illumination, which is called the active surface. The larger the active area, the greater the short-circuit current.
  • the first and second end tiles 1, 2 and the first and second intermediate tiles 3 ', 3 "respectively have, on their front faces, first, second, third and fourth active surfaces Sa1, Sa2, Sa3', Sa3" .
  • the first, second, third and fourth active surfaces Sa1, Sa2, Sa3 ′, Sa3 ′′ occupy only a portion of each front face, reduced by the transfer surfaces P1 and overlap V1, V2, V3.
  • the first active surface Sa1 extends over the front face of the first end tile 1, over the entire length W of the tile 1 and over a first exposed width A1.
  • the first exposed width A1 is equal to the width of the first end tile L1 minus the first transfer width R1.
  • the second active surface Sa2 extends over the front face of the second end tile 2, over the entire length W of the tile 2 and over a second exposed width A2 equal to L2 - Z2.
  • the fourth active surface Sa3 "extends over the front face of the second intermediate tile 3", over the entire length W of the tile 3 "and over a third exposed width A3" equal to L3 "- Z3.
  • the first active surface Sa1 is reduced compared to the other active surfaces Sa2, Sa3', Sa3" by an equal area at P1 - max (V1, V2, V3).
  • the short-circuit current of the first end tile 1 is therefore lower than the short-circuit currents of the other tiles 2, 3 ', 3 ", thus limiting the maximum current of the photovoltaic chain 101.
  • the invention proposes three technical solutions to prevent the first end tile 1 from limiting the maximum current of the photovoltaic chain.
  • the three technical solutions increase the short-circuit current on the front face of the first end tile 1 when the first transfer surface P1 is masked so that it is greater than or equal to the lower of the short-circuit currents on the face. before the intermediate tiles 3 ', 3 "when their covering surfaces V1, V3 are masked. In this way, one of the intermediate tiles 3', 3" becomes the tile limiting the maximum current of the photovoltaic chain 101. It can be s' act from the first intermediate tile 3 ', from the second intermediate tile 3 "or from another tile intermediate. Since the intermediate tiles 3 ', 3 "are preferably selected to generate short-circuit currents on the front face that are substantially equal, ie to within 5%, the current generated by the photovoltaic chain 101 is nominal.
  • the first end tile 1 can have a photoelectric conversion efficiency greater than the intermediate tile 3 ', 3 ", compensating for example the reduction of the first active surface Sa1 compared to the third and fourth surfaces Sa3', Sa3". In this way, when the first transfer surface P1 is masked by the first metal connector 31, the first end tile 1 does not limit the maximum current of the photovoltaic chain 101.
  • a second variant embodiment of the photovoltaic chain 101 provides that the active surface Sa1 on the front face of the first tile of end 1 is greater than or equal to the active surface Sa3 ', Sa3 "on the front face of the intermediate tile 3', 3". In this way, with equal conversion efficiency, the short-circuit current on the front face generated by the first end tile 1 is at least equal to the current generated by the intermediate tile 3 ', 3 ".
  • the width L1 of the first end tile 1 can be greater than the width L3 ', L3 "of the intermediate tile 3', 3".
  • the carryover width R1 is fixed, then increasing the width L1 of the first tile makes it possible to increase the exposed width A1.
  • the active surface Sa1 is greater than or equal to the active surface Sa3', Sa3" on the front face of the intermediate tile 3 ', 3 ".
  • Tiles of identical length W facilitate the integration of the photovoltaic chain, which is why it is preferable to vary the width of the tiles.
  • the overlap widths Z1, Z2, Z3 can be equal to 0, 5 mm for tiles with widths L2, L3 ', L3 "of 26 mm and the first transfer width R1 may be equal to 0.9 mm for a first end tile of width L1 equal to 31.2 mm.
  • the length W of the first transfer surface P1 can be reduced while keeping the first transfer width R1 identical.
  • the first metal connector 31 extends along the covered edge of the first end tile 1, over a length W, as illustrated in FIG. 1.
  • the length W of the first transfer surface P1 can be equal to W / 2.
  • Reducing the length W of the first transfer surface P1 can also allow an increase in the first transfer width R1 in order to improve the reliability of the connection.
  • the length W may be less than W / 2 and the first carry width R1 may be greater than Z1 and less than twice Z1.
  • the first transfer width R1 is increased, making the connection more reliable, while reducing the first transfer surface P1.
  • the first active surface Sa1 is thus increased.
  • one embodiment of the photovoltaic chain 101 provides for the first metal connector 31 to include a plurality of separate portions 31 ', 31 ".
  • Each portion of the first metal connector 31 ', 31 " is connected to the front face of the first end tile 1, covering a portion of the first transfer surface P 1', P1".
  • Each portion of the first transfer surface P1 ' , P1 ′′ has a transfer width R1 ′, R1 ′′, the two transfer widths R1 ′, R1 ′′ preferably being equal to R1.
  • the transfer widths R1 ′, R1 ′′ can be increased while making it possible to reduce the surface area covered by the portions of the first transfer surface P1 ′, P1 ′′.
  • the transfer widths R1 ′, R1 ′′ can be greater than each of the first and second cover widths Z1, Z2, making the connection more reliable while increasing the first active surface Sa1.
  • Each separate portion 31 ', 31 "of the first metal connector 31 also has a restricted width relative to the width W of the first end tile 1.
  • the Differential thermal expansion also called the bimetal effect
  • the camber of the photovoltaic chain 101 is limited.
  • the first metal connector 31 comprises, for example, six disjoint portions 31 ', 31 "each having a length of 11 mm, occupying a total length W of 66 mm relative to the 156 mm of the first tile 1, or approximately 42% of 156 mm.
  • the first metal connector 31 may alternatively comprise twelve disjoint portions 31 ', 31 "each having a length of 5 mm, occupying a total length W of 60 mm, ie approximately 38% of 156 mm.
  • the shading caused by the metallizations running through the front face between the portions 31 ’, 31” of the first metal connector 31 is advantageously taken into account in the calculation of the first active surface Sa1.
  • the conductive interconnection track 4 is preferably located in the first transfer surface. In the case where the first metal connector 31 comprises several separate portions 31 ', 31 ", the interconnection track 4 preferably extends into each portion of the first transfer surface P 1', P1". However, the conductive line 9, connecting conductive elements of the interconnection track 4, can extend outside the portions of the first transfer surface PT, P1 "thus creating an additional shading to be taken into account in the calculation of the first. active surface Sa1. Likewise, one or more collection fingers connected to the conductive line 9 extend outside the portions of the first transfer surface PT, P1 ". They also create additional shading to be taken into account in the calculation of the first active area Sa1.
  • the photovoltaic chain 101 has, for example, a length of the order of one meter.
  • the photovoltaic chain 101 can then comprise thirty-six tiles having a width of 26 mm or thirty tiles having a width of 31.2 mm.
  • the 26 mm tiles are, for example, obtained by cutting into six portions of a 156 mm by 156 mm substrate and the 31.2 mm tiles are obtained by cutting into five portions of the 156 mm by 156 mm substrate. It is also conceivable to cut tiles whose width is, for example, 27 mm. The latter tile can be obtained by cutting the substrate into five portions of 156 mm by 156 mm, however generating a drop of 21 mm.
  • the advantage of a tile having a width of 31.2 mm is to avoid the generation of scrap during cutting.
  • the drawback is to increase the total length of the photovoltaic chain 101 without increasing the maximum current generated because it is limited by one of the intermediate tiles 3 ′, 3 ".
  • the photovoltaic chain 101 can comprise thirty-five tiles. 26 mm wide and a first end tile 1 27 mm wide.
  • a first batch made up of substrates dedicated to cutting 26 mm tiles and a second batch consisting of substrates dedicated to cutting 27 mm or 31.2 mm tiles.
  • each substrate can have two types of metallization making it possible to cut five tiles of 25.9 mm and one tile of 26.5 mm
  • the photovoltaic chain 101 can comprise thirty 25.9 mm wide tiles and six 26.5 mm wide tiles, at least one 26.5 mm wide tile of which is placed in place of the first tile. end 1.
  • the remaining five 26.5 mm tiles act as intermediate tiles and are distributed within the photovoltaic chain 101.
  • Each 26.5 mm intermediate tile has an active area greater than each of the active areas of the intermediate 25 tiles. 9 mm, so the 26.5 mm intermediate tiles do not limit the maximum current of the photovoltaic chain 101.
  • the photovoltaic chain 101 can include, in addition to the first end tile, one or more intermediate tiles of greater width (and therefore of greater active surface) than the other intermediate useful , in order to optimize the use of photovoltaic cell substrates (in other words full size photovoltaic cells).
  • the end and intermediate tiles 1, 2, 3 ', 3 " can be bifacial, that is to say that their front and rear faces are capable of picking up the electromagnetic radiation 50 to transform it into electric current.
  • short-circuit current at the rear of a photovoltaic cell is defined as the maximum current generated by said photovoltaic cell when its rear face is oriented towards a source of illumination and its front face is hidden.
  • the maximum current of the photovoltaic chain 101 comprising bifacial tiles 1, 2, 3 ', 3 " is determined by the short-circuit current on the front face and rear face of each tile 1, 2, 3', 3 ".
  • the end and intermediate tiles 1, 2, 3 ', 3 "respectively comprise, on their rear faces, fifth, sixth, seventh and eighth active surfaces Sb1 , Sb2, Sb3 ', Sb3 ".
  • the fifth exposed width B1 is equal to the width L1 of the first end tile 1 minus the first overlap width Z1; the sixth active surface Sb2 extends over the rear face of the second end tile 2, over the entire length W of tile 2 and over a sixth width exposed B2 equal to L2 - R2.
  • the eighth active surface Sa3 "extends over the rear face of the second intermediate tile 3 ", over the entire length W of tile 3" and over an eighth exposed width B3 "equal to L3" - Z2.
  • the short-circuit current on the rear face of the second end tile 2 when the second transfer surface P2 is masked is advantageously greater than or equal to the short-circuit current on the rear face of an intermediate tile 3 ', 3 "when its covering surface is masked.
  • the intermediate tile 3', 3" thus becomes the tile limiting the current of the photovoltaic chain 101.
  • the limiting tile can be the first intermediate tile 3 ′, the second intermediate tile 3 ′′ or another intermediate tile.
  • An alternative embodiment of the photovoltaic chain 101 provides that the width L2 of the second end tile 2 is greater than the width L3 ', L3 "of the intermediate tile 3', 3".
  • the sixth exposed length B2 is increased and the active surface Sb2 of the rear face of the second end tile 2 is greater than or equal to the active surface Sb3 ', Sb3 "of the rear face of the intermediate tile 3 ', 3 ".
  • the second end tile 2 does not limit the maximum current of the photovoltaic chain 101 when the tiles 1, 2, 3 ', 3 "are bifacial.
  • Figures 3 to 6 schematically show several embodiments of the photovoltaic chain 101 and more particularly different ways of gluing the first metal connector 31 on the first interconnection tile 1.
  • teachings presented below can be transposed to the second interconnection tile 2 and to the second metal connector 32. In this case: by "first end tile 1", it should read “second end tile 2 by” front face “, it should read” rear face “by” first metal connector 31 ", it should read” second metal connector 32 ".
  • the interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1 comprises a plurality of conductive patterns with closed contour 6 spaced from each other, each closed-contour conductive pattern 6 comprising a closed contour 7 surrounding a portion of the front face 10.
  • the conductive patterns with closed contour 6 belonging to the conductive interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1 are intended to accommodate portions of the second electrically conductive adhesive making it possible to bond the first connector 31 on the first end tile 1.
  • the closed contours 7 make it possible to retain and locate the second electrically conductive adhesive when the first metal connector 31 is pressed, during the manufacture of the photovoltaic chain 101, against the front face of the first end tile 1.
  • At least part of the closed-contour conductive patterns 6 each contain a portion of the second electrically conductive adhesive adhering to the front face portion 10 and to the first metal connector 31.
  • a first part of the second electrically conductive adhesive is in contact with the metallized closed contour 7, while a second part of the second electrically conductive adhesive 7 is directly in contact with the substrate. Since the second electrically conductive adhesive has two to three times the adhesion to the substrate, the level of adhesion of the connection of the first metal connector 31 is thus improved. In addition, each portion of the second electrically conductive adhesive retained by the closed contour 7 is in contact with said closed contour 7 thus establishing electrical contact.
  • each of the conductive patterns with closed contour 6 contains a portion of the second electrically conductive adhesive, making it possible to ensure better adhesion and better electrical connection.
  • the spacing between the conductive patterns with closed contour 6 has the effect of reducing the amount of conductive paste necessary for the realization of the conductive interconnection track 4.
  • the conductive interconnection track 4 preferably extends into the first transfer surface P1. Since each closed-contour conductor pattern 6 participates in the connection of the first metal connector 31, the closed-contour conductor patterns 6 are advantageously located in the first transfer surface P1 or are advantageously located in the portions of the first transfer surface P1 ′, P1 ".
  • one or more conductive patterns with closed contour 6 are electrically connected to one or more collection fingers 5 each.
  • each conductive pattern with closed contour 6 can be electrically connected to a collection finger 5.
  • the electrical connection is preferably made by a direct connection of each conductive pattern 6 with the collection finger 5.
  • the conductive patterns with closed contour 6 each include a conductive pad 8
  • the collecting finger 5 is preferably connected to each closed-contour conductive pattern 6, in the extension of the conductive pad 8. Closed contour
  • FIG. 5 schematically shows the conductive interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1.
  • FIG. 5 is in particular enlarged on two conductive patterns with closed contour 6.
  • Each closed contour 7 may have a rectangular shape formed by four contiguous retention lines, connected to each other and arranged opposite in pairs.
  • the retention lines are advantageously arranged perpendicular or parallel to the edge 11.
  • the term “retention line parallel to the edge 11” or “retention line perpendicular to the edge 11” will be called the lines being preferably arranged parallel or perpendicular to the edge 11.
  • the rectangular shape of the closed contours 7 makes it possible to easily optimize the width of the conductive patterns with a closed contour 6 while keeping a surface of the portion of the first face 10 constant.
  • Each closed contour 7 has an outer width D, measured perpendicular to the edge 11 and an outer length G, measured parallel to the edge 11.
  • the outer width and length D, G are preferably identical for all the closed contours 7 of the interconnection track 4.
  • the outer width D is preferably between 400 ⁇ m and 1100 ⁇ m.
  • the first transfer width R1 can be between 0.8 mm and 1.5 mm.
  • the outer length G may be greater than the outer width, in order to optimize the front surface portion in contact with the second electrically conductive adhesive.
  • the outer length G can be between 700 ⁇ m and 2000 ⁇ m.
  • Each closed contour 7 also has an interior width C, measured perpendicular to the edge 11, and an interior length F, measured parallel to the edge 11.
  • the interior width and length C, F are preferably identical for all the closed contours 7 of the interconnection track 4.
  • the internal width C is preferably between 200 ⁇ m and 1000 ⁇ m.
  • the internal length F is preferably between 500 ⁇ m and 1900 ⁇ m.
  • the area of the front face portion 10 is equal to the product of the interior width C times the interior length F, and is preferably between 0.1 mm 2 and 2.9 mm 2 .
  • the width Q of the retention lines parallel to the edge 11 is preferably less than twice the width N of a collecting finger 5.
  • the retention lines parallel to the edge 11 do not need to be very wide. since it contributes little to mechanical adhesion.
  • the primary role of the retention lines parallel to the edge 11 is to limit the creep of the second electrically conductive adhesive in a direction perpendicular to the edge 11.
  • making retention lines parallel to the narrow edge 11 for the same external width D of closed contours 7 makes it possible to increase the internal width C and therefore the area of the front face portions 10 surrounded by the closed contours 7.
  • the width N of the collection fingers 5 is for example 50 ⁇ m
  • the retention lines parallel to the edge 11 advantageously have a width Q of less than 100 ⁇ m.
  • the retention lines each have a width Q equal to 60 ⁇ m.
  • each of the patterns conductors 6 of the interconnection track 4 comprises a conductive pad 8.
  • the conductive pad 8 makes it possible to reduce the resistive losses within the conductive interconnection track 4.
  • the portion of the second electrically conductive adhesive which is deposited on the conductive pattern 6 is in contact with a part of the closed contour 7.
  • the surface of the conductive pad 8 is covered by the portion of the second adhesive thus establishing an additional electrical contact.
  • the conductive pad 8 is preferably oriented perpendicular to the edge 11, crossing the front face portion 10 on either side.
  • the conductive pad 8 thus divides the portion of the front face 10 into two sub-portions of the front face.
  • the surfaces of the two front face sub-portions are equal.
  • the conductive pad 8 has a width K, measured parallel to the edge 11, greater than 1.5 times the width N of a collecting finger 5.
  • the conductive pad 8 has a width greater than 75 ⁇ m.
  • the conductive pad 8 may have a width K greater than or equal to twice the width N of a collecting finger 5.
  • the conductive pad 8 has a width K equal to 120 ⁇ m, ie 2.4 times the width of a collecting finger.
  • the conductive pad 8 is preferably located in the extension of the collection finger 5, in order to reduce the path traveled by the electric current from the collection finger 5 to the portion of the second electrically conductive adhesive.
  • the retention lines perpendicular to the edge 11 can advantageously have a width E, measured parallel to the edge 11, greater than 1.5 times the width N of a collecting finger 5.
  • said retention lines each have a surface making it possible to increase adhesion and d 'improve the electrical conductivity, compensating for the absence of the conductive pad 8 or a narrow conductive pad 8.
  • the retention lines perpendicular to the edge 11 may have a width E equal to 2.4 times the width N of a collecting finger 5, making it possible to further improve the adhesion of said retention lines and the conductivity. electric.
  • the width N of the collection fingers 5 is for example 50 ⁇ m
  • the retention lines perpendicular to the edge 11 have a width greater than 100 ⁇ m, preferably equal to 120 ⁇ m.
  • the retention lines perpendicular to the edge 11 advantageously have a width E less than greater than 2 times the width N of a collecting finger 5. In this way said retention lines limit the creep of the second adhesive parallel to the edge 11 while increasing the area of the front face portion 10 surrounded by the closed contour 7.
  • the width N of the fingers collection is for example 50 ⁇ m
  • the retention lines perpendicular to the edge 11 may have a width E of between 50 ⁇ m and 100 ⁇ m.
  • the conductive interconnection track 4 comprises a conductive line 9 electrically connecting two conductive patterns with closed contour 6 consecutive.
  • the conductive line 9 more particularly connects the closed contour 7 of a first pattern 6 with the closed contour 7 of a second pattern 6.
  • the conductive line 9 is a broken line electrically connecting two by two all the conductive patterns 6 with closed contour. It comprises several portions, each portion of the first conductive line 9 connecting two consecutive conductive patterns 6.
  • the conductive interconnection track 4 is continuous, facilitating the measurement of electrical characteristics l (V) of the first end tile 1.
  • V electrical characteristics
  • the conductive line 9 is advantageously connected to one or more collecting fingers 5. In this way it is possible to connect collecting fingers 5 without increasing the number of conductive patterns 6. The electric current coming from a collecting finger 5 flows towards the conductive patterns 6 closest via the conductive line 9.
  • the conductive patterns with closed contour 6 of the conductive interconnection track 4 are preferably arranged within the first transfer surface portions R1 ′, P1 ′′ in order to reduce the masking of the active face Sa1.
  • conductive line 9 can extend outside the transfer surfaces R1 ′, P1 ′′, allowing the connection of at least one collection finger 5 while limiting the masking on the first active surface Sa1.
  • FIG. 8 schematically represents an embodiment of a method for manufacturing a photovoltaic chain 210 according to a second aspect of the invention.
  • the method 210 makes it possible to manufacture the photovoltaic chain 101 according to the first aspect of the invention.
  • the method 210 comprises a supply step 211 of: the first end tile 1; the second end tile 2; the first and second intermediate tiles 3 ', 3 "; and the first metal connector 31.
  • the supply step 211 may in itself include the steps of manufacturing end tiles 1, 2 and intermediate tiles 3 ', 3 "from a semiconductor substrate.
  • the end tiles 1, 2 and the intermediate tiles 3 ', 3 " can come from a larger photovoltaic cell, called a full-size or full-plate photovoltaic cell, for example 156 mm by 156 mm, cut in the at least 4 portions, for example 5 portions of 31.5 mm by 156 mm or even 6 portions of 26 mm by 156 mm or else of different lengths.
  • the supply step 211 may include the screen printing of the conductive elements of each of the faces of the end tiles 1, 2 and of the intermediate tiles 3 ', 3 ", comprising in particular the conductive interconnection tracks 4 and the fingers collection 5.
  • the conductive elements have a metallic character and are screen-printed from a conductive paste containing metallic particles, for example silver. electrical conduction and mechanical adhesion.
  • the method 210 comprises a first step of interconnection 212 of the first end tile 1 to the first intermediate tile 3 '.
  • at least a first portion of the first electrically conductive adhesive is deposited on the front face of the first intermediate tile 3 'and preferably on the conductive interconnection track 4 of the first intermediate tile 3'.
  • the first portion of the first electrically conductive adhesive is advantageously deposited over the entire length of the conductive interconnection track 4.
  • the first portions of the first adhesive are distributed evenly over the entire length of the conductive interconnection track. In this way, the adhesion is uniformly distributed between the conductive interconnection track 4 and the first end tile 1.
  • the first portions of the first electrically conductive adhesive are advantageously deposited on at least part of said conductive patterns with closed contours 6 and preferably on all the conductive patterns with closed contours 6.
  • the first electrically conductive adhesive is preferably deposited by screen printing, printing. inkjet or dispensing in English.
  • the rear face of the first end tile 1 is pressed against the first portion or portions of the first electrically conductive adhesive in order to achieve the mechanical and electrical contact.
  • the rear face of the first end tile 1 comprises a conductive interconnection track 4
  • the latter is placed opposite the conductive interconnection track 4 of the front face of the first intermediate tile 3 'and pressed. against the first portion or portions of the first electrically conductive adhesive, thus ensuring good electrical contact.
  • the interconnecting conductive track 4 of the rear face of the first end tile 1 also comprises a plurality of closed-contour conductive patterns 6, the closed-contour conductive patterns 6 of the front face of the first intermediate tile 3 ' are advantageously aligned with the conductive patterns with closed contour 6 of the rear face of the first end tile 1, thus ensuring good mechanical contact.
  • the rear face of the first end tile 1 covers the first covering surface V1 of the front face of the first tile intermediate 3 ', the first covering surface V1 extending from the covered edge of the front face of the first intermediate tile 3' over a first covering width Z1.
  • the method 210 comprises a second interconnection step 213 of the second intermediate tile 3 "with the second end tile 2 performed in the same way as the first interconnection step 212. At least a second portion of the first electrically conductive adhesive is deposited on the front face of the second end tile 2 and preferably on the conductive interconnection track 4 and more preferably on at least part of the conductive patterns with closed contours 6 when the conductive track d interconnection 4 includes them.
  • the rear face of the second intermediate tile 3 is pressed against the second portion or portions of the first electrically conductive adhesive.
  • the rear face of the second intermediate tile 3 covers the second covering surface V2 of the front face of the second end tile 2, the second covering surface V2 extending from the covered edge of the front face of the second intermediate tile 3 "over a second covering width Z2.
  • the method 210 comprises a third step of connection 214 of the first metal connector 31 on the first end tile 1.
  • at least a third portion of the second electrically conductive adhesive is disposed on the first metal connector 31.
  • the nature of the second electrically conductive adhesive if it is different from the first electrically conductive adhesive used during the preceding steps, is preferably compatible with the nature of the first metallic connector 31.
  • the first connector 31 may be covered with a tin-lead alloy which may oxidize on contact with certain electrically conductive adhesives.
  • the third portion of the second electrically conductive adhesive is advantageously deposited over the entire width W of the first metal connector 31, even when the conductive interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1 comprises a plurality of conductive patterns at closed contour 6. In this way, the adhesion is uniformly distributed over the conductive interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1.
  • the first metal connector 31 is pressed against the front face of the first end tile 1 so that the third portion of the second electrically conductive adhesive is pressed against the front face of the first end tile 1. In this way the mechanical and electrical contact is made between the first end tile 1 and the first metal connector 31.
  • the first metal connector 31 covers the first transfer surface P1 of the front face of the first end tile 1.
  • the first transfer surface P1 extends from the covered edge of the front face of the first end tile 1, over the first transfer width R1. In order to guarantee the reliability of the photovoltaic chain 101 thus produced, it will be ensured that the first transfer width R1 is greater than each of the first and second covering widths Z1, Z2.
  • care will also be taken to ensure that the first transfer surface P1 is greater than each of the first and second covering surfaces V1, V2.
  • the photovoltaic chain 101 undergoes a heat treatment of a few seconds to a few minutes at a temperature between 120 ° C and 160 ° C in order to crosslink the portions of the first and second electrically conductive adhesives.
  • FIG. 9 schematically represents a photovoltaic chain 102 according to a third aspect of the invention. This largely comprises the characteristics of the photovoltaic chain 101 according to the first aspect of the invention (illustrated by FIG. 1).
  • the difference with the photovoltaic chain 101 according to the first aspect of the invention lies in the connection technology of the first and second metal connectors 31, 32 on, respectively, the first and second end tiles 1, 2.
  • the connections of the first and second metal connectors 31, 32 are made by means of the second electrically conductive adhesive, making it possible to maintain the same connection technology throughout the photovoltaic chain 101.
  • the connections of the first and second metal connectors 31, 32 are made by directly soldering the first and second respectively connectors 31, 32 on each of the first and second end tiles 1, 2.
  • the first metal connector 31 is welded to the first end tile 1 and preferably welded to the conductive interconnection track 4 of the front face of the first end tile 1.
  • the first metal connector 31 covers the first transfer surface P1 of the front face of the first end tile 1, extending over the first transfer width R1 from the covered edge of the first end tile 1.
  • the second metal connector 32 is welded to the second end tile 2 and preferably welded to the conductive interconnection track 4 or the metallization of the rear face of the second end tile 2.
  • the second metal connector 32 covers the second surface transfer P2 from the rear face of the second end tile 2, extending over the second transfer width R2 from the covered edge of the second end tile 2.
  • the welding of metallized surfaces such as for example the first and second metal connectors 31, 32, has the advantage of providing better adhesion than the bonding of metallized surfaces by means of the second electrically conductive adhesive.
  • a first transfer width will preferably be chosen. R1 less than or equal to the largest of the first, second and third covering widths Z1, Z2, Z3 and more preferably substantially equal to the smallest of the covering widths Z1, Z2, Z3.
  • the first active surface Sa1 of the first end tile 1 is not reduced compared to the second, third and fourth active surfaces Sa2, Sa3 ', Sa3 "and the first end tile 1 does not limit the current. maximum of the photovoltaic chain 102.
  • a second transfer width R2 will preferably be chosen less than or equal to the largest of the first, second and third overlap widths Z1, Z2, Z3 and more preferably substantially equal to the smallest of the overlap widths, Z1, Z2, Z3.
  • the fifth active surface Sb1 of the first end tile 1 is not reduced compared to the sixth, seventh and eighth active surfaces Sb2, Sb3 ', Sb3 "and the second end tile 2 does not limit the maximum current of the photovoltaic chain 102.
  • first and second transfer surfaces P1, P2 are each less than or equal to the largest of the first, second and third covering surfaces V1, V2, V3.
  • the disjoint portions 31 ', 31 "of the first metal connector 31 make it possible to increase the first active surface Sa1 of the first end tile 1 by reducing the surface covered by the portions of the first transfer surface P1' and P1 ". So that the first end tile 1 does not limit the current of the photovoltaic chain 102, the transfer length and width of each of the disjoint portions 31 ', 31 "can be chosen such that the first active surface Sa1 is greater than or equal to to the active surface Sa3 ', Sa3 "on the front face of one of the intermediate tiles 3', 3".
  • each separate portion 31 ', 31 "makes it possible to increase the transfer widths R1 ′, R1 ′′ of each separate portion 31 ′, 31 ′′ such that it is greater than each of the first and second cover widths Z1, Z2. In this way, the reliability of the connection is enhanced.
  • the welding of the first and second connectors 31 requires the implementation of a filler alloy.
  • the filler alloy when it is molten, only wets the metallized areas, such as the conductive interconnection tracks 4 or the collection fingers 5.
  • the conductive interconnection track 4 preferably extends into the first transfer surface P1 in order to be contacted by the filler alloy.
  • the conductive interconnection track 4 may be continuous and preferably does not have a conductive pattern with a closed contour, thus offering a large metallized surface to facilitate wetting of the filler alloy.
  • the conductive interconnection track 4 can extend along the covered edge, over the entire length Wdu edge.
  • the first metal connector 31 comprises the plurality of separate portions 3T, 31 ", each portion 3T, 31" being soldered to the conductive interconnection track 4.
  • the conductive interconnection track 4 may comprise a plurality of discontinuous portions extending in the first transfer surface P1, parallel to the covered edge of the first end tile 1
  • the conductive interconnection track 4 may have six discontinuous portions 24.5 mm wide or else fifteen discontinuous portions 10 mm wide.
  • the differential expansion can be further reduced when the first metallic connector 31 comprises the plurality of disjoint portions 31 ', 31 ".
  • the disjoint portions of the first metallic connector 31', 31" each connect at least one of the discontinuous portions. of the interconnection track 4, as illustrated in FIG. 11.
  • the first metal connector 31 may comprise six disjoint portions 31 ', 31 "of 11 mm long, spaced 17.5 mm apart, or even twelve portions disjoint 31 ', 31 "5 mm long spaced 8.5 mm apart.
  • the conductive interconnection track 4 comprises the conductive line 9 electrically connecting two consecutive discontinuous portions of the conductive interconnection track 4.
  • the conductive line 9 also allows to electrically connect a collection finger located outside the portions of the first transfer surface P1 ′, P1 ".
  • the conductive interconnection track 4 comprises several portions electrically connecting all the discontinuous portions of the conductive interconnection track 4.
  • the track interconnection conductor is continuous, facilitating the measurement of electrical characteristics l (V) of the first end tile 1.
  • busbarless it is necessary to use a specific material called " busbarless ".
  • the so-called high temperature conductive pastes are mainly used on homojunction type substrates.
  • the high temperature conductive pastes are heated to a temperature above 700 ° C, allowing the fusion of a vitreous phase allowing adhesion.
  • So-called low temperature conductive pastes are mainly used on heterojunction type substrates.
  • the low-temperature conductive pastes have a crosslinking temperature of the order of 250 ° C. They do not contain a vitreous phase and adhesion is obtained by the resin contained in the paste.
  • the high temperature conductive paste making it possible to produce the conductive interconnection track 4 will advantageously have a high silver content , greater than 70% and preferably greater than 80%.
  • the conductive interconnection track 4 made from a low temperature conductive paste, will have a height greater than 15 ⁇ m and preferably greater than or equal to 25 ⁇ m.
  • a certain type of electrically conductive adhesive is charged with so-called fusible metal particles, ie capable of melting. It is for example a resin or a polymer comprising tin-lead alloy particles.
  • This type of electrically conductive adhesive exhibits good adhesion to the substrate and can be heated in order to weld metal surfaces. In order to achieve a weld having good resistance to tearing, it is necessary to have sufficiently large metallized surfaces.
  • the conductive interconnection track 4 can for example comprise twelve disjoint portions of dimension 0.3 mm by 11.5 mm on which the welding is carried out, the twelve portions being spaced 1.5 mm apart within which the electrically conductive adhesive will join.
  • FIG. 12 schematically represents a method 220 for manufacturing a photovoltaic chain according to a fourth aspect of the invention.
  • the method 220 makes it possible to manufacture the photovoltaic chain 102 according to the third aspect of the invention.
  • This method 220 comprises the same steps as the manufacturing method 210 according to the second aspect of the invention except the step of connecting 214 the first metal connector 31 to the first end tile 1.
  • the connection is made by means of a third portion of the second electrically conductive adhesive.
  • the connection of the first connector 31 to the first end tile 1 according to the fourth aspect of the invention is carried out by a welding step 224.
  • the first connector element 31 is covered with a fusible alloy which will play a role of filler metal.
  • the fusible alloy is typically a tin-lead alloy or a tin-lead-silver alloy.
  • the first metal connector 31 is brought into contact with the front face of the first end tile 1, covering the first transfer surface P1, and the assembly is then brought to a temperature of the order of 200 ° C, making melt the fusible alloy. During cooling, the fusible alloy solidifies making the electrical and mechanical connection with the first end tile 1.
  • the first metal connector 31 is brought into contact with the conductive interconnection track 4 of the front face of the first tile. end 1.
  • the fusible alloy when melted, it only wets on metallized elements such as the conductive interconnection track 4.
  • localized heating will be preferred, for example carried out by means of a thermal probe, also called a thermode.
  • a first alternative of the welding step 224 provides for the use of a so-called low temperature fusible alloy, comprising a tin-bismuth-silver alloy, of which the melting temperature is of the order of 150 ° C., corresponding to the crosslinking temperature of the first electrically conductive adhesive.
  • a second alternative of the welding step 224 provides for the use of a solder paste deposited on the conductive interconnection track 4.
  • the solder paste is deposited on the first metal connector 31, advantageously over the entire width W of the first metal connector 31. In this way, the adhesion is uniformly distributed over the conductive interconnection track 4 of the first end tile 1.
  • the first metal connector 31 is pressed against the front face of the first end tile 1 and in particular against the conductive interconnection track 4.
  • the solder paste is heated locally in order to melt the solder paste and perform the soldering.
  • the screen printing of the conductive elements on the front face of the first end tile 1, such as the conductive track interconnection 4 or the collection fingers is advantageously made from a conductive paste formulated both to allow the production of collection fingers 5 and the conductive interconnection track 4, for example for a heterojunction substrate, one of Kyoto Elex TM L359 TM or Q119 TM conductive pastes.
  • a conductive paste formulated both to allow the production of collection fingers 5 and the conductive interconnection track 4
  • two different conductive pastes will preferably be used to make the collection fingers 5 on the one hand, and the conductive interconnection track 4 on the other hand.
  • the screen printing of the collection fingers 5 and of the conductive interconnection track 4 is carried out twice, also called dual print in English.
  • the screen printing of the conductive paste making it possible to produce the conductive interconnection track 4 will slightly overlap each finger of collection 5.
  • This precaution is particularly advantageous when the collection fingers 5 are made from a low-temperature conductive paste, particularly suitable for dissolving silver.
  • the screen printing of the collection fingers 5 can be carried out in two stages in order to reduce their resistivity, also called double printing or double print in English. Double printing allows the use of two different conductive pastes, each optimized for a function.
  • the collection fingers 5 and the interconnection track 4 are for example screen printed from a conductive paste compatible with the welding process, such as the conductive paste R103 TM from Kyoto Elex TM.
  • the second screen printing makes it possible to increase the thickness of the conductive interconnection track 4, covering a part of each collecting fingers 5.
  • a low resistive conductive paste will be used, such as for example M931 TM conductive paste from Kyoto Elex TM.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne une chaîne photovoltaïque (101) comprenant une pluralité de tuiles photovoltaïques (1, 2, 3', 3") et un connecteur métallique (31); les tuiles (1, 2, 3', 3") étant collées deux à deux, formant une pluralité de surfaces de recouvrement (V1, V2, V3), chaque surface de recouvrement (V1, V2, V3) présentant une largeur de recouvrement (Z1, Z2, Z3), le connecteur métallique (31) étant collé ou soudée à une tuile d'extrémité (1) formant une surface de report (P1), la surface de report (P1) présentant une largeur de report (R1) supérieure ou égale à chacune des largeurs de recouvrement (Z1, Z2, Z3), la surface active (Sa1) de la tuile d'extrémité étant préférentiellement supérieure ou égale à la surface active d'une tuile intermédiaire (Sa3', Sa3").

Description

DESCRIPTION
TITRE : Chaîne photovoltaïque et procédés associés
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui des chaînes de cellules photovoltaïques et en particulier la connexion desdites chaînes à un connecteur métallique.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0002] Une chaîne photovoltaïque est réalisée par l'interconnexion en série d'une pluralité de cellules photovoltaïques formant une guirlande de cellules photovoltaïques, chaque extrémité de la guirlande de cellules photovoltaïques étant connectée à un connecteur métallique. Ainsi formée, la chaîne photovoltaïque peut être connectée au sein d'un réseau électrique et fournir une énergie électrique au réseau électrique. Le procédé couramment utilisé pour la formation de chaînes photovoltaïques est le soudage ou le collage de rubans ou de fils sur des électrodes de collecte de la face avant d'une première cellule photovoltaïque et sur des électrodes de collecte de la face arrière d'une deuxième cellule photovoltaïque adjacente. Les première et deuxième cellules photovoltaïques sont séparées de quelques millimètres, environ 3 mm, afin que le ruban ou le fil puisse changer de plan et passer de la face avant de la première cellule photovoltaïque à la face arrière de la deuxième cellule photovoltaïque. L'espacement entre les cellules photovoltaïques augmente la surface de la chaîne photovoltaïque ainsi formée.
[0003] Il existe une technique d’interconnexion de cellules photovoltaïques appelée "shingle" (traduction de "bardeau" ou "tuile" en anglais) qui n’utilise pas de rubans ou de fils électriques, permettant d'apporter une réponse à l'augmentation de la surface de la chaîne photovoltaïque. La technique d’interconnexion "shingle" est par exemple décrite dans l’article ["Materials challenge for shingled cells interconnection", G. Beaucarne, Energy Procedia 98, pp.115-124, 2016] Les cellules photovoltaïques formant la guirlande photovoltaïque sont superposées les unes sur les autres, une cellule photovoltaïque inférieure étant partiellement recouverte par une cellule photovoltaïque supérieure adjacente, de la même manière que des tuiles couvrent une toiture. L'interconnexion entre deux cellules photovoltaïques adjacentes est réalisée dans la zone de recouvrement. La face avant de la cellule photovoltaïque inférieure et la face arrière de la cellule photovoltaïque supérieure comportent chacune un réseau d'électrodes de collecte connectées à une piste d'interconnexion, s’étendant le long d'un bord. Lors de l'interconnexion de la guirlande photovoltaïque, les deux pistes d'interconnexion sont connectées électriquement et mécaniquement par soudage ou par collage. La guirlande photovoltaïque interconnectée en shingle permet ainsi de supprimer la séparation entre les cellules photovoltaïques, offrant une surface active continue sur toute la surface de la chaîne photovoltaïque.
[0004] La guirlande photovoltaïque est également connectée électriquement et mécaniquement aux connecteurs métalliques en reportant un des connecteurs métalliques sur chaque cellule photovoltaïque d'extrémité de la guirlande photovoltaïque. Les technologies d'interconnexion actuelles, notamment celles qui mettent en œuvre le collage au moyen d’un adhésif électriquement conducteur, ont permis de fiabiliser l'interconnexion entre les cellules photovoltaïques tout en réduisant les surfaces de recouvrement entre deux cellules consécutives. Les interconnexions entre cellules sont alors capables de supporter les contraintes de dilatations thermiques saisonnières.
[0005] En revanche, les connexions des connecteurs métalliques avec les cellules photovoltaïques d'extrémité de la guirlande photovoltaïque posent des problèmes de fiabilité.
RÉSUME DE L’INVENTION
[0006] L’invention a pour but de fiabiliser la connexion électrique et mécanique des connecteurs métalliques au sein d'une chaîne photovoltaïque.
[0007] Un premier aspect de l’invention concerne une chaîne photovoltaïque comprenant : une première cellule photovoltaïque dite première tuile d'extrémité ; une deuxième cellule photovoltaïque dite deuxième tuile d'extrémité ; une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques dite tuiles intermédiaires, disposées entre les première et deuxième tuiles d'extrémité ; et un premier connecteur métallique ; chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant, la première tuile d'extrémité, les tuiles intermédiaires et la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectées au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la première tuile d'extrémité étant interconnectée à une première tuile intermédiaire, la face arrière de la première tuile d'extrémité recouvrant une surface de la face avant de la première tuile intermédiaire, dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement ayant une première largeur de recouvrement, la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire recouvrant une surface de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement ayant une deuxième largeur de recouvrement, le premier connecteur métallique étant connecté à la première tuile d'extrémité au moyen d'un deuxième adhésif électriquement conducteur, le premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite première surface de report, la première surface de report ayant une première largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0008] Ainsi, l’augmentation de la largeur de report des connecteurs permet de fiabiliser la connexion mécanique, et donc électrique, de la chaîne photovoltaïque tout en conservant une technologie d'adhésion unique, par collage.
[0009] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, la chaîne photovoltaïque selon le premier aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0010] Avantageusement, les tuiles intermédiaires sont interconnectées deux à deux, pour chaque tuiles intermédiaires interconnectées deux à deux, la face arrière d'une première tuile intermédiaires recouvre la face avant d'une deuxième tuile intermédiaire, recouvrant une surface de la deuxième tuile intermédiaire.
[0011] Préférentiellement, le courant de court-circuit en face avant de la première tuile d'extrémité lorsque la première surface de report est masquée est supérieur ou égal au courant de court-circuit en face avant d’une tuile intermédiaire lorsque sa surface de recouvrement est masquée.
[0012] Avantageusement, le courant de court-circuit en face avant de la première tuile d'extrémité lorsque sa face avant est entièrement exposée est supérieur au courant de court-circuit en face avant de la tuile intermédiaire lorsque sa face avant est entièrement exposée.
[0013] Avantageusement, la surface active en face avant de la première tuile d'extrémité est supérieure ou égale à la surface active en face avant de la tuile intermédiaire.
[0014] Avantageusement, la largeur de la première tuile d'extrémité est supérieure à la largeur de la tuile intermédiaire.
[0015] Avantageusement, la face avant de la première tuile d'extrémité comprend une piste conductrice d'interconnexion s'étendant dans la première surface de report, la piste conductrice d'interconnexion comprenant une pluralité de motifs conducteurs à contour fermé espacés les uns des autres, chaque motif conducteur à contour fermé comprenant un contour fermé entourant une portion de la face avant, une partie au moins des motifs conducteurs à contour fermé contenant chacun une portion du deuxième adhésif électriquement conducteur adhérant sur la portion de face avant et sur le premier connecteur métallique.
[0016] Avantageusement, la piste conductrice d'interconnexion comprend une ligne conductrice reliant électriquement deux motifs conducteurs à contour fermé consécutifs.
[0017] Avantageusement, le premier connecteur métallique comprend une pluralité de portions disjointes, connectées à la première tuile d'extrémité, chaque portion du premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite portion de première surface de report, chaque portion de première surface de report ayant une largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0018] Avantageusement, la chaîne photovoltaïque comprend en outre : un deuxième connecteur métallique ; le deuxième connecteur métallique étant connecté à la deuxième tuile d'extrémité au moyen du deuxième adhésif électriquement conducteur, le deuxième connecteur métallique recouvrant une surface de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de report, la deuxième surface de report ayant une deuxième largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0019] Avantageusement, le courant de court-circuit en face arrière de la deuxième tuile d'extrémité lorsque la deuxième surface de report est masquée est supérieur ou égal au courant de court-circuit en face arrière d’une tuile intermédiaire lorsque sa surface de recouvrement est masquée.
[0020] Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d'une chaîne photovoltaïque comprenant les étapes suivantes : fournir une première cellule photovoltaïque dite première tuile d'extrémité, une deuxième cellule photovoltaïque dite deuxième tuile d'extrémité une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques dite tuiles intermédiaires et un premier connecteur métallique, chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant ; interconnecter la première tuile d'extrémité à une première tuile intermédiaire au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la première tuile d'extrémité recouvrant une surface de la face avant de la première tuile intermédiaire, dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement ayant une première largeur de recouvrement ; interconnecter une deuxième tuile intermédiaire à la deuxième tuile d'extrémité au moyen du premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire recouvrant une surface de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement ayant une deuxième largeur de recouvrement ; connecter le premier connecteur métallique à la première tuile d'extrémité au moyen d'un deuxième adhésif électriquement conducteur, le premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite première surface de report, la première surface de report ayant une première largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0021] Un troisième aspect de l’invention concerne une chaîne photovoltaïque comprenant : une première cellule photovoltaïque dite première tuile d'extrémité ; une deuxième cellule photovoltaïque dite deuxième tuile d'extrémité ; une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques dites tuiles intermédiaires, disposées entre les premières et deuxièmes tuiles d'extrémité ; et un premier connecteur métallique ; chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant, la première tuile d'extrémité, les tuiles intermédiaires et la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectées au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la première tuile d'extrémité étant interconnectée à une première tuile intermédiaire, la face arrière de la première tuile d'extrémité recouvrant une surface de la face avant de la première tuile intermédiaire, dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement ayant une première largeur de recouvrement, la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire recouvrant une surface de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement ayant une deuxième largeur de recouvrement, le premier connecteur métallique étant connecté à la première tuile d'extrémité, le premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite première surface de report, le premier connecteur métallique étant soudé à la première tuile d'extrémité.
[0022] Le soudage permet ainsi de limiter les première et deuxième largeurs de report par rapport aux connexions au moyen du deuxième adhésif tout en fiabilisant les connexions au sein de la chaîne photovoltaïque. Conserver un collage au niveau des interconnexions des tuiles intermédiaires, plus ductile qu'une soudure, permet d'absorber les déformations imposées par la dilatation des tuiles. La fiabilité de la chaîne photovoltaïque quant aux dilatations journalières et saisonnières est ainsi améliorée.
[0023] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, la chaîne photovoltaïque selon le troisième aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0024] Avantageusement, la première surface de report présente une première largeur de report sensiblement égale aux première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0025] Avantageusement, la face avant de la première tuile d'extrémité comprend une piste conductrice d'interconnexion s'étendant sur la première surface de report, le premier connecteur métallique étant soudé à la piste conductrice d'interconnexion. [0026] Avantageusement, la piste conductrice d'interconnexion est continue.
[0027] Avantageusement, la piste conductrice d'interconnexion comprend une pluralité de portions disjointes, chaque portion étant soudée au premier connecteur métallique.
[0028] Avantageusement, la piste conductrice d'interconnexion comprend une ligne conductrice reliant électriquement deux portions consécutives de la piste conductrice d'interconnexion.
[0029] Avantageusement, la surface active en face avant de la première tuile d'extrémité est supérieure ou égale à la surface active en face avant d'une tuile intermédiaire. [0030] Avantageusement, le premier connecteur métallique comprend une pluralité de portions disjointes soudées à la première tuile d'extrémité, chaque portion du premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite portion de première surface de report.
[0031] Avantageusement, chaque portion de première surface de report présente une largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement. [0032] Avantageusement, , la chaîne photovoltaïque comprend en outre : un deuxième connecteur métallique ; le deuxième connecteur métallique étant soudé à la deuxième tuile d'extrémité, le deuxième connecteur métallique recouvrant une surface de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de report, le deuxième connecteur métallique étant soudé à la deuxième tuile d'extrémité.
[0033] Avantageusement, la deuxième surface de report ayant une deuxième largeur de report sensiblement égale à la deuxième largeur de recouvrement.
[0034] Un quatrième aspect de l’invention concerne un procédé de fabrication d'une chaîne photovoltaïque comprenant les étapes suivantes : fournir une première cellule photovoltaïque dite première tuile d'extrémité, une deuxième cellule photovoltaïque dite deuxième tuile d'extrémité, une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques dites tuiles intermédiaires, et un premier connecteur métallique, chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant ; interconnecter la première tuile d'extrémité à une première tuile intermédiaire au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la première tuile d'extrémité recouvrant une première surface de la face avant de la première tuile intermédiaire, dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement ayant une première largeur de recouvrement ; interconnecter une deuxième tuile intermédiaire à la deuxième tuile d'extrémité au moyen du premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire recouvrant une surface de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement ayant une deuxième largeur de recouvrement ; souder le premier connecteur métallique à la première tuile d'extrémité, le premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite première surface de report. [0035] Un cinquième aspect de l’invention concerne une chaîne photovoltaïque comprenant : une première cellule photovoltaïque dite première tuile d'extrémité ; une deuxième cellule photovoltaïque dite deuxième tuile d'extrémité ; une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques dite tuiles intermédiaires, disposées entre les première et deuxième tuiles d'extrémité ; et un premier connecteur métallique comprenant une pluralité de portions disjointes ; chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant, la première tuile d'extrémité, les tuiles intermédiaires et la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectées au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la première tuile d'extrémité étant interconnectée à une première tuile intermédiaire, la face arrière de la première tuile d'extrémité recouvrant une surface de la face avant de la première tuile intermédiaire, dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement ayant une première largeur de recouvrement, la deuxième tuile d'extrémité étant interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire recouvrant une surface de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité, dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement ayant une deuxième largeur de recouvrement, chaque portion disjointe du premier connecteur métallique étant connecté à la première tuile d'extrémité, chaque portion disjointe du premier connecteur métallique recouvrant une surface de la face avant de la première tuile d'extrémité, dite portion de première surface de report, chaque portion de première surface de report ayant une largeur de report supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement.
[0036] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0037] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. [0038] [Fig. 1] représente schématiquement, en vue de côté et vue de dessus, un premier mode de réalisation d’une chaîne photovoltaïque selon le premier aspect de l'invention.
[0039] [Fig. 2] représente schématiquement, en vue de dessous, un deuxième mode de réalisation de la chaîne photovoltaïque selon le premier aspect de l'invention.
[0040] [Fig. 3] représente schématiquement une première tuile d'extrémité de la chaîne photovoltaïque selon un troisième mode de réalisation, la première tuile d'extrémité étant connectée à un premier connecteur métallique
[0041] [Fig. 4] représente schématiquement la première tuile d'extrémité de la chaîne photovoltaïque selon le troisième mode de réalisation, sans le premier connecteur métallique.
[0042] [Fig. 5] représente schématiquement la première tuile d'extrémité de la chaîne photovoltaïque selon le troisième mode de réalisation, la figure étant centrée sur deux motifs conducteur à contour fermé. [0043] [Fig. 6] représente schématiquement la première tuile d'extrémité de la chaîne photovoltaïque selon un quatrième mode de réalisation, la figure étant centrée sur deux motifs conducteur à contour fermé.
[0044] [Fig. 7] représente schématiquement la chaîne photovoltaïque selon un cinquième mode de réalisation. [0045] [Fig. 8] représente schématiquement un procédé de fabrication selon le deuxième aspect de l'invention, de la chaîne photovoltaïque selon le premier aspect de l'invention.
[0046] [Fig. 9] représente schématiquement en vue de côté et vue de dessus, un premier mode de réalisation d’une chaîne photovoltaïque selon le troisième aspect de l'invention.
[0047] [Fig. 10] représente schématiquement un deuxième mode de réalisation de la chaîne photovoltaïque selon le troisième aspect de l'invention, la figure étant centrée sur une première tuile d'extrémité.
[0048] [Fig. 11] représente schématiquement un troisième mode de réalisation de la chaîne photovoltaïque selon le troisième aspect de l'invention, la figure étant centrée sur une première tuile d'extrémité. [0049] [Fig. 12] représente schématiquement un procédé de fabrication selon le quatrième aspect de l'invention, de la chaîne photovoltaïque selon le troisième aspect de l'invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
[0050] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
Chaîne photovoltaïque collée
[0051] La figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'une chaîne photovoltaïque 101 selon un premier aspect de l'invention.
[0052] La chaîne photovoltaïque 101 comprend : une première cellule photovoltaïque 1 dite première tuile d'extrémité ; une deuxième cellule photovoltaïque 2 dite deuxième tuile d'extrémité ; deux troisièmes cellules photovoltaïques 3', 3" dites tuiles intermédiaires ; un premier connecteur métallique 31 ; et un deuxième connecteur métallique 32.
[0053] La chaîne photovoltaïque 101 comprend deux tuiles intermédiaires 3', 3", toutefois la chaîne photovoltaïque 101 comprend préférentiellement plus de deux tuiles intermédiaires 3', 3", par exemple une trentaine.
[0054] Les première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2 et les troisièmes tuiles intermédiaires photovoltaïques 3', 3" sont réalisées à partir de substrats semiconducteurs, par exemple en silicium, permettant de convertir un rayonnement lumineux, par exemple solaire, en énergie électrique. Les substrats mettent en œuvre des technologies dites homojonction ou hétérojonction. Les surfaces des tuiles 1 , 2, 3', 3" comprennent de préférence une couche isolante, par exemple en SiN, ou une couche d'oxyde transparent conducteur, également appelée Transparent Conductive Oxyde ou TCO en anglais, par exemple en oxyde d'indium-étain.
[0055] Les tuiles 1 , 2, 3', 3" peuvent présenter une forme carrée, par exemple de longueur 156 mm et de largeur 156 mm, ou de préférence une forme rectangulaire, par exemple de longueur 156 mm et de largeur 31 ,2 mm ou encore de longueur 156 mm et de largeur 26 mm. Toutes les tuiles 1 , 2, 3', 3" au sein d'une chaîne photovoltaïque 101 présentent préférentiellement la même forme et la même longueur W.
[0056] Chacune des première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2 et des troisièmes tuiles intermédiaires photovoltaïques 3', 3" comprend une face avant et une face arrière opposée à la face avant. La face avant comprend : une piste conductrice d'interconnexion ; et une pluralité d'électrodes de collecte appelées "doigts de collecte".
[0057] Les doigts de collecte sont destinés à collecter les courants électriques produits par chaque cellule photovoltaïque 1 , 2, 3', 3". Les doigts de collecte s'étendent parallèlement entre eux le long de la face avant et sont de préférence uniformément répartis sur la face avant. Afin de transporter les courants électriques dans la chaîne photovoltaïque 101 , les doigts de collecte sont reliés électriquement à la piste conductrice d'interconnexion. Chaque piste conductrice d'interconnexion s'étend préférentiellement parallèlement à un bord, au voisinage de ce bord, par exemple à moins de 1 ,5 mm du bord ou préférentiellement à moins de 1 ,0 mm du bord.
[0058] La face arrière de chaque tuile 1 , 2, 3', 3" comprend en outre un ou plusieurs éléments conducteurs permettant également la collecte des courants électriques. Il peut s'agir d'une métallisation recouvrant toute la superficie de la face arrière ou alors de doigts de collecte similaires aux doigts de collecte 5 de la face avant. Les tuiles bifaciales, c'est à dire capables de capter le rayonnement électromagnétique par la face arrière, comprennent préférentiellement des doigts de collecte.
[0059] La face arrière de chaque tuile 1 , 2, 3', 3" comprend également une piste conductrice d'interconnexion permettant l'interconnexion des tuiles 1 , 2, 3', 3" entre elles. Il peut par exemple s'agir de pistes métallisées s'étend le long d'un bord de la face arrière, au voisinage de ce bord.
[0060] Les première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2 et les tuiles intermédiaires 3', 3" sont interconnectées en série, c'est à dire en connectant électriquement la face arrière d'une desdites tuiles 1 , 2, 3', 3" avec la face avant d'une tuile consécutive 1 , 2, 3', 3". Les tuiles intermédiaires 3', 3" sont disposées entre les première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2. L'interconnexion entre deux tuiles consécutives est réalisée au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur. Le premier adhésif électriquement conducteur réalise la connexion électrique des tuiles consécutives ainsi que la liaison mécanique entre lesdites tuiles.
[0061] La première tuile d'extrémité 1 est interconnectée à une première tuile intermédiaire 3', en connectant électriquement la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 avec la face avant de la première tuile intermédiaire 3'. La connexion électrique est réalisée sans fil ni ruban, en connectant directement au moyen du premier adhésif électriquement conducteur la piste conductrice d'interconnexion de la face avant et la piste conductrice d’interconnexion (ou la métallisation pleine plaque) de la face arrière. Suivant ce mode d'interconnexion dit shingle en anglais, la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 recouvre une surface V1 de la face avant de la première tuile intermédiaire 3', dite première surface de recouvrement.
[0062] À cause du recouvrement par la première tuile d'extrémité 1 , la première surface de recouvrement V1 n'est pas exposée au rayonnement lumineux. Dans la figure 1 , la première surface de recouvrement V1 présente une forme rectangulaire, s'étendant le long d'un bord recouvert de la première tuile intermédiaire 3', de préférence sur toute la longueur de ce bord. La première surface de recouvrement V1 s'étend sur une première largeur de recouvrement Z1 , mesurée perpendiculairement audit bord recouvert de la première tuile intermédiaire 3'.
[0063] De la même manière, la deuxième tuile d'extrémité 2 est interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire 3", en connectant électriquement la face avant de la deuxième tuile d'extrémité 2 avec la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire 3". La connexion électrique est également réalisée en connectant directement au moyen du premier adhésif électriquement conducteur la piste conductrice d'interconnexion de de la face avant et la piste conductrice d’interconnexion (ou la métallisation pleine plaque) de la face arrière. La face arrière de la deuxième tuile intermédiaire 3" recouvre une surface V2 de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité 2, dite deuxième surface de recouvrement.
[0064] Au même titre que la première surface de recouvrement V1 , la deuxième surface de recouvrement V2 présente une forme rectangulaire, s'étendant le long d'un bord recouvert de la deuxième tuile d'extrémité 2 et de préférence sur toute la longueur de ce bord recouvert. La deuxième surface de recouvrement V2 s'étend sur une deuxième largeur de recouvrement Z2, mesurée perpendiculairement audit bord recouvert de la deuxième tuile d'extrémité 2.
[0065] Les tuiles intermédiaires 3', 3" sont interconnectées entre elles et sont disposées entre les première et deuxième tuiles d'extrémité 1, 2. Sur la figure 1 où seules deux tuiles intermédiaires 3', 3" sont représentées, la première tuile intermédiaire 3' est interconnectée à la deuxième tuile intermédiaire 3", connectant électriquement la face arrière de la première tuile intermédiaire 3' avec la face avant de la deuxième tuile intermédiaire 3". La connexion électrique est également réalisée en connectant directement les pistes conductrices d'interconnexion de chacune des faces avant et arrière avec le premier adhésif électriquement conducteur. La face arrière de la première tuile intermédiaire 3' recouvre une surface V3 de la face avant de la deuxième tuile intermédiaire 3", dite troisième surface de recouvrement. La troisième surface de recouvrement V3 s'étend le long d'un bord recouvert de la deuxième tuile intermédiaire 3" et de préférence sur toute la longueur de ce bord recouvert et sur une troisième largeur de recouvrement Z3, mesurée perpendiculairement audit bord recouvert.
[0066] De préférence, les tuiles 1 , 2, 3', 3" sont alignées afin que les surfaces de recouvrement V1 , V2, V3 s'étendent sur toute la longueur de chaque tuile 1 , 2, 3', 3".
[0067] Préférentiellement les première, deuxième et troisième surfaces de recouvrement V1, V2, V3 sont sensiblement égales. Par "sensiblement égales", on entend des surfaces dont la différence n’excède pas 5 % (V1 = V2 ± 5% = V3 ± 5%). Cette différence correspond par exemple à l’erreur d'alignement des tuiles. Les première, deuxième et troisième surfaces de recouvrement V1, V2, V3 s'étendant de préférence sur toute la longueur des bords recouverts des tuiles intermédiaires 3', 3" et de la deuxième tuile d'extrémité 2, les première, deuxième et troisième largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 sont préférentiellement sensiblement égales (Z1 = Z2 ± 5% = Z3 ± 5%).
[0068] La chaîne photovoltaïque 101 comprend préférentiellement plus de deux tuiles intermédiaires, par exemple plus de trente tuiles intermédiaires. Selon cette variante, toutes les tuiles intermédiaires sont interconnectées en série deux à deux. Pour chaque couple de tuiles intermédiaires interconnectées, la face arrière d'une première tuile intermédiaire est connectée électriquement avec la face avant d'une deuxième tuile intermédiaire au moyen du premier adhésif électriquement conducteur. La face arrière de la première tuile intermédiaire recouvre une surface V3 de la face avant de la deuxième tuile intermédiaire, dite troisième surface de recouvrement. L'interconnexion en série d'une pluralité de tuiles intermédiaires forme ainsi une pluralité de troisièmes surfaces de recouvrement V3. Chaque troisième surface de recouvrement V3 s'étend le long d'un bord recouvert de chaque deuxième tuile intermédiaire et de préférence sur toute la longueur de ce bord recouvert et sur une troisième largeur de recouvrement Z3, mesurée perpendiculairement audit bord recouvert. Préférentiellement toutes les troisièmes surfaces de recouvrement V3 sont sensiblement égales et de manière encore préférée, toutes les troisièmes largeurs de recouvrement Z3 sont sensiblement égales.
[0069] La fiabilité mécanique de la chaîne photovoltaïque 101 dépend fortement de la qualité de l'interconnexion entre chaque tuiles 1, 2, 3', 3". La chaîne photovoltaïque 101 subit, par exemple, des dilatations successives, dues aux variations journalières et saisonnières de température. Les dilatations successives sollicitent les interconnexions.
[0070] Le premier adhésif électriquement conducteur comprend de préférence un matériau organique capable de réticuler lors d’un traitement thermique de quelques secondes à quelques minutes à une température comprise entre 120 °C et 200 °C, tel que de l'époxy, de l'acrylate ou un silicone. Le matériau organique est chargé d'un matériau conducteur tel qu'une poudre de particules métalliques ou métallisées en surface. Les particules métalliques à base de cuivre ne sont pas assez stables chimiquement et sont au moins revêtues d’une couche d’argent permettant de les stabiliser. Les particules métalliques à base de nickel ou d'argent donnent les meilleures performances.
[0071] Le premier adhésif électriquement conducteur comprend avantageusement un taux de particules métalliques ou métallisées compris entre 50 % et 90 %, afin de réaliser une interconnexion peu résistive, notamment lorsque les éléments métallisés de chaque tuile 1 , 2, 3', 3" sont de faibles surfaces. Un taux de particules métalliques compris entre 50 % et 60 % fournit une conductivité électrique suffisante tout en limitant le coût de l'adhésif. [0072] Le premier adhésif électriquement conducteur est notamment plus ductile qu'une soudure, ainsi il permet d'absorber les déformations imposées par la dilatation des tuiles 1 , 2, 3', 3". La fiabilité de la chaîne photovoltaïque 101 quant aux dilatations journalières et saisonnières est ainsi améliorée.
[0073] Afin de fournir le courant électrique dû à la conversion du rayonnement solaire au sein d'un réseau électrique, les tuiles d'extrémité 1 , 2 et les tuiles intermédiaires 3', 3", interconnectées en série, sont connectées électriquement aux premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32. Les premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 permettent de connecter aisément la chaîne photovoltaïque 101 dans un montage électrique.
[0074] Les premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 sont respectivement connectés aux première et deuxième tuiles d'extrémités 1 , 2 au moyen d'un deuxième adhésif électriquement conducteur. Le premier connecteur métallique 31 est connecté sur la face avant de la première tuile d'extrémité 1. Le premier connecteur métallique 31 recouvre une surface P1 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , dite première surface de report. Le deuxième connecteur métallique 32 est connecté sur la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2. Le deuxième connecteur métallique 32 recouvre une surface P2 de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2, dite deuxième surface de report. Les connexions sont préférentiellement réalisées en connectant directement respectivement les premier et deuxième connecteurs 31 , 32 sur la piste conductrice d'interconnexion de chacune des première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2 avec le deuxième adhésif électriquement conducteur.
[0075] Les première et deuxième surfaces de report P1 , P2 présentent chacune une forme rectangulaire. Elles s'étendent sur une longueur W respectivement le long d'un bord recouvert de la première tuile d'extrémité 1 et le long d'un bord recouvert de la deuxième tuile d'extrémité 2. La première surface de report P1 présente une première largeur de report R1 mesurée perpendiculairement audit bord. La deuxième surface de report présente une deuxième largeur R2 mesurée perpendiculairement audit bord.
[0076] Le deuxième adhésif électriquement conducteur peut être de même nature que le premier adhésif électriquement conducteur, c’est-à-dire comprendre une résine et des particules métalliques ou métallisées. Le deuxième adhésif électriquement conducteur peut être identique au premier adhésif électriquement conducteur. Toutefois, le deuxième adhésif électriquement conducteur comprend de préférence des agents anti-corrosion permettant un contact fiable avec les connecteurs métalliques 31 , 32, ces derniers étant généralement à base de cuivre et revêtus d'une couche d'alliage, par exemple en étain-plomb-argent. Le premier adhésif électriquement conducteur ne comporte pas nécessairement d'agent anti-corrosion car les métallisations s'étendant sur les surfaces des tuiles 1 , 2, 3', 3", contenant par exemple de l'argent, ne se corrode pas. La résine peut être différente afin de favoriser l'adhésion sur les surfaces métalliques. Elle peut par exemple être plus rigide car le besoin de ductilité au niveau de la connexion tuile/connecteur est moins grand qu'au niveau tuile/tuile. La résine peut être à base d'époxy ou d'acrylate, présentant une adhésion sur le substrat deux à trois fois supérieure à l'adhésion sur une zone métallisée.
[0077] En revanche, à l'inverse de l'adhésion sur le substrat, le deuxième adhésif électriquement conducteur présente une adhésion limitée sur les surfaces métalliques, telles que les premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32. La connexion des premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 présente donc un risque de décollement ou d'arrachement, dit peeling en anglais.
[0078] Afin de réduire le risque de décollement et ainsi fiabiliser l'adhésion du premier connecteur métallique 31 sur la première tuile d'extrémité 1 , la première largeur de report R1 est supérieure à chacune des première et deuxième largeur de recouvrement Z1 , Z2 et préférentiellement également supérieure à chacune des troisièmes largeurs de recouvrement Z3. Ainsi la largeur de contact du deuxième adhésif électriquement conducteur entre la première tuile d'extrémité 1 et le premier connecteur métallique 31 est augmentée.
[0079] De la même manière, afin de fiabiliser l'adhésion du deuxième connecteur métallique 32 sur la deuxième tuile d'extrémité 2, la deuxième largeur de report R2 est avantageusement supérieure à chacune des première et deuxième largeur de recouvrement Z1 , Z2 et préférentiellement également supérieure à chacune des troisièmes largeurs de recouvrement Z3. [0080] Par exemple, pour des largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 égales à 0,5 mm au sein de la chaîne photovoltaïque 101 , les première et deuxième largeurs de report R1 , R2 permettant de connecter les premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 sont avantageusement égales à 0,9 mm.
[0081] Ainsi, l’augmentation de la largeur de report des connecteurs permet de fiabiliser la connexion mécanique, et donc électrique, de la chaîne photovoltaïque 101 tout en conservant une technologie d'adhésion unique, par collage.
[0082] Afin de réduire le risque de décollement et fiabiliser l'adhésion du premier connecteur métallique 31 sur la première tuile d'extrémité 1 , la première surface de report P1 peut être supérieure à chacune des première et deuxième surfaces de recouvrement V1 , V2, fournissant une plus grande surface de collage et améliorant ainsi l'adhésion.
[0083] Les largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 et report R1 , R2 sont préférentiellement inférieures à 10 mm et encore préférentiellement inférieure à 3 mm et de manière encore préférée inférieure à 1 ,5 mm.
Courants de court-circuit et surfaces actives
[0084] Le courant de court-circuit en face avant d'une cellule photovoltaïque est défini comme le courant maximal généré par ladite cellule photovoltaïque lorsque sa face avant est orientée vers une source d'éclairement et sa face arrière est masquée. Les courants de court-circuit en face avant des tuiles d'extrémités 1 , 2 et intermédiaires 3', 3" déterminent le courant maximal que peut produire la chaîne photovoltaïque 101 dont la face avant de chaque tuile 1 , 2, 3', 3" est exposée à une source d'éclairement 50. Les tuiles d'extrémité 1 , 2 et intermédiaires 3', 3" sont connectées électriquement en série. Dès lors, le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 est limité par la tuile produisant le plus faible courant.
[0085] Le courant de court-circuit dépend de plusieurs facteurs tels que le rendement de conversion de la cellule photovoltaïque ou encore la surface exposée à la source d'éclairement que l'on appelle surface active. Plus grande est la surface active et plus grand est le courant de court-circuit. Les premières et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2 et les première et deuxième tuiles intermédiaires 3', 3" présentent respectivement, sur leurs faces avant, des première, deuxième, troisième et quatrième surfaces actives Sa1 , Sa2, Sa3', Sa3". Les première, deuxième, troisième et quatrième surfaces actives Sa1 , Sa2, Sa3', Sa3" n'occupent qu'une portion de chaque face avant, réduites par les surfaces de report P1 et de recouvrement V1 , V2, V3.
[0086] La première surface active Sa1 s'étend sur la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , sur toute la longueur W de la tuile 1 et sur une première largeur exposée A1. Lorsque la première surface de report P1 s'étend sur toute la longueur de la première tuile d'extrémité 1 , la première largeur exposée A1 est égale à la largeur de la première tuile d'extrémité L1 moins la première largeur de report R1. De la même manière : la deuxième surface active Sa2 s'étend sur la face avant de la deuxième tuile d'extrémité 2, sur toute la longueur W de la tuile 2 et sur une deuxième largeur exposée A2 égale à L2 - Z2. la troisième surface active Sa3' s'étend sur la face avant de la première tuile intermédiaire 3', sur toute la longueur W de la tuile 3' et sur une troisième largeur exposée A3' égale à L3' - Z1 . la quatrième surface active Sa3" s'étend sur la face avant de la deuxième tuile intermédiaire 3", sur toute la longueur W de la tuile 3" et sur une troisième largeur exposée A3" égale à L3" - Z3.
[0087] Par rapport aux surfaces de recouvrement V1 , V2, V3 des autres tuiles 2, 3', 3", la première surface active Sa1 est réduite par rapport aux autres surfaces actives Sa2, Sa3', Sa3" d'une surface égale à P1 - max(V1 , V2, V3). Le courant de court-circuit de la première tuile d'extrémité 1 est donc plus faible que les courants de court-circuit des autres tuile 2, 3', 3", limitant ainsi le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 .
[0088] L'invention propose trois solutions techniques pour éviter que la première tuile d'extrémité 1 ne limite le courant maximal de la chaîne photovoltaïque. Les trois solutions techniques augmentent le courant de court-circuit en face avant de la première tuile d'extrémité 1 lorsque la première surface de report P1 est masquée afin qu'il soit supérieur ou égal au plus faible des courants de court-circuit en face avant des tuiles intermédiaires 3', 3" lorsque leurs surfaces de recouvrement V1 , V3 sont masquée. De la sorte, une des tuiles intermédiaires 3', 3" devient la tuile limitant le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101. Il peut s'agir de la première tuile intermédiaire 3', de la deuxième tuile intermédiaire 3" ou encore d'une autre tuile intermédiaire. Puisque les tuiles intermédiaires 3', 3" sont préférentiellement sélectionnées pour générer des courants de court-circuit en face avant sensiblement égaux, c'est à dire à 5 % près, le courant généré par la chaîne photovoltaïque 101 est nominal.
[0089] Pour cela, selon une première variante, on prévoit que le courant de court- circuit en face avant de la première tuile d'extrémité 1 , lorsque la face avant est entièrement exposée à la source de rayonnement 50, est supérieur au courant de court-circuit en face avant d'une tuile intermédiaire 3', 3" lorsque sa face avant est entièrement exposée à la source de rayonnement 50. La première tuile d'extrémité 1 peut présenter un rendement de conversion photoélectrique supérieur à la tuile intermédiaires 3', 3", compensant par exemple la réduction de la première surface active Sa1 par rapport aux troisième et quatrième surfaces Sa3', Sa3". De cette manière, lorsque la première surface de report P1 est masquée par le premier connecteur métallique 31 , la première tuile d'extrémité 1 ne limite pas le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101.
[0090] Afin de conserver les mêmes rendements de conversion pour toutes les tuiles 1 , 2, 3', 3", une deuxième variante de réalisation de la chaîne photovoltaïque 101 prévoit que la surface active Sa1 en face avant de la première tuile d'extrémité 1 est supérieure ou égale à la surface active Sa3', Sa3" en face avant de la tuile intermédiaire 3', 3". De cette manière, à rendement de conversion égal, le courant de court-circuit en face avant généré par la première tuile d'extrémité 1 est au moins égal au courant généré par la tuile intermédiaire 3', 3".
[0091] Afin d'augmenter la première surface active Sa1 , la largeur L1 de la première tuile d'extrémité 1 peut être supérieure à la largeur L3’, L3" de la tuile intermédiaire 3', 3". Par exemple, si la largeur de report R1 est fixe, alors augmenter la largeur L1 de la première tuile permet d'augmenter la largeur exposée A1 . Ainsi, si toutes les tuiles 1 , 2, 3', 3" présentent la même longueur W, alors la surface active Sa1 est supérieure ou égale à la surface active Sa3', Sa3" en face avant de la tuile intermédiaire 3', 3". Des tuiles de longueur W identiques facilitent l’intégration de la chaîne photovoltaïque, c’est pourquoi il est préférable de faire varier la largeur des tuiles. Par exemple, les largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 peuvent être égales à 0,5 mm pour des tuiles présentant des largeurs L2, L3', L3" de 26 mm et la première largeur de report R1 peut être égale à 0,9 mm pour une première tuile d'extrémité de largeur L1 égale à 31 ,2 mm.
Connecteur métallique discontinu
[0092] Afin d'augmenter la surface active Sa1 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , la longueur W de la première surface de report P1 peut être réduite tout en conservant la première largeur de report R1 identique. Pour cela le premier connecteur métallique 31 s'étend le long du bord recouvert de la première tuile d'extrémité 1 , sur une longueur W, comme illustré par la figure 1. Par exemple la longueur W de la première surface de report P1 peut être égale à W/2.
[0093] La réduction de la longueur W de la première surface de report P1 peut également permettre une augmentation de la première largeur de report R1 afin d'améliorer la fiabilité de la connexion. Par exemple, la longueur W peut être inférieure à W/2 et la première largeur de report R1 peut être supérieure à Z1 et inférieure à deux fois Z1 . Ainsi, la première largeur de report R1 est augmentée, fiabilisant la connexion, tout en réduisant la première surface de report P1 . La première surface active Sa1 est ainsi augmentée.
[0094] Afin d'offrir une plus grande première surface active Sa1 , un mode de réalisation de la chaîne photovoltaïque 101 , illustré par la figure 7, prévoit que le premier connecteur métallique 31 comprenne une pluralité de portions disjointes 31', 31 ". Chaque portion du premier connecteur métallique 31 ', 31 " est connectée à la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , recouvrant une portion de première surface de report P 1 ', P1". Chaque portion de première surface de report P1 ', P1" présente une largeur de report R1 ', R1", les deux largeurs de report R1 ', R1" étant préférentiellement égales à R1. De la sorte, les largeurs de report R1 ', R1" peuvent être augmentées tout en permettant de réduire la surface recouverte par les portions de première surface de report P1 ', P1". Les largeurs de report R1 ', R1" peuvent être supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement Z1 , Z2, fiabilisant la connexion tout en augmentant la première surface active Sa1 .
[0095] Chaque portion disjointe 31', 31" du premier connecteur métallique 31 présente également une largeur restreinte par rapport à la largeur W de la première tuile d'extrémité 1. Ainsi, lors de la dilatation thermique de la chaîne photovoltaïque 101 , les largeurs de recouvrement entre le cuivre et le silicium étant réduite, la dilatation thermique différentielle, également appelé effet bilame, est limitée. Ainsi, la cambrure de la chaîne photovoltaïque 101 est limitée.
[0096] Le premier connecteur métallique 31 comprend, par exemple, six portions disjointes 31 ', 31 " présentant chacune une longueur de 11 mm, occupant une longueur total W de 66 mm par rapport aux 156 mm de la première tuile 1 , soit environ 42 % de 156 mm. Le premier connecteur métallique 31 peut alternativement comprendre douze portions disjointes 31', 31" présentant chacune une longueur de 5 mm, occupant une longueur total W de 60 mm, soit environ 38 % de 156 mm.
[0097] L'ombrage causé par les métallisations parcourant la face avant entre les portions 31’, 31” du premier connecteur métallique 31 est avantageusement pris en compte dans le calcul de la première surface active Sa1. La piste conductrice d'interconnexion 4 est de préférence située dans la première surface de report. Dans le cas où le premier connecteur métallique 31 comprend plusieurs portions disjointes 31', 31", la piste d'interconnexion 4 s'étend préférentiellement dans chaque portion de première surface de report P 1 ', P1". Toutefois, la ligne conductrice 9, reliant des éléments conducteurs de la piste d'interconnexion 4, peut s'étendre hors des portions de première surface de report PT, P1" créant ainsi un ombrage supplémentaire à prendre en compte dans le calcul de la première surface active Sa1 . De même, un ou plusieurs doigts de collecte connectés à la ligne conductrice 9 s'étendent hors des portions de première surface de report PT, P1". Ils créent également un ombrage supplémentaire à prendre en compte dans le calcul de la première surface active Sa1.
Répartition de tuiles
[0098] La chaîne photovoltaïque 101 présente, par exemple, une longueur de l’ordre d'un mètre. La chaîne photovoltaïque 101 peut alors comprendre trente-six tuiles présentant une largeur de 26 mm ou trente tuiles présentant une largeur de 31 ,2 mm. Les tuiles de 26 mm sont, par exemple, obtenues par découpage en six portions d'un substrat de 156 mm par 156 mm et les tuiles de 31 ,2 mm sont obtenues par découpage en cinq portions du substrat de 156 mm par 156 mm. Il est également envisageable de découper des tuiles dont la largeur est, par exemple, de 27 mm. Cette dernière tuile peut être obtenue par découpage en cinq portions du substrat de 156 mm par 156 mm générant toutefois une chute de 21 mm. [0099] L’avantage d'une tuile présentant une largeur de 31 ,2 mm est d’éviter la génération de chute lors du découpage. L’inconvénient est d’augmenter la longueur totale de la chaîne photovoltaïque 101 sans augmenter le courant maximal généré car limité par une des tuiles intermédiaires 3', 3". Dans un exemple de réalisation, la chaîne photovoltaïque 101 peut comprendre trente-cinq tuiles de largeur 26 mm et une première tuile d'extrémité 1 de largeur 27 mm.
[00100] Que ce soit en utilisant une tuile de largeur 27 mm ou une tuile de largeur 31 ,2 mm pour former la chaîne photovoltaïque 101 , dans les deux cas il est nécessaire de disposer de substrats présentant des métallisations différentes, un premier lot constitué de substrats dédiés à la découpe de tuile de 26 mm et un second lot constitué de substrats dédiés à la découpe de tuile de 27 mm ou 31 ,2 mm.
[00101] Afin d'optimiser l'utilisation des substrats en ne prévoyant qu'un seul type de substrat, chaque substrat peut présenter deux types de métallisation permettant de découper cinq tuiles de 25,9 mm et une tuile de 26,5 mm, Ainsi, la chaîne photovoltaïque 101 peut comprendre trente tuiles de 25,9 mm de large et six tuiles de 26,5 mm de large dont au moins une tuile de 26,5 mm de large est disposée en lieu et place de la première tuile d'extrémité 1 . Les cinq tuiles de 26,5 mm restantes jouent le rôle de tuile intermédiaires et sont réparties au sein de la chaîne photovoltaïques 101. Chaque tuile intermédiaire de 26,5 mm présente une surface active supérieure à chacune des surfaces actives des tuiles intermédiaires de 25,9 mm, ainsi les tuiles intermédiaires de 26,5 mm ne limitent pas le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 .
[00102] D’une façon plus générale, la chaîne photovoltaïque 101 peut comprendre, en plus de la première tuile d’extrémité, une ou plusieurs tuiles intermédiaires de plus grande largeur (et donc de plus grande surface active) que les autres utiles intermédiaires, afin d’optimiser l’utilisation des substrats de cellules photovoltaïques (autrement dit des cellules photovoltaïques de pleine taille).
Tuiles bifaciales
[00103] Les tuiles d'extrémité et intermédiaires 1 , 2, 3', 3" peuvent être bifaciales, c'est à dire que leurs faces avant et arrière sont capables de capter le rayonnement électromagnétique 50 pour le transformer en courant électrique. Le courant de court- circuit en face arrière d'une cellule photovoltaïque est défini comme le courant maximal généré par ladite cellule photovoltaïque lorsque sa face arrière est orientée vers une source d'éclairement et sa face avant est masquée. Ainsi, le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 comprenant des tuiles 1 , 2, 3', 3" bifaciales, est déterminé par le courant de court-circuit en face avant et face arrière de chaque tuile 1 , 2, 3', 3".
[00104] Dans un deuxième mode de réalisation illustré par la figure 2, les tuiles d'extrémité et intermédiaires 1 , 2, 3', 3" comprennent respectivement, sur leurs faces arrière, des cinquième, sixième, septième et huitième surfaces actives Sb1 , Sb2, Sb3', Sb3". Les cinquième, sixième, septième et huitième surfaces actives Sb1 , Sb2, Sa3', Sb3" n'occupent qu'une portion de chaque face arrière, réduites par la deuxième surface de report P2 et les surfaces de recouvrement V1 , V2, V3 : la cinquième surface active Sb1 s'étend sur la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 , sur toute la longueur W de la tuile 1 et sur une cinquième largeur exposée B1 . La cinquième largeur exposée B1 est égale à la largeur L1 de la première tuile d'extrémité 1 moins la première largeur de recouvrement Z1 ; la sixième surface active Sb2 s'étend sur la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2, sur toute la longueur W de la tuile 2 et sur une sixième largeur exposée B2 égale à L2 - R2. la septième surface active Sb3' s'étend sur la face arrière de la première tuile intermédiaire 3', sur toute la longueur W de la tuile 3' et sur une septième largeur exposée B3' égale à L3' - Z3. la huitième surface active Sa3" s'étend sur la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire 3", sur toute la longueur W de la tuile 3" et sur une huitième largeur exposée B3" égale à L3" - Z2.
[00105] Afin que le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 ne soit pas limité par la deuxième tuile d'extrémité 2, le courant de court-circuit en face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2 lorsque la deuxième surface de report P2 est masquée est avantageusement supérieur ou égal au courant de court-circuit en face arrière d'une tuile intermédiaire 3', 3" lorsque sa surface de recouvrement est masquée. La tuile intermédiaire 3', 3" devient ainsi la tuile limitant le courant de la chaîne photovoltaïque 101. La tuile limitante peut être la première tuile intermédiaire 3', la deuxième tuile intermédiaire 3" ou une autre tuile intermédiaire. [00106] Une variante de réalisation de la chaîne photovoltaïque 101 prévoit que la largeur L2 de la deuxième tuile d'extrémité 2 soit supérieure à la largeur L3', L3" de la tuile intermédiaire 3', 3". De la sorte, la sixième longueur exposée B2 est augmentée et la surface active Sb2 de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2 est supérieure ou égale à la surface active Sb3', Sb3" de la face arrière de la tuile intermédiaire 3', 3". De cette manière, la deuxième tuile d'extrémité 2 ne limite pas le courant maximal de la chaîne photovoltaïque 101 lorsque les tuiles 1 , 2, 3', 3" sont bifaciales.
Piste conductrice d'interconnexion pour collage
[00107] Les figures 3 à 6 représentent schématiquement plusieurs modes de réalisation de la chaîne photovoltaïque 101 et plus particulièrement différentes façons de coller le premier connecteur métallique 31 sur la première tuile d'interconnexion 1. Toutefois les enseignements exposés ci-après sont transposables à la deuxième tuile d'interconnexion 2 et au deuxième connecteur métallique 32. Dans ce cas : par "première tuile d'extrémité 1", il faudra lire " deuxième tuile d'extrémité 2 par "face avant", il faudra lire "face arrière" par "premier connecteur métallique 31 ", il faudra lire "deuxième connecteur métallique 32".
[00108] Dans le mode de réalisation de la figure 3, faisant référence également à la figure 4, la piste d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 comprend une pluralité de motifs conducteurs à contour fermé 6 espacés les uns des autres, chaque motif conducteur à contour fermé 6 comprenant un contour fermé 7 entourant une portion de la face avant 10.
[00109] Les motifs conducteurs à contour fermé 6 appartenant à la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 sont destinés à accueillir des portions du deuxième adhésif électriquement conducteur permettant de réaliser le collage du premier connecteur métallique 31 sur la première tuile d'extrémité 1. Les contours fermés 7 permettent de retenir et localiser le deuxième adhésif électriquement conducteur lorsque le premier connecteur métallique 31 est pressé, lors de la fabrication de la chaîne photovoltaïque 101 , contre la face avant de la première tuile d'extrémité 1 . [00110] Une partie au moins des motifs conducteurs à contour fermé 6 contiennent chacun une portion du deuxième adhésif électriquement conducteur adhérant sur la portion de face avant 10 et sur le premier connecteur métallique 31. Pour chaque portion du deuxième adhésif électriquement conducteur, une première partie du deuxième adhésif électriquement conducteur est en contact avec le contour fermé 7 métallisé, alors qu'une deuxième partie du deuxième adhésif électriquement conducteur 7 est directement en contact avec le substrat. Le deuxième adhésif électriquement conducteur ayant une adhésion deux à trois fois supérieure sur le substrat, le niveau d'adhésion de la connexion du premier connecteur métallique 31 est ainsi amélioré. De plus, chaque portion du deuxième adhésif électriquement conducteur retenue par le contour fermé 7 est en contact avec ledit contour fermé 7 établissant ainsi un contact électrique.
[00111] Préférentiellement, chacun des motifs conducteurs à contour fermé 6 contient une portion du deuxième adhésif électriquement conducteur, permettant d'assurer une meilleure adhésion et une meilleure connexion électrique.
[00112] L’espacement entre les motifs conducteurs à contour fermé 6 a pour effet de réduire la quantité de pâte conductrice nécessaire à la réalisation de la piste conductrice d’interconnexion 4.
[00113] La piste conductrice d'interconnexion 4 s'étend de préférence dans la première surface de report P1. Puisque chaque motif conducteur à contour fermé 6 participe à la connexion du premier connecteur métallique 31, les motifs conducteurs à contour fermé 6 sont avantageusement situées dans la première surface de report P1 ou sont avantageusement situées dans les portions de première surface de report P1 ', P1".
[00114] De préférence, un ou plusieurs motifs conducteurs à contour fermé 6 sont reliés électriquement à un ou plusieurs doigts de collecte 5 chacun. Par exemple, chaque motif conducteur à contour fermé 6 peut être relié électriquement à un doigt de collecte 5. La liaison électrique est préférentiellement réalisée par une connexion directe de chaque motif conducteur 6 avec le doigt de collecte 5. Lorsque les motifs conducteurs à contour fermé 6 comprennent chacun un plot conducteur 8, le doigt de collecte 5 est préférentiellement connecté à chaque motif conducteur à contour fermé 6, dans le prolongement du plot conducteur 8. Contour fermé
[00115] La figure 5 présente schématiquement la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 . La figure 5 est notamment agrandit sur deux motifs conducteurs à contour fermé 6. Chaque contour fermé 7 peut présenter une forme rectangulaire formée par quatre de lignes de rétention contigües, connectées les unes aux autres et disposées en regard deux à deux. Les lignes de rétention sont avantageusement disposées perpendiculairement ou parallèlement au bord 11. Aussi, on appellera "ligne de rétention parallèle au bord 11" ou "ligne de rétention perpendiculaire au bord 11" les lignes étant préférentiellement disposées parallèlement ou perpendiculairement au bord 11 . La forme rectangulaire des contours fermés 7 permet d'optimiser aisément la largeur des motifs conducteurs à contour fermé 6 en conservant une surface de portion de première face 10 constante.
[00116] Chaque contour fermé 7 présente une largeur extérieure D, mesurée perpendiculairement au bord 11 et une longueur extérieure G, mesurée parallèlement au bord 11 . Les largeur et longueur extérieurs D, G sont préférentiellement identiques pour tous les contours fermés 7 de la piste d'interconnexion 4. Afin de limiter la première largeur de report R1 , la largeur extérieure D est préférentiellement comprise entre 400 pm et 1100 pm. Ainsi la première largeur de report R1 peut être comprise entre 0,8 mm et 1 ,5 mm. Puisque les contours fermés 7 sont disposés au sein de la première zone de report P1 , la longueur extérieure G peut être plus grande que la largeur extérieure, afin d'optimiser la portion de surface avant en contact avec e deuxième 'adhésif électriquement conducteur. Par exemple, la longueur extérieure G peut être comprise entre 700 pm et 2000 pm.
[00117] Chaque contour fermé 7 présente également une largeur intérieure C, mesurée perpendiculairement au bord 11 , et une longueur intérieure F, mesurée parallèlement au bord 11. Les largeur et longueur intérieures C, F sont préférentiellement identiques pour tous les contours fermés 7 de la piste d'interconnexion 4. La largeur intérieure C est préférentiellement comprise entre 200 pm et 1000 pm. La longueur intérieure F est préférentiellement comprise entre 500 pm et 1900 pm. La surface de la portion de face avant 10 est égale au produit de la largeur intérieure C par la longueur intérieure F, et est préférentiellement comprise entre 0,1 mm2 et 2,9 mm2. [00118] La largeur Q des lignes de rétention parallèles au bord 11 , est préférentiellement inférieure à deux fois la largeur N d'un doigt de collecte 5. Les lignes de rétention parallèles au bord 11 n'ont pas besoin d'être très larges puisqu'elle contribue peu à l'adhésion mécanique. Le rôle premier des lignes de rétention parallèles au bord 11 est de limiter le fluage du deuxième adhésif électriquement conducteur selon une direction perpendiculaire au bord 11 . Ainsi, réaliser des lignes de rétention parallèles au bord 11 étroites pour une même largeur extérieure D de contours fermés 7 permet d'augmenter la largeur intérieure C et donc la surface des portions de face avant 10 entourées par les contours fermé 7. Lorsque la largeur N des doigts de collecte 5 est par exemple de 50 pm, les lignes de rétention parallèles au bord 11 ont avantageusement une largeur Q inférieure à 100 pm. Par exemple, pour une première largeur de report R1 égale à 0,9 mm, les lignes de rétention présentent chacune une largeur Q égale à 60 pm.
[00119] Dans le mode de réalisation de la figure 6, une partie au moins des motifs conducteurs 6 comprennent chacun un plot conducteur 8, situé à l'intérieur du contour fermé 7 et connecté au contour fermé 7. De préférence, chacun des motifs conducteurs 6 de la piste d’interconnexion 4 comprend un plot conducteur 8. Le plot conducteur 8 permet de réduire les pertes résistives au sein de la piste conductrice d'interconnexion 4. Lors de l'interconnexion, la portion du deuxième adhésif électriquement conducteur qui est déposée sur le motif conducteur 6 est en contact avec une partie du contour fermé 7. En présence du plot conducteur 8, la surface du plot conducteur 8 est recouverte par la portion du deuxième adhésif établissant ainsi un contact électrique supplémentaire.
[00120] Le plot conducteur 8 est préférentiellement orienté perpendiculairement au bord 11 , traversant la portion de face avant 10 de part et d'autre. Le plot conducteur 8 partage ainsi la portion de la face avant 10 en deux sous-portions de face avant. Préférentiellement, les surfaces des deux sous-portions de face avant sont égales.
[00121] Le plot conducteur 8 présente une largeur K, mesurée parallèlement au bord 11 , supérieure à 1 ,5 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5. Lorsque la largeur N d'un doigt de collecte 5 est par exemple de 50 pm, le plot conducteur 8 présente une largeur supérieure à 75 pm. Toutefois, afin de réduire d'avantage les pertes résistives au sein de la piste d'interconnexion 4, le plot conducteur 8 peut présenter une largeur K supérieure ou égale à 2 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5. À titre d'exemple, lorsque la largeur n d'un doigt de collecte 5 est égale à 50 pm, le plot conducteur 8 présente une largeur K égale à 120 pm, soit 2,4 fois la largeur d’un doigt de collecte.
[00122] Lorsqu'un doigt de collecte 5 est connecté à un motif conducteur 6 comme illustré par la figure 6, le plot conducteur 8 est préférentiellement situé dans le prolongement du doigt de collecte 5, afin de réduire le chemin parcouru par le courant électrique issue du doigt de collecte 5 jusqu'à la portion du deuxième adhésif électriquement conducteur.
[00123] Lorsque le plot conducteur 8 présente une largeur K inférieure à 2 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5, ou lorsqu’il n’y a pas de plot conducteur 8, les lignes de rétention perpendiculaire au bord 11 peuvent avantageusement présenter une largeur E, mesurée parallèlement au bord 11 , supérieure à 1 ,5 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5. Selon cette configuration, lesdites lignes de rétention présentent chacune une surface permettant d’augmenter l’adhésion et d'améliorer la conductivité électrique, compensant l'absence du plot conducteur 8 ou un plot conducteur 8 étroit. Lors de l'interconnexion de la première tuile d'extrémité 1 , on veillera d'ailleurs à recouvrir lesdites lignes de rétention larges d'une couche du deuxième adhésif électriquement conducteur afin de réaliser un contact électrique. Encore avantageusement, les lignes de rétention perpendiculaire au bord 11 peuvent présenter une largeur E égale à 2,4 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5, permettant d'améliorer d'avantage l’adhésion desdites lignes de rétention et la conductivité électrique. Lorsque la largeur N des doigts de collecte 5 est par exemple de 50 pm, les lignes de rétention perpendiculaire au bord 11 ont une largeur supérieure à 100 pm, préférentiellement égale à 120 pm.
[00124] Lorsque le plot conducteur 8 présente une largeur K égale à 2,4 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5, les lignes de rétention perpendiculaire au bord 11 présentent avantageusement une largeur E inférieure à supérieure à 2 fois la largeur N d'un doigt de collecte 5. De cette manière lesdites lignes de rétention limitent le fluage du deuxième adhésif parallèlement au bord 11 tout augmentant la surface de la portion de face avant 10 entourée par le contour fermé 7. Lorsque la largeur N des doigts de collecte est par exemple de 50 pm, les lignes de rétention perpendiculaire au bord 11 peuvent présenter une largeur E comprise entre 50 pm et 100 pm. Ligne conductrice
[00125] Dans le mode de réalisation de la figure 6, la piste conductrice d'interconnexion 4 comprend une ligne conductrice 9 reliant électriquement deux motifs conducteurs à contour fermé 6 consécutifs. La ligne conductrice 9 connecte plus particulièrement le contour fermé 7 d'un premier motif 6 avec le contour fermé 7 d'un deuxième motif 6.
[00126] De préférence, la ligne conductrice 9 est une ligne discontinue reliant électriquement deux à deux tous les motifs conducteurs 6 à contour fermé. Elle comprend plusieurs portions, chaque portion de première ligne conductrice 9 reliant deux motifs conducteurs 6 consécutifs. Grâce à la ligne conductrice 9, la piste conductrice d'interconnexion 4 est continue, facilitant la mesure de caractéristiques électriques l(V) de la première tuile d'extrémité 1. Dans le cas d'une piste d'interconnexion 4 discontinue, il est nécessaire d'employer un matériel spécifique dit "busbarless" connectant chaque motif conducteur 6. [00127] Afin de limiter le nombre de motifs conducteur à contour fermé 6 et ainsi réduire la quantité de pâte conductrice nécessaire à leur fabrication, la ligne conductrice 9 est avantageusement connectée à un ou plusieurs doigts de collecte 5. De cette façon il est possible de connecter des doigts de collecte 5 sans augmenter le nombre de motifs conducteurs 6. Le courant électrique issu d'un doigt de collecte 5 circule vers les motifs conducteurs 6 les plus proches par l'intermédiaire de la ligne conductrice 9.
[00128] Les motifs conducteurs à contour fermé 6 de la piste conductrice d'interconnexion 4 sont préférentiellement disposés au sein des premières portions de surface de report R1 ', P1" afin de réduire le masquage de la face active Sa1. Une partie de la ligne conductrice 9 peut s'étendre hors des surfaces de report R1 ', P1", permettant la connexion d'au moins un doigt de collecte 5 tout en limitant le masquage sur la première surface active Sa1.
Procédé de fabrication de la chaîne photovoltaïque collée
[00129] La figure 8 représente schématiquement un mode de mise en œuvre d'un procédé de fabrication de chaîne photovoltaïque 210 selon un deuxième aspect de l'invention. Le procédé 210 permet de fabriquer la chaîne photovoltaïque 101 selon le premier aspect de l'invention. [00130] Le procédé 210 comprend une étape de fourniture 211 de : la première tuile d'extrémité 1 ; la deuxième tuile d'extrémité 2 ; les premières et deuxièmes tuiles intermédiaires 3', 3" ; et le premier connecteur métallique 31 .
[00131] L'étape de fourniture 211 peut comprendre en elle-même les étapes de fabrication des tuiles d'extrémité 1 , 2 et des tuiles intermédiaires 3', 3" à partir d'un substrat semiconducteur. À titre d'exemple, les tuiles d'extrémité 1 , 2 et les tuiles intermédiaires 3', 3" peuvent être issues d'une plus grande cellule photovoltaïque, dite cellule photovoltaïque de pleine taille ou pleine plaque, par exemple de 156 mm par 156 mm, découpée en au moins 4 portions, par exemple 5 portions de 31.5 mm par 156 mm ou encore 6 portions de 26 mm par 156 mm ou encore de longueurs différentes.
[00132] L'étape de fourniture 211 peut comprendre la sérigraphie des éléments conducteurs de chacune des faces des tuiles d'extrémité 1 , 2 et des tuiles intermédiaires 3', 3", comprenant notamment les pistes conductrices d'interconnexion 4 et les doigts de collecte 5. Les éléments conducteurs ont un caractère métallique et sont sérigraphiés à partir d'une pâte conductrice contenant des particules métalliques, par exemple d'argent. La pâte conductrice présente une température de réticulation inférieure à 250 °C lui conférant les propriétés de conduction électrique et d’adhésion mécanique.
[00133] Lorsque la sérigraphie de la piste conductrice d'interconnexion 4 met en oeuvre un écran de sérigraphie dont la direction des fils le composant est parallèle aux doigts de collecte 5, également connu sous le nom de sérigraphie écran 0° ou encore "knotless printing" en anglais, il n’est pas possible de sérigraphier des éléments perpendiculaires aux doigts de collecte 5. En revanche, la forme de ligne brisée est réalisable grâce à cette technologie. Ainsi, lorsque la sérigraphie knotless est mise en oeuvre pour la sérigraphie de la piste conductrice d'interconnexion 4, on veillera à sérigraphier une piste présentant une forme de ligne brisée (ou en zig-zag), comprenant de courts segments, de l'ordre de 100 pm de long, inclinés d'un angle a par rapport au bord 11 compris entre 10° et 30° et préférentiellement entre 10° et 15°. [00134] Le procédé 210 comprend une première étape d'interconnexion 212 de la première tuile d'extrémité 1 à la première tuile intermédiaire 3'. Pour cela, au moins une première portion du premier adhésif électriquement conducteur est déposée sur la face avant de la première tuile intermédiaire 3' et de préférence sur la piste conductrice d'interconnexion 4 de la première tuile intermédiaire 3'. La première portion du premier adhésif électriquement conducteur est avantageusement déposée sur toute la longueur de la piste conductrice d'interconnexion 4. Lorsqu'il s'agit d'une pluralité de premières portions du premier adhésif électriquement conducteur, les premières portions du premier adhésif sont réparties uniformément sur toute la longueur de la piste conductrice d'interconnexion. De la sorte, l'adhésion est uniformément répartie entre la piste conductrice d'interconnexion 4 et la première tuile d'extrémité 1. Lorsque la piste conductrice d'interconnexion 4 de la première tuile intermédiaire 3' comprend une pluralité de motifs conducteurs à contours fermés 6, les premières portions du premier adhésif électriquement conducteur sont avantageusement déposées sur au moins une partie desdits motifs conducteurs à contours fermés 6 et préférentiellement sur tous les motifs conducteurs à contours fermés 6. Le premier adhésif électriquement conducteur est préférentiellement déposé par sérigraphie, impression à jet d'encre ou dispensing en anglais.
[00135] La face arrière de la première tuile d'extrémité 1 est pressée contre la ou les premières portions du premier adhésif électriquement conducteur afin de réaliser le contact mécanique et électrique. Avantageusement, lorsque la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 comprend une piste conductrice d'interconnexion 4, cette dernière est placée en regard de la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile intermédiaire 3' et pressée contre la ou les premières portions du premier adhésif électriquement conducteur, garantissant ainsi un bon contact électrique. Lorsque la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 comprend également une pluralité de motifs conducteurs à contour fermé 6, les motifs conducteurs à contour fermé 6 de la face avant de la première tuile intermédiaire 3' sont avantageusement alignés avec les motifs conducteurs à contour fermés 6 de la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 , garantissant ainsi un bon contact mécanique. Lors de la première étape d'interconnexion 212, la face arrière de la première tuile d'extrémité 1 recouvre la première surface de recouvrement V1 de la face avant de la première tuile intermédiaire 3', la première surface de recouvrement V1 s'étendant depuis le bord recouvert de la face avant de la première tuile intermédiaire 3' sur une première largeur de recouvrement Z1 .
[00136] Le procédé 210 comprend une deuxième étape d'interconnexion 213 de la deuxième tuile intermédiaire 3" avec la deuxième tuile d'extrémité 2 accomplie de la même façon que la première étape d'interconnexion 212. Au moins une deuxième portion du premier adhésif électriquement conducteur est déposée sur la face avant de la deuxième tuile d'extrémité 2 et de préférence sur la piste conductrice d'interconnexion 4 et de manière encore préférée sur au moins une partie des motifs conducteurs à contours fermés 6 lorsque la piste conductrice d'interconnexion 4 en comporte.
[00137] La face arrière de la deuxième tuile intermédiaire 3" est pressée contre la ou les deuxièmes portions du premier adhésif électriquement conducteur. La face arrière de la deuxième tuile intermédiaire 3" recouvre la deuxième surface de recouvrement V2 de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité 2, la deuxième surface de recouvrement V2 s'étendant depuis le bord recouvert de la face avant de la deuxième tuile intermédiaire 3" sur une deuxième largeur de recouvrement Z2.
[00138] Le procédé 210 comprend une troisième étape de connexion 214 du premier connecteur métallique 31 sur la première tuile d'extrémité 1. Pour cela, au moins une troisième portion du deuxième adhésif électriquement conducteur est disposée sur le premier connecteur métallique 31. La nature du deuxième adhésif électriquement conducteur, s'il est différent du premier adhésif électriquement conducteur mis en œuvre lors des étapes précédentes, est préférentiellement compatible avec la nature du premier connecteur métallique 31. Par exemple, le premier connecteur 31 peut être recouvert d'un alliage étain-plomb qui peut s'oxyder au contact de certains adhésifs électriquement conducteurs. La troisième portion du deuxième adhésif électriquement conducteur est avantageusement déposée sur toute la largeur W du premier connecteur métallique 31 , même lorsque la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 comprend une pluralité de motif conducteur à contour fermé 6. De la sorte, l'adhésion est uniformément répartie sur la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 . [00139] Le premier connecteur métallique 31 est pressé contre la face avant de la première tuile d'extrémité 1 afin que la troisième portion du deuxième adhésif électriquement conducteur soit pressée contre la face avant de la première tuile d'extrémité 1 . De cette manière le contact mécanique et électrique est réalisé entre la première tuile d'extrémité 1 et le premier connecteur métallique 31. Le premier connecteur métallique 31 recouvre la première surface de report P1 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1. La première surface de report P1 s'étend depuis le bord recouvert de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , sur la première largeur de report R1. Afin de garantir la fiabilité de la chaîne photovoltaïque 101 ainsi produite, on veillera à ce que la première largeur de report R1 soit supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement Z1 , Z2.
[00140] De préférence, on veillera également à ce que la première surface de report P1 soit supérieure à chacune des première et deuxième surfaces de recouvrement V1 , V2.
[00141] La chaîne photovoltaïque 101 subit un traitement thermique de quelques secondes à quelques minutes à une température comprise entre 120 °C et 160 °C afin de faire réticuler les portions des premier et deuxième adhésifs électriquement conducteurs.
Chaîne photovoltaïque soudée
[00142] La figure 9 représente schématiquement une chaîne photovoltaïque 102 selon un troisième aspect de l'invention. Celle-ci comprend en grande partie les caractéristiques de la chaîne photovoltaïque 101 selon le premier aspect de l'invention (illustrée par la figure 1).
[00143] La différence avec la chaîne photovoltaïque 101 selon le premier aspect de l’invention réside dans la technologie de connexion des premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 sur, respectivement, les première et deuxième tuiles d'extrémités 1 , 2. Selon le premier aspect de l'invention, les connexions des premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 sont réalisées au moyen du deuxième adhésif électriquement conducteur, permettant de conserver la même technologie de connexion dans toute la chaînes photovoltaïque 101. Selon le deuxième aspect de l'invention, les connexions des premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32 sont réalisées en soudant directement respectivement les premier et deuxième connecteurs 31 , 32 sur chacune des première et deuxième tuiles d'extrémité 1 , 2. Le premier connecteur métallique 31 est soudé sur la première tuile d'extrémité 1 et de préférence soudé à la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 . Le premier connecteur métallique 31 recouvre la première surface de report P1 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , s'étendant sur la première largeur de report R1 depuis le bord recouvert de la première tuile d'extrémité 1. Le deuxième connecteur métallique 32 est soudé sur la deuxième tuile d'extrémité 2 et de préférence soudé à la piste conductrice d'interconnexion 4 ou la métallisation de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2. Le deuxième connecteur métallique 32 recouvre la deuxième surfaces de report P2 de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité 2, s'étendant sur la deuxième largeur de report R2 depuis le bord recouvert de la deuxième tuile d'extrémité 2. Le soudage de surfaces métallisées, comme par exemple les premier et deuxième connecteurs métalliques 31 , 32, présente l'avantage de fournir une meilleure adhésion que le collage de surfaces métallisées au moyen du deuxième adhésif électriquement conducteur.
[00144] Le soudage permet ainsi de limiter les première et deuxième largeurs de report R1 , R2 par rapport aux connexions au moyen du deuxième adhésif tout en fiabilisant les connexions au sein de la chaîne photovoltaïque 102. On choisira de préférence une première largeur de report R1 inférieure ou égale à la plus grande des première, deuxième et troisièmes largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 et de manière encore préférée sensiblement égale à la plus faible des largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3. Ainsi, la première surface active Sa1 de la première tuile d'extrémité 1 n'est pas réduite par rapport aux deuxième, troisième et quatrième surfaces actives Sa2, Sa3', Sa3" et la première tuile d'extrémité 1 ne limite pas le courant maximale de la chaîne photovoltaïque 102.
[00145] Lorsque les tuiles 1 , 2, 3', 3" sont bifaciales, c'est à dire lorsque les faces arrière sont capables de capter le rayonnement électromagnétique pour le transformer en courant, on choisira de préférence une deuxième largeur de report R2 inférieure ou égale à la plus grande des première, deuxième et troisièmes largeurs de recouvrement Z1 , Z2, Z3 et de manière encore préférée sensiblement égale à la plus faible des largeurs de recouvrement, Z1 , Z2, Z3. Ainsi, la cinquième surface active Sb1 de la première tuile d'extrémité 1 n'est pas réduite par rapport aux sixième, septième et huitième surfaces actives Sb2, Sb3', Sb3" et la deuxième tuile d'extrémité 2 ne limite pas le courant maximale de la chaîne photovoltaïque 102.
[00146] De manière encore préférée, les première et deuxième surfaces de report P1 , P2 sont chacune inférieure ou égale à la plus grande des première, deuxième et troisièmes surfaces de recouvrement V1 , V2, V3.
[00147] Les portions disjointes 31', 31" du premier connecteur métallique 31 permettent d'augmenter la première surface active Sa1 de la première tuile d'extrémité 1 en réduisant la surface recouverte par les portions de première surface de report P1 ' et P1". Afin que la première tuile d'extrémité 1 ne limite pas le courant de la chaîne photovoltaïque 102, Les longueur et largeur de report de chacune des portions disjointes 31', 31" peuvent être choisies telles que la première surface active Sa1 soit supérieure ou égale à la surface active Sa3', Sa3" en face avant d'une des tuiles intermédiaires 3', 3". Pour une même première surface active Sa1 , la réduction de la longueur de chaque portion disjointe 31', 31" permet d'augmenter les largeurs de report R1 ', R1" de chaque portion disjointe 31', 31" telle qu'elle soit supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement Z1 , Z2. De la sorte, la fiabilité de la connexion est renforcée.
Piste conductrice d'interconnexion pour soudage
[00148] Le soudage des premier et deuxième connecteurs 31 nécessite la mise en œuvre d'un alliage d'apport. L'alliage d'apport, lorsqu'il est fondu, ne mouille que les zones métallisées, telles que les pistes conductrices d'interconnexion 4 ou les doigts de collecte 5. La piste conductrice d'interconnexion 4 s'étend de préférence dans la première surface de report P1 afin d'être contactée par l'alliage d'apport.
[00149] La piste conductrice d'interconnexion 4 peut être est continue et de préférence ne présente pas de motif conducteur à contour fermé, offrant ainsi une grande surface métallisée pour faciliter le mouillage de l'alliage d'apport. La piste conductrice d'interconnexion 4 peut s'étendre le long du bord recouvert, sur toute la longueur Wdu bord. Toutefois, afin de limiter la dilatation thermique différentielle, il est préférable que le premier connecteur métallique 31 comprenne la pluralité de portions 3T, 31" disjointes, chaque portions 3T, 31" étant soudées à la piste conductrice d'interconnexion 4. [00150] Dans le mode de réalisation de la figure 10, la piste conductrice d'interconnexion 4 peut comprendre une pluralité de portions discontinues s'étendant dans la première surface de report P1 , parallèlement au bord recouvert de la première tuile d'extrémité 1. Ainsi, même lorsque la piste conductrice d'interconnexion 4 est soudée au premier connecteur métallique 31 , la dilatation thermique différentielle est réduite. Par exemple, la piste conductrice d'interconnexion 4 peut présenter six portions discontinues de 24,5 mm de large ou encore quinze portions discontinues de 10 mm de large. La dilatation différentielle peut être d'avantage réduite lorsque le premier connecteur métallique 31 comprend la pluralité de portions disjointes 31 ', 31 ". De préférence, les portions disjointes du premier connecteur métallique 31', 31" connectent chacune au moins une des portions discontinues de la piste d'interconnexion 4, comme illustré par la figure 11. Par exemple, le premier connecteur métallique 31 peut comprendre six portions disjointes 31', 31" de 11 mm de long, espacées de 17,5 mm, ou encore douze portions disjointes 31', 31" de 5 mm de long espacées de 8,5 mm.
[00151] Dans le mode de réalisation de la figure 11 , la piste conductrice d'interconnexion 4 comprend la ligne conductrice 9 reliant électriquement deux portions discontinues consécutives de la piste conductrice d'interconnexion 4. La ligne conductrice 9 permet également de connecter électriquement un doigt de collecte situé hors des portions de première surface de report P1 ', P1". De préférence, la piste conductrice d'interconnexion 4 comprend plusieurs portions reliant électriquement toutes les portions discontinues de la piste conductrice d'interconnexion 4. Ainsi, la piste conductrice d'interconnexion est continue, facilitant la mesure de caractéristiques électriques l(V) de la première tuile d'extrémité 1. Dans le cas d'une piste d'interconnexion 4 discontinue, il est nécessaire d'employer un matériel spécifique dit "busbarless".
Double impression
[00152] Deux types de pâte conductrice permettent de sérigraphier les éléments conducteurs sur la face avant de la première tuile d'extrémité 1. Les pâtes conductrices dites haute température, sont principalement utilisées sur des substrats de type homojonction. Les pâtes conductrices haute température sont chauffées à une température supérieure à 700 °C, permettant la fusion d'une phase vitreuse permettant l'adhésion. Les pâtes conductrices dites basse température, sont principalement utilisées sur des substrats de type hétérojonction. Les pâtes conductrices basse température présentent une température de réticulation de l'ordre de 250 °C. Elles ne contiennent pas de phase vitreuse et l'adhésion est obtenue par la résine contenue dans la pâte.
[00153] Afin d'obtenir une soudure du premier connecteur métallique 31 présentant une bonne résistance à l'arrachement pour un substrat à homojonction, la pâte conductrice haute température permettant de réaliser la piste conductrice d'interconnexion 4 présentera avantageusement une forte teneur en argent, supérieure à 70 % et de préférence supérieure à 80%.
[00154] Afin d'obtenir une soudure du premier connecteur métallique 31 présentant une bonne résistance à l'arrachement pour un substrat à hétérojonction, la piste conductrice d'interconnexion 4, réalisée à partir d'une pâte conductrice basse température, présentera une hauteur supérieure à 15 pm et de préférence supérieure ou égale à 25 pm.
Collage/soudage
[00155] Un certain type d'adhésif électriquement conducteur est chargé de particules métalliques dites fusibles, c'est à dire capable de fondre. Il s'agit par exemple d'une résine ou d'un polymère comprenant des particules d'alliage étain- plomb. Ce type d'adhésif électriquement conducteur présente une bonne adhésion sur substrat et peut être chauffé afin de souder les surfaces métalliques. Afin de réaliser un soudage présentant une bonne résistance à l'arrachement, il est nécessaire de disposer de surfaces métallisées suffisamment grandes. La piste conductrice d'interconnexion 4 peut par exemple comprendre douze portions disjointes de dimension 0,3 mm par 11 ,5 mm sur lesquels le soudage est réalisée, les douze portions étant espacés de 1 ,5 mm au sein desquels l'adhésif électriquement conducteur va adhérer.
Procédé de fabrication de la chaîne photovoltaïque soudée
[00156] La figure 12 représente schématiquement un procédé de fabrication 220 de chaîne photovoltaïque selon un quatrième aspect de l'invention. Le procédé 220 permet de fabriquer la chaîne photovoltaïque 102 selon le troisième aspect de l'invention. [00157] Ce procédé 220 comprend les mêmes étapes que le procédé 210 de fabrication selon le deuxième aspect de l'invention hormis l'étape de connexion 214 du premier connecteur métallique 31 à la première tuile d'extrémité 1. Selon le deuxième aspect de l'invention, la connexion est réalisée au moyen d'une troisième portion du deuxième adhésif électriquement conducteur. La connexion du premier connecteur 31 à la première tuile d'extrémité 1 selon le quatrième aspect de l'invention est réalisée par une étape de soudage 224.
[00158] Lors de l'étape de soudage 224, le premier élément connecteur 31 est recouvert d'un alliage fusible qui va jouer un rôle de métal d'apport. L'alliage fusible est typiquement un alliage étain-plomb ou un alliage étain-plomb-argent. Le premier connecteur métallique 31 est mis en contact avec la face avant de la première tuile d'extrémité 1 , recouvrant la première surface de report P1 , et l'ensemble est ensuite porté à une température de l'ordre de 200 °C, faisant fondre l'alliage fusible. Lors du refroidissement l'alliage fusible se solidifie réalisant la connexion électrique et mécanique avec la première tuile d'extrémité 1. Préférentiellement le premier connecteur métallique 31 est mis en contact avec la piste conductrice d'interconnexion 4 de la face avant de la première tuile d'extrémité 1. En effet, lorsque l'alliage fusible est fondu, il ne mouille que sur des éléments métallisés telle que la piste conductrice d'interconnexion 4. Afin de ne pas dégrader le premier adhésif électriquement conducteur disposé au sein des autres interconnexions, un chauffage localisé sera privilégié, par exemple réalisé au moyen d'une sonde thermique, également appelée thermode.
[00159] Afin de ne pas recourir à un équipement de chauffage localisé tel que la thermode, une première alternative de l'étape de soudage 224 prévoit l'utilisation d' alliage fusible dit basse température, comprenant un alliage étain-bismuth-argent dont la température de fusion est de l'ordre de 150 °C, correspondant à la température de réticulation du premier adhésif électriquement conducteur.
[00160] Une seconde alternative de l'étape de soudage 224 prévoit l'utilisation d'une pâte à souder déposée sur la piste conductrice d'interconnexion 4. La pâte à souder est déposée sur le premier connecteur métallique 31 , avantageusement sur toute la largeur W du premier connecteur métallique 31. De la sorte, l'adhésion est uniformément répartie sur la piste conductrice d'interconnexion 4 de la première tuile d'extrémité 1. Dans un second temps, le premier connecteur métallique 31 est pressé contre la face avant de la première tuile d'extrémité 1 et notamment contre la piste conductrice d'interconnexion 4. La pâte à souder est chauffée localement afin de faire fondre la pâte à souder et réaliser le soudage.
[00161] Lors de l'étape de fourniture 211 des tuiles d'extrémité et intermédiaires selon le quatrième aspect de l'invention, la sérigraphie des éléments conducteurs sur la face avant de la première tuile d’extrémité 1 , tels que la piste conductrice d'interconnexion 4 ou les doigts de collecte, est avantageusement réalisée à partir d'une pâte conductrice formulée à la fois pour permettre la réalisation de doigts de collecte 5 et de la piste conductrice d'interconnexion 4, par exemple pour un substrat hétérojonction, l’une des pâtes conductrice L359™ ou Q119™ de Kyoto Elex™. Toutefois on utilisera de préférence deux pâtes conductrices différentes pour réaliser les doigts de collecte 5 d'une part, et la piste conductrice d'interconnexion 4 d’autre part. La sérigraphie des doigts de collecte 5 et de la piste conductrice d'interconnexion 4 est réalisée en deux fois, également appelé dual print en anglais. La pâte conductrice permettant de réaliser les doigts de collecte 5, comme par exemple la pâte conductrice M931 ™ de Kyoto Elex™, présente une faible résistivité et permet l'impression de conducteurs étroits, inférieure à 50 pm. La pâte conductrice permettant de réaliser la piste conductrice d'interconnexion 4, comme par exemple la pâte conductrice R101 ™ de Kyoto Elex™, présente une adhésion élevée et une compatibilité avec le procédé de soudure.
[00162] Afin d’éviter la dissolution de l’argent contenu dans les doigts de collecte 5 lors de l'étape de soudage 224, la sérigraphie de la pâte conductrice permettant de réaliser la piste conductrice d'interconnexion 4 chevauchera légèrement chaque doigt de collecte 5. Cette précaution est particulièrement intéressante lorsque les doigts de collecte 5 sont réalisés dans une pâte conductrice basse température, particulièrement disposée à la dissolution de l'argent. La sérigraphie des doigts de collecte 5 peut être réalisée en deux fois afin de réduire leur résistivité, également appelée double impression ou double print en anglais. La double impression permet d'utiliser deux pâtes conductrice différentes, chacune optimisée pour une fonction. Ainsi lors de la première sérigraphie, les doigts de collecte 5 et la piste d'interconnexion 4 sont par exemple sérigraphiés à partir d'une pâte conductrice compatible avec le procédé de soudage, comme la pâte conductrice R103™ de Kyoto Elex™. La seconde sérigraphie permet d'augmenter l’épaisseur de la piste conductrice d’interconnexion 4, recouvrant une partie de chaque doigts de collecte 5. Pour cela, une pâte conductrice peu résistive sera utilisée, comme par exemple la pâte conductrice M931 ™ de Kyoto Elex™.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Chaîne photovoltaïque (101) comprenant :
- une première cellule photovoltaïque (1) dite première tuile d'extrémité ;
- une deuxième cellule photovoltaïque (2) dite deuxième tuile d'extrémité ;
- une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques (3', 3") dite tuiles intermédiaires, disposées entre les première et deuxième tuiles d'extrémité (1, 2) ; et
- un premier connecteur métallique (31 ) ; chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques (1, 2, 3', 3") comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant, la première tuile d'extrémité (1), les tuiles intermédiaires (3', 3") et la deuxième tuile d'extrémité (2) étant interconnectées au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la première tuile d'extrémité (1) étant interconnectée à une première tuile intermédiaire (3'), la face arrière de la première tuile d'extrémité (1) recouvrant une surface (V1) de la face avant de la première tuile intermédiaire (3'), dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement (V1) ayant une première largeur de recouvrement (Z1), la deuxième tuile d'extrémité (2) étant interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire (3"), la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire (3") recouvrant une surface (V2) de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement (V2) ayant une deuxième largeur de recouvrement (Z2), le premier connecteur métallique (31 ) étant connecté à la première tuile d'extrémité (1) au moyen d'un deuxième adhésif électriquement conducteur, le premier connecteur métallique (31) recouvrant une surface (P1) de la face avant de la première tuile d'extrémité (1 ), dite première surface de report, la première surface de report (P1) ayant une première largeur de report (R1) supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1, Z2).
[Revendication 2] Chaîne photovoltaïque (101) selon la revendication précédente, dans laquelle le courant de court-circuit en face avant de la première tuile d'extrémité (1) lorsque la première surface de report (P1) est masquée est supérieur ou égal au courant de court-circuit en face avant d’une tuile intermédiaire (3', 3") lorsque sa surface de recouvrement (V1 , V3) est masquée. [Revendication s] Chaîne photovoltaïque (101) selon la revendication précédente, dans laquelle le courant de court-circuit en face avant de la première tuile d'extrémité (1) lorsque sa face avant est entièrement exposée est supérieur au courant de court-circuit en face avant de la tuile intermédiaire (3',
3") lorsque sa face avant est entièrement exposée.
[Revendication 4] Chaîne photovoltaïque (101) selon l'une des revendications 2 et 3, dans laquelle la surface active (Sa1) en face avant de la première tuile d'extrémité (1) est supérieure ou égale à la surface active (Sa3', Sa3") en face avant de la tuile intermédiaire (3', 3").
[Revendication s] Chaîne photovoltaïque (101) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle la largeur (L1) de la première tuile d'extrémité (1) est supérieure à la largeur (L3’, L3") de la tuile intermédiaire (3', 3").
[Revendication 6] Chaîne photovoltaïque (101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la face avant de la première tuile d'extrémité (1) comprend une piste conductrice d'interconnexion (4) s'étendant dans la première surface de report (P1), la piste conductrice d'interconnexion (4) comprenant une pluralité de motifs conducteurs à contour fermé (6) espacés les uns des autres, chaque motif conducteur à contour fermé (6) comprenant un contour fermé (7) entourant une portion de la face avant (10), une partie au moins des motifs conducteurs à contour fermé (6) contenant chacun une portion du deuxième adhésif électriquement conducteur adhérant sur la portion de face avant (10) et sur le premier connecteur métallique (31).
[Revendication 7] Chaîne photovoltaïque (101) selon la revendication précédente, dans laquelle la piste conductrice d'interconnexion (4) comprend une ligne conductrice (9) reliant électriquement deux motifs conducteurs à contour fermé (6) consécutifs.
[Revendication s] Chaîne photovoltaïque (101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier connecteur métallique (31) comprend une pluralité de portions (31’, 31") disjointes, connectées à la première tuile d'extrémité (1), chaque portion (31', 31") du premier connecteur métallique (31) recouvrant une surface (R1 ', P1") de la face avant de la première tuile d'extrémité (1), dite portion de première surface de report, chaque portion de première surface de report (P1 ', P1") ayant une largeur de report (R1 R1") supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1, Z2).
[Revendication 9] Chaîne photovoltaïque (101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :
- un deuxième connecteur métallique (32) ; le deuxième connecteur métallique (32) étant connecté à la deuxième tuile d'extrémité (2) au moyen du deuxième adhésif électriquement conducteur, le deuxième connecteur métallique (32) recouvrant une surface (P2) de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de report, la deuxième surface de report (P2) ayant une deuxième largeur de report (R2) supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1, Z2).
[Revendication 10] Chaîne photovoltaïque (101) selon la revendication précédente, dans laquelle le courant de court-circuit en face arrière de la deuxième tuile d'extrémité (2) lorsque la deuxième surface de report (P2) est masquée est supérieur ou égal au courant de court-circuit en face arrière d’une tuile intermédiaire (3', 3") lorsque sa surface de recouvrement (V2, V3) est masquée.
[Revendication 11] Procédé (201) de fabrication d'une chaîne photovoltaïque comprenant les étapes suivantes :
- fournir (211) une première cellule photovoltaïque (1) dite première tuile d'extrémité, une deuxième cellule photovoltaïque (2) dite deuxième tuile d'extrémité une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques (3', 3") dite tuiles intermédiaires et un premier connecteur métallique (31), chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques (1, 2, 3', 3") comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant ;
- interconnecter (212) la première tuile d'extrémité (1) à une première tuile intermédiaire (3') au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la première tuile d'extrémité (1) recouvrant une surface (V1) de la face avant de la première tuile intermédiaire (3'), dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement (V1) ayant une première largeur de recouvrement (Z1) ;
- interconnecter (213) une deuxième tuile intermédiaire (3") à la deuxième tuile d'extrémité (2) au moyen du premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire (3") recouvrant une surface (V2) de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement (V2) ayant une deuxième largeur de recouvrement (Z2) ;
- connecter (214) le premier connecteur métallique (31) à la première tuile d'extrémité (1) au moyen d'un deuxième adhésif électriquement conducteur, le premier connecteur métallique (31 ) recouvrant une surface (P1 ) de la face avant de la première tuile d'extrémité (1), dite première surface de report, la première surface de report (P1) ayant une première largeur de report (R1) supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1. Z2).
[Revendication 12] Chaîne photovoltaïque (102) comprenant :
- une première cellule photovoltaïque (1) dite première tuile d'extrémité ;
- une deuxième cellule photovoltaïque (2) dite deuxième tuile d'extrémité ;
- une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques (3) dites tuiles intermédiaires, disposées entre les premières et deuxièmes tuiles d'extrémité (1, 2) ; et
- un premier connecteur métallique (31 ) ; chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques (1, 2, 3', 3") comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant, la première tuile d'extrémité (1), les tuiles intermédiaires (3', 3") et la deuxième tuile d'extrémité (2) étant interconnectées au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la première tuile d'extrémité (1) étant interconnectée à une première tuile intermédiaire (3'), la face arrière de la première tuile d'extrémité (1) recouvrant une surface (V1) de la face avant de la première tuile intermédiaire (3'), dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement (V1) ayant une première largeur de recouvrement (Z1), la deuxième tuile d'extrémité (2) étant interconnectée à une deuxième tuile intermédiaire (3"), la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire (3") recouvrant une surface (V2) de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement (V2) ayant une deuxième largeur de recouvrement (Z2), le premier connecteur métallique (31 ) étant connecté à la première tuile d'extrémité (1 ), le premier connecteur métallique (31 ) recouvrant une surface (P1 ) de la face avant de la première tuile d'extrémité (1 ), dite première surface de report, le premier connecteur métallique (31 ) étant soudé à la première tuile d'extrémité (1), la surface active (Sa1) en face avant de la première tuile d'extrémité (1) étant supérieure ou égale à la surface active (Sa3', Sa3") en face avant d'une tuile intermédiaire (3', 3").
[Revendication 13] Chaîne photovoltaïque (102) selon la revendication 12, dans laquelle la face avant de la première tuile d'extrémité comprend une piste conductrice d'interconnexion (4) s'étendant sur la première surface de report (P1), le premier connecteur métallique (31) étant soudé à la piste conductrice d'interconnexion (4).
[Revendication 14] Chaîne photovoltaïque (102) selon la revendication 13, dans laquelle la piste conductrice d'interconnexion (4) est continue.
[Revendication 15] Chaîne photovoltaïque (102) selon la revendication 14, dans laquelle la piste conductrice d'interconnexion (4) comprend une pluralité de portions disjointes, chaque portion étant soudée au premier connecteur métallique (31).
[Revendication 16] Chaîne photovoltaïque (102) selon la revendication précédente, dans laquelle la piste conductrice d'interconnexion (4) comprend une ligne conductrice (9) reliant électriquement deux portions consécutives de la piste conductrice d'interconnexion (4).
[Revendication 17] Chaîne photovoltaïque (102) selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, dans laquelle le premier connecteur métallique (31) comprend une pluralité de portions (31', 31") disjointes soudées à la première tuile d'extrémité (1), chaque portion (31', 31") du premier connecteur métallique (31) recouvrant une surface (P1 ', P1") de la face avant de la première tuile d'extrémité (1), dite portion de première surface de report.
[Revendication 18] Chaîne photovoltaïque (102) selon la revendication 17, dans laquelle chaque portion de première surface de report (R1 ', P1") présente une largeur de report (R1 ', R1") supérieure à chacune des première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1 , Z2).
[Revendication 19] Chaîne photovoltaïque (102) selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, dans laquelle la première surface de report (P1) présente une première largeur de report (R1) sensiblement égale aux première et deuxième largeurs de recouvrement (Z1 , 72).
[Revendication 20] Chaîne photovoltaïque (102) selon l'une quelconque des revendications 12 à 19, comprenant en outre :
- un deuxième connecteur métallique (32) ; le deuxième connecteur métallique (32) étant soudé à la deuxième tuile d'extrémité (2), le deuxième connecteur métallique (32) recouvrant une surface (P2) de la face arrière de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de report, le deuxième connecteur métallique (32) étant soudé à la deuxième tuile d'extrémité (2).
[Revendication 21] Procédé (220) de fabrication d'une chaîne photovoltaïque comprenant les étapes suivantes :
- fournir (221) une première cellule photovoltaïque (1) dite première tuile d'extrémité, une deuxième cellule photovoltaïque (2) dite deuxième tuile d'extrémité, une pluralité de troisièmes cellules photovoltaïques (3', 3") dites tuiles intermédiaires, et un premier connecteur métallique (31 ), chacune des première, deuxième et troisièmes cellules photovoltaïques (1, 2, 3', 3") comprenant une face avant et une face arrière opposée à la face avant ;
- interconnecter (222) la première tuile d'extrémité (1) à une première tuile intermédiaire (3') au moyen d'un premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la première tuile d'extrémité (1) recouvrant une première surface (V1) de la face avant de la première tuile intermédiaire (3'), dite première surface de recouvrement, la première surface de recouvrement (V1) ayant une première largeur de recouvrement (Z1) ;
- interconnecter (223) une deuxième tuile intermédiaire (3") à la deuxième tuile d'extrémité (2) au moyen du premier adhésif électriquement conducteur, la face arrière de la deuxième tuile intermédiaire (3") recouvrant une surface (V2) de la face avant de la deuxième tuile d'extrémité (2), dite deuxième surface de recouvrement, la deuxième surface de recouvrement (V2) ayant une deuxième largeur de recouvrement (Z2) ;
- souder (224) le premier connecteur métallique (31) à la première tuile d'extrémité (1), le premier connecteur métallique (1) recouvrant une surface (P1) de la face avant de la première tuile d'extrémité (1), dite première surface de report.
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