EP4416764A1 - Ensemble pour module photovoltaïque, module photovoltaïque et procédé de fabrication de l'ensemble et du module - Google Patents

Ensemble pour module photovoltaïque, module photovoltaïque et procédé de fabrication de l'ensemble et du module

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Publication number
EP4416764A1
EP4416764A1 EP22802110.1A EP22802110A EP4416764A1 EP 4416764 A1 EP4416764 A1 EP 4416764A1 EP 22802110 A EP22802110 A EP 22802110A EP 4416764 A1 EP4416764 A1 EP 4416764A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
photovoltaic cell
adhesive
interconnection
photovoltaic
elements
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
EP22802110.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent BARTH
Bertrand HLADYS
Romain SOULAS
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 EP4416764A1 publication Critical patent/EP4416764A1/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
    • H10F71/00—Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • 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 present invention relates to an assembly for a photovoltaic module forming a chain of photovoltaic cells. It also concerns a photovoltaic module as well as the manufacture of photovoltaic assemblies.
  • the photovoltaic modules comprise several photovoltaic cells interconnected between them to form an assembly also called photovoltaic chain.
  • the interconnection of cells is a major issue because it defines the electrical energy production characteristics of the modules, particularly in terms of electrical power.
  • a large photovoltaic cell can generate significant electrical resistances and it is preferable to use several cells having smaller dimensions in order to limit the electrical resistances to provide the electrical power. as important as possible.
  • cells thus cut are interconnected by brazing using tin-based alloys as filler metal. Soldering consists of assembling two metal parts using a liquid filler metal at a melting temperature lower than that of the parts. In particular, the parts do not participate by fusion in the assembly. But such manufacture requires a large amount of tin, which makes the manufacturing process very expensive.
  • EP 2 793 275 discloses an interconnection between two photovoltaic cells using an electrically conductive glue positioned along the conductive tracks of the cells.
  • the conductive tracks also called “busbars” in English, are electrically conductive elements placed in contact with the cell substrate and connected to electrodes usually called “collection fingers” whose role is to collect the photo-generated charge carriers by the cell to produce an electric current.
  • the conductive tracks extend along the cell.
  • photovoltaic cells can comprise one to five conductive tracks.
  • the interconnection of two cells consists of positioning a conductive wire along the conductive tracks of the cells then performing a solder between the electrically conductive glue and a coating previously placed on the conductive wires.
  • the glue includes silver particles to be electrically compatible with the coating of the conductive wires.
  • Swedish patent application SE 1930 374 discloses a process for interconnecting photovoltaic cells in which a first continuous strip carrying conductive wires positioned on the upper faces of the cells and a second continuous strip also carrying conductive wires positioned on the faces are used. lower cells.
  • the electrical interconnection between the conductive wires is carried out in the inter-cell spaces where the conductive wires of the first band are brought into contact with the conductive wires of the second band.
  • bringing the conductive wires into contact is delicate because they must be aligned with each other to be correctly connected.
  • this method uses a large quantity of materials to produce the two continuous strips. In fact, the length of the strips used must be greater than the sum of the lengths of the photovoltaic cells.
  • EP 3 165 361 discloses a method of interconnection between bifacial photovoltaic cells using an adhesive polymer sheet comprising conducting wires. This process is usually referred to by the trademark SmartWire Connection TechnologyTM (SWCT).
  • SWCT SmartWire Connection TechnologyTM
  • the polymer sheet is discontinuous, and comprises upper portions intended to be placed in contact with the upper faces of certain cells and lower portions intended to be placed in contact with the lower faces of other cells. Between two portions of sheets, the conducting wires are free.
  • This method has the disadvantage of inducing a relatively high cost, particularly in terms of the materials used.
  • An object of the present invention is therefore to propose a solution for interconnecting photovoltaic cells while limiting the drawbacks mentioned above.
  • an assembly for a photovoltaic module comprising at least two photovoltaic cells and several interconnection elements for electrically connecting the two photovoltaic cells together, for each of the two photovoltaic cells each interconnection element extending along a main direction and covering the photovoltaic cell over an overlap length L3 measured along the main direction.
  • the assembly also comprises several adhesive elements, each adhesive element having a width Y, measured in the main direction, such that Y ⁇ 0.5*L3.
  • Each adhesive element is electrically conductive and each adhesive element is in contact with a single interconnecting element.
  • each interconnecting element is in contact with only an adhesive element extending in said at least one half of the photovoltaic cell, so as to mechanically couple the element of interconnection with the photovoltaic cell.
  • an assembly whose interconnection elements are held in position efficiently using a minimum amount of material.
  • the set is simple to make and is particularly suitable for making a photovoltaic module that can include several sets.
  • a photovoltaic module comprising at least one assembly as defined above.
  • the assembly is encapsulated in a transparent material.
  • a solar power plant comprising a plurality of photovoltaic modules as defined above.
  • each interconnection element is intended to electrically connect the two photovoltaic cells together and extends, for each photovoltaic cell, along a main direction by covering the photovoltaic cell over an overlap length L3 measured along the main direction.
  • each adhesive element has a width Y, measured along the main direction, such that Y ⁇ 0.5*L3.
  • Each adhesive element is electrically conductive.
  • Contacting includes:
  • each interconnection element so as to bring them into contact, for at least one half of a photovoltaic cell, each interconnect element with only one adhesive element extending into said at least one half, so as to mechanically couple the interconnect element with the photovoltaic cell.
  • a photovoltaic module comprising:
  • FIG. 1 schematically represents an embodiment of an assembly for a photovoltaic module according to the invention
  • Figure 2 schematically shows a sectional view of the assembly shown in Figure 1;
  • Figures 3 to 8 schematically represent other embodiments of an assembly for a photovoltaic module.
  • the width Y of the at least one adhesive element can be ⁇ 0.1*L3, preferably Y ⁇ 0.05*L3, preferably Y ⁇ 0.01*L3.
  • the lap length is the length of the cell.
  • each interconnection element can be maintained in two dots or a single dot. This helps maintain good alignment of the interconnecting elements.
  • each interconnection element can be in contact with only two disjoint adhesive elements.
  • two consecutive disjoint adhesive elements of the same photovoltaic cell in contact with the same interconnection element can be separated by a distance E5-6, such that E5-6 ⁇ 0.5*L3, E5-6 being measured parallel to the main direction.
  • each interconnection element is secured to the cell by two points that are sufficiently distant to ensure that its position and its alignment are properly maintained over the entire cell.
  • At least one adhesive element has the shape of a stud.
  • At least one adhesive element has a shape having a width
  • Y being measured along the main direction, preferably 0.9*Y ⁇ L ⁇ 1.1*Y.
  • the assembly may comprise first adhesive elements extending in a first half of a photovoltaic cell and second adhesive elements extending in the second half of the photovoltaic cell.
  • the adhesive elements extend in a first region comprised in the first half of the photovoltaic cell, the first region having a width, measured in the main direction, less than or equal to 0.1*L3, preferably less than or equal to 0.05*L3, preferably less than or equal to 0.01*L3.
  • each photovoltaic cell can comprise a substrate and an electrically conductive structure in contact with a first part of a face of the substrate and each interconnection element, and in which the at least one adhesive element is in contact with a second part of the face of the substrate, the second part being devoid of an electrically conductive structure.
  • the interconnection element is retained on the substrate only by the at least one adhesive element, at least before the soldering of the interconnection element to the electrical structure. So the element interconnection does not rest on a polymer sheet attached to the substrate.
  • the process for manufacturing the assembly may comprise, simultaneously with, or after, the contacting of each interconnection element with at least one adhesive element, a step of polymerization of each adhesive element to couple mechanically each interconnection element with the photovoltaic cell.
  • the method may comprise, preferably after the polymerization step, at least one lamination step carried out so as to produce an electrical connection between the interconnection elements and an electrically conductive structure of each photovoltaic cell.
  • each photovoltaic cell can comprise a substrate and an electrically conductive structure in contact with the substrate, the electrically conductive structure comprising collection fingers configured to collect the charge carriers photo-generated by the substrate of the photovoltaic cell , the method comprising, preferably after the polymerization step, a lamination step so as to electrically connect each interconnection element with the electrically conductive structure of each photovoltaic cell, preferably during the lamination step, the method comprising supplying heat to the photovoltaic cells so as to solder each interconnection element to the electrically conductive structure of each photovoltaic cell.
  • FIG. 1 there is shown an assembly 1 for photovoltaic module 30.
  • Assembly 1 comprises at least two photovoltaic cells 2, 20 and at least one interconnection element 3.
  • the photovoltaic cells 2, 20 are electrically interconnected between them via the interconnection elements 3, and the assembly 1 is also called “photovoltaic chain”.
  • a photovoltaic module 30 comprises a set of photovoltaic cells 2, 20 interconnected to each other to produce a current.
  • the photovoltaic cells 2, 20 are electrically connected together and encapsulated in a stack of materials of the polymer and/or glass type. The stack protects the cells 2, 20 while retaining the photoelectric conversion function of the cells 2, 20.
  • the photovoltaic module 30 can be of the HET type, that is to say comprising heterojunction photovoltaic cells and especially based on silicon.
  • a cell based silicon and heterojunction type is a cell comprising a crystalline silicon substrate and at least one hydrogenated amorphous silicon layer.
  • a photovoltaic cell 2, 20 converts part of the light radiation into electrical energy.
  • the photovoltaic cell 2, 20 comprises a substrate 10, a first electrically conductive structure 11 on a first face 12 of the substrate 10 and a second electrically conductive structure 14 on a second face 13 of the substrate 10, opposite to the first face. 12.
  • Substrate 10 is capable of producing electrons when it receives light radiation.
  • a substrate a film, a layer, “based” on a material, we mean a substrate, a film, a layer comprising this material only or this material and possibly other materials, for example doping elements.
  • the substrate 10 comprises, for example, silicon.
  • the first structure 11 forms a first group of electrodes of a first polarity
  • the second structure 14 forms a second group of one or more electrodes of a second polarity.
  • the first and second electrically conductive structures 11, 14 are intended to create an electric field for the movement of electrons within the substrate 10.
  • the first electrically conductive structure 11 has the role of collecting the electrons photo-generated by the substrate 10
  • the second electrically conductive structure 14 has the role of collecting the current produced by the movement of the electrons.
  • the first electrically conductive structure 11 comprises a plurality of electrically conductive lines 15, usually made of metal. These lines are often referred to as collection fingers or metallization fingers. They are configured to collect the electrons produced by the substrate 10. In order to conduct a current between two interconnected cells, these conductive lines 15 are intended to be brought into contact with the interconnection elements 3 connecting two cells 2, 20.
  • This connection conductive lines 15 with the interconnection elements 3 can be either direct or via conductive tracks 60 to 62, also called “BusBars” in English, which will be described later in more detail.
  • the lines of metal forming the collection fingers 15 have a width of the order of 40 micrometers, the width being measured in a direction perpendicular to the length of the line.
  • the second structure 14 can also comprise a plurality of collection fingers 16, in particular the same number of collection fingers as the first structure 12, and the photovoltaic cell is said to be bifacial. If the first and second faces 12, 13 of the substrate 10 are intended to receive light radiation to photo-generate an electric current on each of these faces, the cell is described as bifacial.
  • the second structure 14 usually comprises a metal plate entirely covering the second face 13 of the substrate 10.
  • the first face 12 is intended to receive the light radiation while the second face 13 is preferably intended to reflect the radiation by direction of the substrate 10.
  • a photovoltaic cell 2, 20 has a main face, called the front face, corresponding to the first face 12 of the substrate 10, and an opposite secondary face, called the rear face, corresponding to the second face 13 of the substrate 10.
  • the shape of the first and second faces 12, 13 can be varied: rectangular or square, with or without chamfer, circular etc.
  • the photovoltaic cell 2, 20 has the general shape of a parallelepiped, that is to say it has six parallel faces two by two.
  • the photovoltaic 2, 20 has a main edge 4 extending along a longitudinal direction A and a secondary edge 40 extending along a secondary direction B.
  • the length of a cell 2, 20 is referenced by L2.
  • the length of the main edge 4 corresponds to the length of the cell 2, 20.
  • the main edge 4 extends longitudinally in the longitudinal direction A and the secondary edge 40 extends longitudinally in the secondary direction B.
  • the collection fingers 15, 16 of the first and second electrically conductive structures 11, 14 extend along the secondary edge 40, that is to say they extend longitudinally along the secondary direction B.
  • the collecting fingers 15, 16 are parallel to the secondary edge 40. More particularly, the collecting fingers 15, 16 are spaced apart from each other by a distance D.
  • the collection fingers 15, 16 can be regularly spaced, ie the distances D between two collection fingers are identical.
  • the interconnection elements 3 are intended to interconnect two photovoltaic cells 2, 20 with each other.
  • the interconnection elements 3 have the role of transporting a current, in particular from the electrons produced by the substrate 10 of the photovoltaic cell 2, 20.
  • An interconnection element 3 can be a wire or a ribbon.
  • a wire has a generally cylindrical shape and has a length strictly greater than its width, on the contrary, a strip has a generally parallelepipedal shape and also has a length strictly greater than its width.
  • the interconnection element 3 comprises copper.
  • the interconnection elements 3 are positioned in contact with the cells 2, 20, in particular the interconnection elements 3 are positioned so that they extend along a main direction D3 and cover at least one photovoltaic cell 2, 20, preferably each photovoltaic cell 2, 20, over an overlap length L3 measured along the main direction D3.
  • the main direction D3 can be oriented along the main edge 4 of the cell 2, 20.
  • the main direction D3 can be parallel to the longitudinal direction A. If the interconnection element 3 completely covers the cell 2, 20, then the overlap length L3 corresponds to the dimension of the cell 2, 20 measured along the main direction D3. If cell 2, 20 has a square shape, and the main direction D3 runs parallel to one side of the square, then L3 is equal to the length of one side of the square.
  • the interconnection elements 3 are positioned in contact with at least one of the first and second electrically conductive structures 11, 14 of each cell 2, 20.
  • two cells 2, 20 in series by positioning the interconnection elements 3 in contact with the first electrically conductive structure of a first photovoltaic cell 2 of and in contact with the second electrically conductive structure 14 of a second photovoltaic cell 20.
  • two cells 2, 20 can be interconnected in parallel by positioning the interconnection elements 3 in contact with the first electrically conductive structure of the first photovoltaic cell 2 and in contact with the first electrically conductive structure 11 of the second photovoltaic cell 20.
  • the width of the interconnection elements 3 is greater than the width of the collection fingers 15, 16.
  • the interconnection elements 3 extend along the main direction D3 and the width of the interconnection elements is measured perpendicular to this main direction D3.
  • the collection fingers 15, 16 extend in an additional direction and the width of the interconnection elements is measured perpendicular to this additional direction.
  • the main direction D3 and the additional direction are inclined with an angle ⁇ comprised between -25° and +25°, preferably between -5° and +5°.
  • ⁇ 0°.
  • the collection fingers 15, 16 extend parallel to the interconnection elements 3.
  • conductive tracks 60 to 62 are preferably provided, also designated by the English term “busbar”, which extend in a direction substantially perpendicular to the collection fingers 15, 16 and to the interconnection elements 3.
  • an assembly 1 comprising eight interconnection elements 3.
  • the interconnection elements 3 are parallel to each other.
  • the interconnection elements 3 are regularly spaced between them, that is to say they are separated by the same distance.
  • the assembly 1 comprises at least one adhesive element 5, 6 in contact with the interconnection element(s) 3. More particularly, a adhesive element 5, 6 has a width Y, measured along the main direction D3, such that Y ⁇ 0.5*L3. In other words, the width Y of an adhesive element 5, 6 is less than half the lap length L3. For example, the width Y extends along the main edge 4 of the cell 2, 20.
  • the width Y is less than half of the main edge 4 of the cell 2, 20, the length of the main edge 4 being measured along the main direction D3.
  • a surface of adhesive material smaller than the surface of a photovoltaic cell 2, 20 is used.
  • the quantity of adhesive material is therefore limited while allowing the interconnection elements 3 to be maintained.
  • Y ⁇ 0.1*L3 preferably Y ⁇ 0.05*L3, preferably Y ⁇ 0.01*L3.
  • These ratios make it possible to further limit the quantity of material used for the mechanical attachment of the interconnection elements 3. If the adhesive element 5, 6 is not transparent, the shading that it induces is then reduced. Furthermore, if the adhesive element 5, 6 is not electrically conductive and it is positioned on the electrical structure 11, then the fact that it occupies a restricted surface makes it possible to limit the non-conductive surface between this electrical structure 11 and the interconnection element 3.
  • the adhesive element 5, 6 is composed of a polymer capable of hardening when it is subjected to heat or ultraviolet radiation.
  • the polymer can be acrylate, epoxy or silicone based.
  • the heat used to harden the adhesive element 5, 6 has a temperature less than or equal to 200°C, for example between 100°C and 200°C, preferably between 120°C and 140°C.
  • the ultraviolet radiation to harden the adhesive element 5, 6 has a wavelength between 100 and 400 nm.
  • the adhesive element 5, 6 hardens, it is also said to polymerize, it fixes the element interconnection element 3 to the photovoltaic cell 2, 20. In other words, the adhesive element 5, 6 mechanically couples the interconnection element 3 to the cell 2, 20.
  • the adhesive element 5, 6 is transparent to visible light so as to limit a shading effect on the photovoltaic cell 2, 20 which could reduce its current production.
  • visible light electromagnetic radiation whose wavelength is between 400 and 700 nm.
  • transparent to visible light means an adhesive element 5, 6 which makes it possible to transmit at least 70% of a flux of visible light.
  • the adhesive element 5, 6 can have an absorption coefficient strictly less than 100 rrr 1 over a wavelength range between 300 and 1200 nm.
  • the width Y of an adhesive element 5, 6 is greater than or equal to that of an interconnection element 3.
  • the width of an interconnection element 3 is between 200 and 300 micrometers , for example 250 micrometers. This makes it easier to position the interconnection element 3 on the adhesive element 5, 6.
  • the width Y of an adhesive element 5, 6 is less than a quarter of the length of the main edge 4 of the photovoltaic cell 2, 20.
  • the width Y of an adhesive element 5, 6 is less than 10 % of the length of the main edge 4.
  • the width Y of an adhesive element 5, 6 is less than or equal to the distance D separating two collection fingers.
  • the width Y of an adhesive element 5, 6 is less than or equal to twice the distance D separating two collection fingers.
  • each photovoltaic cell comprises several separate adhesive elements 5, 6.
  • Each adhesive element 5, 6 is in contact with only some of the interconnecting elements 3.
  • an adhesive element 5, 6 is in contact with only one interconnection element 3.
  • Adhesive elements 5, 6 have been shown having the general shape of a pad (also referred to as "pad" in English).
  • the stud can for example have a circular shape or a polygonal shape.
  • the stud may have a square or rectangular shape, for example a shape whose width Y is between 0.7* its length L and 1.3* its length L. Preferably 0.9*Y ⁇ L ⁇ 1.1 *Y.
  • Y L.
  • the length L of an adhesive element 5, 6 being measured in a direction perpendicular to the main direction D3.
  • each adhesive element 5, 6 is in contact with several interconnection elements 3. Such is for example the case of the embodiments illustrated in FIG. 1, 2 and 5 to 9.
  • the adhesive elements 5, 6 have the shape of a strip having a width Y extending along the main edge 4 of the photovoltaic cell 2, and a length L greater than its width Y.
  • the strip shape makes it possible to maintain sufficient tension on the interconnection elements 3 in order to maintain a good alignment of the interconnection elements 3, that is to say to align the elements of interconnection 3 along the main direction D3, for example along the longitudinal direction A.
  • the tension exerted on the interconnection elements 3 advantageously makes it possible to keep them in contact with the first and second electrically conductive structures 11, 14.
  • the element adhesive 5, 6 is electrically insulating, that is to say not electrically conductive. In other words, the adhesive element 5, 6 can be devoid of metal particles.
  • the adhesive element 5, 6 when the adhesive element 5, 6 has the shape of a pad, it is in contact with a single interconnection element 3. In this case, the adhesive element 5, 6 may or may not be electrically conductive. Alternatively, when the adhesive element 5, 6 has the shape of a strip to be in contact with at least two interconnection elements 3, it is electrically insulating so as not to create a short circuit between two interconnection elements 3 .
  • the length L of an adhesive element 5, 6 extends along the secondary edge 40 of the cell 2, 20.
  • the length L of an adhesive element 5, 6 extends perpendicular to the main direction D3.
  • the secondary direction B can be perpendicular to the longitudinal direction A and the length L of an adhesive element 5, 6 extends perpendicular to the main edge 4 of the photovoltaic cell 2, 20.
  • the length L of an adhesive element 5, 6 can extend perpendicularly to the interconnection elements 3.
  • the length L of an adhesive element 5, 6 can also extend parallel to the secondary edge 40 of the photovoltaic cell 2, 20 .
  • assembly 1 may comprise several interconnection elements 3.
  • assembly 1 comprises one adhesive element 5 per interconnection element 3, that is to say that each adhesive element 5 is in contact with a single interconnection element 3.
  • the assembly 1 comprises adhesive elements 5 respectively in contact with the interconnection elements 3.
  • assembly 1 comprises several interconnection elements 3, first adhesive elements 5 respectively in contact with the interconnection elements 3 and second adhesive elements 6 respectively in contact with the interconnection elements 3.
  • the assembly 1 comprises two adhesive elements 5, 6 per interconnection element 3. that is to say that two adhesive elements 5, 6 are in contact with the same interconnection element 3.
  • the assembly 1 comprises several interconnection elements 3 and an adhesive element 5 in contact with several interconnection elements 3. More particularly, the adhesive element 5 has a shape of a strip to be in contact with at least two interconnection elements 3.
  • the assembly 1 comprises eight interconnection elements 3 and four adhesive elements 5 in contact, each of two interconnecting elements 3.
  • the assembly 1 comprises several interconnecting elements 3 and several adhesive elements 5, 6 in the form of a strip.
  • First adhesive elements 5 are in contact with at least two interconnection elements 3 and second adhesive elements 6 are in contact with at least two interconnection elements 3.
  • the assembly 1 comprises a single adhesive element 5 in contact with each of the interconnection elements 3.
  • the adhesive element 5 has a length L extending along part of the secondary edge 40 of the photovoltaic cell 2.
  • the adhesive element 5 may have a length L extending over the entire length of the secondary edge 40.
  • the adhesive element 5 has the shape of a strip.
  • the first electrically conductive structure 11 of a photovoltaic cell 2, 20 comprises at least one electrically conductive track 60 to 62, also called “Busbar” in English.
  • the electrically conductive tracks 60 to 62 extend along the main edge 4 of the cell 2, 20.
  • the electrically conductive tracks 60 to 62 have a greater width than those of the collection fingers 15, 16.
  • assembly 1 comprises the same number of interconnection elements 3 as of electrically conductive tracks 60 to 62.
  • each interconnection element 3 is positioned in contact with an electrically conductive line 60 to 62.
  • FIGS 1 and 2 there is shown another embodiment, in which the assembly 1 comprises a first adhesive element 5 in contact with each of the interconnection elements 3 and a second adhesive element 6 in contact with each of the interconnection elements 3.
  • the first adhesive element or elements 5 extend in a first half C1 of the photovoltaic cell 2. That is to say that each first adhesive element 5 is located opposite the first half C1 and that the width Y of each first adhesive element 5 is strictly less than half the length of the main edge 4 of the cell 2.
  • the second adhesive element(s) 6 extend into the second half C2 of the photovoltaic cell 2. C that is to say that each second adhesive element 6 is located opposite the second half C2 and that the width Y of each second adhesive element 6 is strictly less than half the length of the main edge 4 of the cell 2.
  • the photovoltaic cell 2 comprises a part 50 of the first face 12 of the substrate devoid of any electrically conductive structure.
  • part 50 is located between secondary edge 40 and a first collection finger 15 of first conductive structure 11.
  • first adhesive element(s) 5 are in contact with part 50 which has no electrically conductive structure.
  • the use of an electrically insulating adhesive element 5, 6 therefore does not induce any negative impact in terms of electrical conductivity between the conductive structure 11 and the interconnection element 3.
  • the interconnection elements 3 are electrically coupled to the first face 12 of the substrate 10 of the first photovoltaic cell 2 of the assembly 1 and to the second face 13 of the substrate 10 of the second photovoltaic cell 20, and the cells 2, 20 of the assembly 1 are interconnected in series.
  • the second photovoltaic cell 20 is similar to the first photovoltaic cell 2. That is to say that the photovoltaic cells 2, 20 have, in particular, the same dimensions and the same electrically conductive structures 11, 14.
  • the interconnection elements 3 are electrically coupled to the first face 12 of the substrate 10 of the first photovoltaic cell 2 and to the first face 12 of the substrate 10 of the second photovoltaic cell 20, and the cells 2, 20 of the assembly 1 are interconnected in parallel.
  • first adhesive elements 5 can be positioned on the first photovoltaic cell 2 and one or more first adhesive elements 5 on the second photovoltaic cell 20 to effectively maintain the elements of interconnection 3 on the respective faces 12, 13 of the cells 2, 20. It is also possible to position first and second adhesive elements 5, 6 on one face 12, 13 of the first photovoltaic cell 2 and first and second adhesive elements 5, 6 on one face 12, 13 of the second photovoltaic cell 20 in order to improve the holding in position of the elements of interconnection 3.
  • the deposition step comprises bringing at least one adhesive element 5, 6 into contact with at least one interconnection element 3 so that the conductive element(s) 3, intended to electrically connect the two photovoltaic cells 2, 20 between them, extend over a photovoltaic cell 2, 20 along a main direction D3 covering the cell 2, 20 over an overlapping length L3 measured along the main direction D3, and so that the adhesive element(s) 5, 6 have a width Y, measured along the main direction D3, such that Y ⁇ 0.5*L3.
  • the interconnection elements 3 when the interconnection elements 3 are brought into contact with the adhesive elements 5, 6, the interconnection element(s) 3 are placed on the photovoltaic cell, in particular on the first face 12 of the substrate 10 of the photovoltaic cell 2, then the adhesive element(s) 5, 6 are placed in contact with the interconnection elements 3.
  • the adhesive elements 5, 6 when brought into contact, are placed on the photovoltaic cell 2, in particular on the first face 12 of the substrate 10 of the photovoltaic cell 2, then the interconnection elements 3 are placed in contact with the adhesive elements 5, 6.
  • the adhesive element 5, 6 is deposited on the first face 12 of the cell 2, 20, more particularly on the main face 12 of the substrate and/or on the secondary face 12 of the substrate 10 by screen printing, dispense, c ie a laying of the adhesive element 5, 6 with a longitudinal spreading, or by jet.
  • the longitudinal spreading can be carried out along the longitudinal A or secondary direction B.
  • 6 has a viscosity, before its polymerization, of between 10 Pa.s and 40 Pa.s.
  • the adhesive element 5, 6 has a Young's modulus, after its polymerization, of between 0.1 and 5 GPa at 25°C.
  • a polymerization step is carried out to harden the adhesive element 5, 6 and mechanically couple the interconnection element 3 with the cells.
  • - heat preferably at a temperature between 100 and 200°C, and even more preferably at a temperature between 120 and 140°C.
  • the bringing into contact and the polymerization make it possible to position the interconnection elements 3 in contact with the first electrically conductive structure 11 of the first cell 2 and with the first or second electrically conductive structure 14 of the second photovoltaic cell 20.
  • the interconnection element 3 is retained on the substrate 10 only by the at least one adhesive element 5, 6 (at least before the soldering step which will be described below).
  • the interconnection element 3 is preferably not held to the substrate by a polymer sheet attached to the substrate 10.
  • the interconnection elements 3 include a coating suitable for a soldering step making it possible to electrically couple the interconnection elements 3 with the first and second electrically conductive structures 11, 14 of the photovoltaic cells 2, 20.
  • the soldering step consists in heating the assembly 1 to assemble the interconnection elements 3 to the electrically conductive structures 11, 14 by heating the coating to its melting temperature.
  • the melting temperature of the coating is lower than that of copper.
  • the first and second electrically conductive structures 11, 14 are made from a paste comprising silver
  • the coating of the interconnection elements 3 is made from an alloy of bismuth or indium.
  • the coating is made from an alloy of tin, bismuth and silver.
  • the method preferably comprises, after the polymerization step, a lamination step.
  • a lamination step Preferably the heat necessary for the solder is provided during the lamination step.
  • the electrical connection is made between the interconnection elements 3 and the electrically conductive structure including collection fingers.
  • this lamination step also corresponds to the lamination state during which the various layers of the photovoltaic module are laminated, these various layers comprising the substrate 10 coated with the electrical structures 11, 14, as well as the encapsulation layers of the substrate.
  • the process for producing the photovoltaic module does not include an additional lamination step.
  • the proposed method therefore has a reduced number of steps while offering high reliability in positioning and maintaining the interconnection elements.
  • the method comprises, after the polymerization step, a step of soldering the interconnection elements 3 with one of the electrically conductive structures 11, 14 of each photovoltaic cell 2, 20 of the assembly 1 .

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Abstract

Ensemble de génération de courant (1), comprenant une cellule photovoltaïque (2), au moins un élément d'interconnexion (3) s'étendant le long d'un bord (4) de la cellule photovoltaïque (2) et au moins un élément adhésif (5, 6) en contact avec l'au moins un élément d'interconnexion (3) de manière à coupler mécaniquement l'au moins un élément d'interconnexion (3) avec la cellule photovoltaïque (2), l'au moins un élément adhésif (5, 6) ayant une largeur (Y) s'étendant le long du bord (4) de la cellule photovoltaïque (2) inférieure à la longueur du bord (4) de la cellule photovoltaïque (2).

Description

« Ensemble pour module photovoltaïque, module photovoltaïque et procédé de fabrication de l’ensemble et du module »
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un ensemble pour module photovoltaïque formant une chaîne de cellules photovoltaïques. Elle concerne également un module photovoltaïque ainsi que la fabrication d’ensemble photovoltaïques.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les modules photovoltaïques comportent plusieurs cellules photovoltaïques interconnectées entre elles pour former un ensemble appelé également chaîne photovoltaïque. L’interconnexion des cellules est un enjeu majeur car elle définit les caractéristiques de production d’énergie électrique des modules, notamment en termes de puissance électrique. Il existe différentes méthodes pour interconnecter des cellules photovoltaïques.
On peut fabriquer une cellule photovoltaïque de grande dimension et la découper en plusieurs petites cellules qui seront interconnectées après l’étape de découpe. En effet, une cellule photovoltaïque de grande dimension peut générer des résistances électriques importantes et il est préférable d’utiliser plusieurs cellules ayant des dimensions plus faibles afin de limiter les résistances électriques pour fournir une puissance électrique la plus importante possible. De façon générale, des cellules ainsi découpées sont interconnectées entre elles par brasure en utilisant des alliages à base d’étain comme métal d’apport. La brasure consiste à assembler deux pièces métalliques à l’aide d’un métal d’apport liquide à une température de fusion inférieure à celle des pièces. En particulier, les pièces ne participent pas par fusion à l’assemblage. Mais une telle fabrication nécessite une grande quantité d’étain, ce qui rend le procédé de fabrication très coûteux.
On peut citer par exemple, la demande de brevet européen EP 2 793 275 qui divulgue une interconnexion entre deux cellules photovoltaïques à l’aide d’une colle électriquement conductrice positionnée le long des pistes conductrices des cellules. Les pistes conductrices, appelées également « busbars » en anglais, sont des éléments électriquement conducteurs placés au contact du substrat de la cellule et connectés à des électrodes habituellement appelées « doigts de collecte » dont le rôle est de collecter les porteurs de charge photo-générés par la cellule pour produire un courant électrique. En particulier, les pistes conductrices s’étendent le long de la cellule. Actuellement, les cellules photovoltaïques peuvent comprendre une à cinq pistes conductrices. L’interconnexion de deux cellules consiste à positionner un fil conducteur le long des pistes conductrices des cellules puis à effectuer une brasure entre la colle électriquement conductrice et un revêtement préalablement placé sur les fils conducteurs. Ainsi, la colle comprend des particules d’argent pour être électriquement compatible avec le revêtement des fils conducteurs. On peut citer la demande internationale WO2017/072238, qui divulgue un procédé de réalisation d’un module photovoltaïque comprenant un dépôt de plages métallisées à chaque intersection entre les busbars et les doigts de collecte. Mais ces procédés de fabrication nécessitent également une grande quantité d’argent. Ils sont donc particulièrement coûteux.
La demande de brevet suédois SE 1930 374 divulgue un procédé d’interconnexion de cellules photovoltaïques dans lequel on utilise une première bande continue portant des fils conducteurs positionnée sur les faces supérieures des cellules et une deuxième bande continue portant également des fils conducteurs positionnée sur les faces inférieures des cellules. L’interconnexion électrique entre les fils conducteurs est effectuée dans les espaces inter-cellules où les fils conducteurs de la première bande sont mis en contact avec les fils conducteurs de la deuxième bande. Mais la mise en contact des fils conducteurs est délicate car ils doivent être alignés entre eux pour être correctement connectés. En outre ce procédé utilise une grande quantité de matériaux pour réaliser les deux bandes continues. En effet, la longueur des bandes utilisées doit être supérieure à la somme des longueurs des cellules photovoltaïques.
On peut en outre citer la demande de brevet européen EP 3 165 361 qui divulgue un procédé d’interconnexion entre des cellules photovoltaïques bifaciales utilisant une feuille polymère adhésive comprenant des fils conducteurs. Ce procédé est habituellement désigné par la marque commerciale SmartWire Connection Technology™ (SWCT). La feuille polymère est discontinue, et comprend des portions supérieures destinées à être placées au contact des faces supérieures de certaines cellules et des portions inférieures destinées à être placées au contact des faces inférieures d’autres cellules. Entre deux portions de feuilles, les fils conducteurs sont libres. Cette méthode présente pour inconvénient d’induire un coût relativement élevé, notamment en termes de matériaux utilisés.
On peut également citer la demande de brevet américain LIS2016/035907, qui divulgue un module photovoltaïque comprenant des bandes adhésives isolantes et des zones d’adhésif à chaque intersection entre un interconnecteur et un doigt de collecte pour fixer temporairement les interconnecteurs aux doigts de collecte. Mais un tel module utilise une grande quantité de matériaux pour réaliser les bandes et les zones adhésives isolantes.
Un objet de la présente invention est donc de proposer une solution pour interconnecter des cellules photovoltaïques en limitant les inconvénients mentionnés ci- dessus. En particulier, il existe un besoin consistant à proposer un procédé fiable d’interconnexion de cellules photovoltaïques, tout en permettant de réduire les coûts de fabrication.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.
RESUME DE L’INVENTION
Pour atteindre cet objectif, il est proposé un ensemble pour module photovoltaïque, comprenant au moins deux cellules photovoltaïques et plusieurs éléments d’interconnexion pour connecter électriquement les deux cellules photovoltaïques entre elles, pour chacune des deux cellules photovoltaïques chaque élément d’interconnexion s’étendant selon une direction principale et recouvrant la cellule photovoltaïque sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale.
Pour chacune des deux cellules photovoltaïques, l’ensemble comprend également plusieurs éléments adhésifs, chaque élément adhésif ayant une largeur Y, mesurée selon la direction principale, telle que Y< 0.5* L3. Chaque élément adhésif est électriquement conducteur et chaque élément adhésif est en contact avec un unique élément d’interconnexion.
En outre, pour au moins une moitié d’une cellule photovoltaïque, chaque élément d’interconnexion est en contact avec uniquement un élément adhésif s’étendant dans ladite au moins une moitié de la cellule photovoltaïque, de manière à coupler mécaniquement l’élément d’interconnexion avec la cellule photovoltaïque.
Ainsi, on fournit un ensemble dont les éléments d’interconnexion sont maintenus en position efficacement en utilisant un minimum de quantité de matériau. L’ensemble est simple à réaliser et il est particulièrement adapté pour la réalisation d’un module photovoltaïque pouvant comporter plusieurs ensembles.
Selon un autre aspect, il est proposé un module photovoltaïque, comprenant au moins un ensemble tel que défini ci-avant. L’ensemble est encapsulé dans un matériau transparent.
Selon un autre aspect, il est proposé une centrale solaire comprenant une pluralité de modules photovoltaïques tels que définis ci-avant.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fabrication d’un ensemble pour module photovoltaïque, comprenant :
- une fourniture d’au moins deux cellules photovoltaïques ; et
- un dépôt de plusieurs éléments d’interconnexion et, pour chaque cellule photovoltaïque, plusieurs éléments adhésifs destinés à coupler mécaniquement chaque élément d’interconnexion avec la cellule photovoltaïque, le dépôt comprenant une mise en contact de chaque élément adhésif avec un unique élément d’interconnexion de sorte que :
• chaque élément d’interconnexion est destiné à connecter électriquement les deux cellules photovoltaïques entre elles et s’étend, pour chaque cellule photovoltaïque, selon une direction principale en recouvrant la cellule photovoltaïque sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale.
• chaque élément adhésif a une largeur Y, mesurée selon la direction principale, telle que Y< 0.5* L3.
Chaque élément adhésif est électriquement conducteur.
La mise en contact comprend :
- un placement des éléments adhésifs sur chaque cellule photovoltaïque, et
- avant, après ou simultanément au placement des éléments adhésifs, un placement de chaque élément d’interconnexion, de sorte à mettre en contact, pour au moins une moitié d’une cellule photovoltaïque, chaque élément d’interconnexion avec uniquement un élément adhésif s’étendant dans ladite au moins une moitié, de manière à coupler mécaniquement l’élément d’interconnexion avec la cellule photovoltaïque.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fabrication d’un module photovoltaïque, comprenant :
- une fabrication d’un ensemble selon le procédé défini ci-avant; et
- une encapsulation de l’ensemble par un empilement de matériaux du type polymère et/ou verre.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d’un ensemble pour module photovoltaïque selon l’invention ;
La figure 2 représente schématiquement une vue en coupe de l’ensemble représenté à la figure 1 ;
Les figures 3 à 8 représentent schématiquement d’autres mode de réalisation d’un ensemble pour module photovoltaïque.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Par exemple, les largeurs relatives des éléments d’interconnexion et des doigts de collecte ne sont pas représentatives de la réalité.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation et de mises en oeuvre de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement :
- la largeur Y de l’au moins un élément adhésif peut être < 0.1 * L3, de préférence Y< 0.05 * L3, de préférence Y< 0.01 * L3.
Si l’élément d’interconnexion s’étend le long de toute la cellule d’un bord à l’autre, c’est-à- dire sur toute sa longueur, alors la longueur de recouvrement correspond à la longueur de la cellule.
Ainsi, on réduit considérablement la quantité de matériau adhésif utilisée.
Ainsi, pour chaque cellule, chaque élément d’interconnexion peut être maintenu en deux points ou un seul point. Cela permet de conserver un bon alignement des éléments d’interconnexion.
- Selon un exemple, chaque élément d’interconnexion peut être en contact avec uniquement deux éléments adhésifs disjoints.
Ce qui permet de limiter la consommation de matière adhésive.
- Selon un exemple, deux éléments adhésifs disjoints consécutifs d’une même cellule photovoltaïque en contact avec un même élément d’interconnexion peuvent être séparés d’une distance E5-6, telle que E5-6^0.5*L3, E5-6 étant mesurée parallèlement à la direction principale.
Ainsi, chaque élément d’interconnexion est solidarisé à la cellule par deux points suffisamment distants pour assurer un bon maintien de sa position et son alignement sur toute la cellule.
- Selon un exemple, au moins un élément adhésif a une forme d’un plot.
- Selon un exemple, au moins un élément adhésif a une forme ayant une largeur
Y comprise entre 0.7* sa longueur L et 1.3* sa longueur L, la longueur L étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la direction principale, la largeur
Y étant mesurée selon la direction principale, de préférence 0.9*Y<L<1.1*Y.
- Selon un autre exemple, l’ensemble peut comprendre des premiers éléments adhésifs s’étendant dans une première moitié d’une cellule photovoltaïque et des deuxièmes éléments adhésifs s’étendant dans la deuxième moitié de la cellule photovoltaïque.
- Selon un exemple, les éléments adhésifs s’étendent dans une première région comprise dans la première moitié de la cellule photovoltaïque, la première région ayant une largeur, mesurée selon la direction principale, inférieure ou égale à 0.1 * L3, de préférence inférieure ou égale à 0.05 * L3, de préférence inférieure ou égale à 0.01 * L3.
- Par exemple, chaque cellule photovoltaïque peut comprendre un substrat et une structure électriquement conductrice en contact avec une première partie d’une face du substrat et chaque élément d’interconnexion, et dans lequel l’au moins un élément adhésif est en contact avec une deuxième partie de la face du substrat, la deuxième partie étant dépourvue de structure électriquement conductrice.
- Selon un exemple, l’élément d’interconnexion est retenu au substrat uniquement par l’au moins un élément adhésif, tout au moins avant la brasure de l’élément d’interconnexion à la structure électrique. Ainsi, l’élément d’interconnexion ne repose pas sur une feuille polymère rapportée sur le substrat.
- Selon un autre exemple, le procédé de fabrication de l’ensemble peut comprendre, simultanément à, ou après, la mise en contact de chaque élément d’interconnexion avec au moins un élément adhésif, une étape de polymérisation de chaque élément adhésif pour coupler mécaniquement chaque élément d’interconnexion avec la cellule photovoltaïque.
- Selon un autre exemple, le procédé peut comprendre, de préférence après l’étape de polymérisation, au moins une étape de lamination effectuée de sorte à réaliser une connexion électrique entre les éléments d’interconnexion et une structure électriquement conductrice de chaque cellule photovoltaïque.
- Selon un autre exemple, chaque cellule photovoltaïque peut comprendre un substrat et une structure électriquement conductrice en contact avec le substrat, la structure électriquement conductrice comprenant des doigts de collecte configurés pour collecter les porteurs de charges photo-générés par le substrat de la cellule photovoltaïque, le procédé comprenant, de préférence après l’étape de polymérisation, une étape de lamination de sorte à connecter électriquement chaque élément d’interconnexion avec la structure électriquement conductrice de chaque cellule photovoltaïque, de préférence au cours de l’étape de lamination, le procédé comprenant un apport de chaleur aux cellules photovoltaïques de sorte à effectuer une brasure de chaque élément d’interconnexion avec la structure électriquement conductrice de chaque cellule photovoltaïque.
Sur les figures 1 à 8, on a représenté un ensemble 1 pour module photovoltaïque 30. L’ensemble 1 comporte au moins deux cellules photovoltaïques 2, 20 et au moins un élément d’interconnexion 3. Les cellules photovoltaïques 2, 20 sont électriquement interconnectées entre elles par l’intermédiaire des éléments d’interconnexion 3, et on appelle également l’ensemble 1 « chaîne photovoltaïque ». Un module photovoltaïque 30 comprend un ensemble de cellules photovoltaïques 2, 20 interconnectées entre elles pour produire un courant. Dans le module photovoltaïque 30, les cellules photovoltaïques 2, 20 sont électriquement connectées entre elles et encapsulées dans un empilement de matériaux du type polymère et/ou verre. L’empilement protège les cellules 2, 20 tout en conservant la fonction de conversion photoélectrique des cellules 2, 20. Par exemple, le module photovoltaïque 30 peut être du type HET, c’est-à-dire comprenant des cellules photovoltaïques à hétérojonction et en particulier à base de silicium. Une cellule à base de silicium et de type à hétérojonction est une cellule comprenant un substrat en silicium cristallin et au moins une couche en silicium amorphe hydrogéné.
De façon générale, une cellule photovoltaïque 2, 20 convertit une partie du rayonnement lumineux en énergie électrique. A cet effet, la cellule photovoltaïque 2, 20 comporte un substrat 10, une première structure électriquement conductrice 11 sur une première face 12 du substrat 10 et une deuxième structure électriquement conductrice 14 sur une deuxième face 13 du substrat 10, opposée à la première face 12. Le substrat 10 est apte à produire des électrons lorsqu’il reçoit un rayonnement lumineux. On entend par un substrat, un film, une couche, « à base » d’un matériau, un substrat, un film, une couche comprenant ce matériau uniquement ou ce matériau et éventuellement d’autres matériaux, par exemple des éléments dopants. Le substrat 10 comprend, par exemple, du silicium. En particulier, la première structure 11 forme un premier groupe d’électrodes d’une première polarité, et la deuxième structure 14 forme un deuxième groupe d’une ou de plusieurs électrodes d’une deuxième polarité. Les première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14 sont destinées à créer un champ électrique pour le déplacement des électrons au sein du substrat 10. En outre, la première structure électriquement conductrice 11 a pour rôle de collecter les électrons photo-générés par le substrat 10 et la deuxième structure électriquement conductrice 14 a pour rôle de collecter le courant produit par le déplacement des électrons.
De façon générale, la première structure électriquement conductrice 11 comprend une pluralité de lignes électriquement conductrices 15, le plus souvent en métal. Ces lignes sont souvent appelées doigts de collecte ou doigts de métallisation. Elles sont configurées pour collecter les électrons produits par le substrat 10. Afin de conduire un courant entre deux cellules interconnectées, ces lignes conductrices 15 sont destinées à être mises en contact avec les éléments d’interconnexion 3 connectant deux cellules 2, 20. Cette connexion des lignes conductrices 15 avec les éléments d’interconnexion 3 peut être soit directe soit par l’intermédiaire de pistes conductrices 60 à 62, également appelées « BusBars » en langue anglaise, qui seront décrites par la suite plus en détail.
Sur les figures 1 à 8, on a représenté uniquement trois doigts de collecte sur la première face 12, pour des raisons de simplification. Généralement, les lignes de métal formant les doigts de collecte 15 ont une largeur de l’ordre de 40 micromètres, la largueur étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la longueur de la ligne. La deuxième structure 14 peut également comprendre une pluralité de doigts de collecte 16, en particulier le même nombre de doigts de collecte que la première structure 12, et on dit que la cellule photovoltaïque est bifaciale. Si les première et deuxième faces 12, 13 du substrat 10 sont destinées à recevoir un rayonnement lumineux pour photo-générer un courant électrique sur chacune de ces faces, la cellule est qualifiée de bifaciale. En revanche, si seule l’une des deux faces 12, 13 du substrat 10 est apte à recevoir un rayonnement lumineux pour photo-générer un courant, alors, la cellule est qualifiée de mono-faciale. Dans ce cas, la deuxième structure 14 comprend habituellement une plaque de métal couvrant entièrement la deuxième face 13 du substrat 10. La première face 12 est destinée à recevoir le rayonnement lumineux tandis que la deuxième face 13 est de préférence destinée à réfléchir le rayonnement en direction du substrat 10.
Une cellule photovoltaïque 2, 20 présente une face principale, dite face avant, correspondant à la première face 12 du substrat 10, et une face secondaire opposée, dite face arrière, correspondant à la deuxième face 13 du substrat 10. La forme des premières et deuxièmes faces 12, 13 peuvent être variés : rectangulaire ou carrée, avec ou sans chanfrein, circulaire etc. Sur les exemples illustrés sur les figures, la cellule photovoltaïque 2, 20 a une forme générale d’un parallélépipède, c’est-à-dire qu’elle présente six faces parallèles deux à deux. Sur ces exemples, la photovoltaïque 2, 20 a un bord principal 4 s’étendant le long d’une direction longitudinale A et un bord secondaire 40 s’étendant le long d’une direction secondaire B. La longueur d’une cellule 2, 20 est référencée par L2. Lorsque la cellule a une forme carrée ou rectangulaire, la longueur du bord principal 4 correspond à la longueur de la cellule 2, 20. En d’autres termes, le bord principal 4 s’étend longitudinalement selon la direction longitudinale A et le bord secondaire 40 s’étend longitudinalement selon la direction secondaire B. Ainsi, les doigts de collecte 15, 16 des première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14 s’étendent le long du bord secondaire 40, c’est-à-dire qu’ils s’étendent longitudinalement selon la direction secondaire B. De préférence, les doigts de collecte 15, 16 sont parallèles au bord secondaire 40. Plus particulièrement, les doigts de collecte 15, 16 sont espacés entre eux d’une distance D. Par exemple, les doigts de collecte 15, 16 peuvent être régulièrement espacés, c’est-à-dire que les distances D entre deux doigts de collecte sont identiques.
Les éléments d’interconnexion 3 sont destinés à interconnecter deux cellules photovoltaïques 2, 20 entre elles. En particulier, les éléments d’interconnexion 3 ont pour rôle de transporter un courant, notamment à partir des électrons produits par le substrat 10 de la cellule photovoltaïque 2, 20. Un élément d’interconnexion 3 peut être un fil ou un ruban. Un fil a une forme globalement cylindrique et a une longueur strictement supérieure à sa largeur, au contraire, un ruban a une forme globalement parallélépipédique et a également une longueur strictement supérieure à sa largeur. Par exemple, l’élément d’interconnexion 3 comporte du cuivre.
De façon à pouvoir interconnecter électriquement deux cellules photovoltaïques 2, 20 entre elles, on positionne les éléments d’interconnexion 3 en contact avec les cellules 2, 20, en particulier on positionne les éléments d’interconnexion 3 de sorte qu’ils s’étendent selon une direction principale D3 et recouvrent au moins une cellule photovoltaïque 2, 20, de préférence chaque cellule photovoltaïque 2, 20, sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale D3. La direction principale D3 peut être orientée selon le bord principal 4 de la cellule 2, 20. Par exemple la direction principale D3 peut être parallèle à la direction longitudinale A. Si l’élément d’interconnexion 3 recouvre entièrement la cellule 2, 20, alors la longueur de recouvrement L3 correspond à la dimension de la cellule 2, 20 mesurée selon la direction principale D3. Si la cellule 2, 20 présente une forme carrée, et que la direction principale D3 s’étend parallèlement à l’un des côtés du carré, alors L3 est égal à la longueur d’un côté du carré.
Plus particulièrement, on positionne les éléments d’interconnexion 3 en contact avec l’une au moins des première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14 de chaque cellule 2, 20. Par exemple, comme illustré sur la figure 2, on peut interconnecter deux cellules 2, 20 en série en positionnant les éléments d’interconnexion 3 en contact avec la première structure électriquement conductrice d’une première cellule photovoltaïque 2 du et en contact avec la deuxième structure électriquement conductrice 14 d’une deuxième cellule photovoltaïque 20. En variante, on peut interconnecter deux cellules 2, 20 en parallèle en positionnant les éléments d’interconnexion 3 en contact avec la première structure électriquement conductrice de la première cellule photovoltaïque 2 et en contact avec la première structure électriquement conductrice 11 de la deuxième cellule photovoltaïque 20.
En général, la largeur des éléments d’interconnexion 3 est supérieure à la largeur des doigts de collecte 15, 16. Les éléments d’interconnexion 3 s’étendent selon la direction principale D3 et la largeur des éléments d’interconnexion est mesurée perpendiculairement à cette direction principale D3. Pour chaque cellule, les doigts de collecte 15, 16 s’étendent selon une direction additionnelle et la largeur des éléments d’interconnexion est mesurée perpendiculairement à cette direction additionnelle. Les doigts de collecte 15, 16 peuvent s’étendre selon une direction additionnelle inclinée par rapport à la direction principale D3 d’un angle a compris entre 65° et 115°, de préférence entre 85° et 95°. De préférence a =90°. Dans le cas où a =90°, les doigts de collecte 15, 16 s’étend perpendiculairement aux éléments d’interconnexion 3.
Alternativement, la direction principale D3 et la direction additionnelle sont inclinées d’un angle a compris entre -25° et +25°, de préférence entre -5° et +5°. Par exemple a =0°. Lorsque a =0°, les doigts de collecte 15, 16 s’étend parallèlement aux éléments d’interconnexion 3. Dans ce cas, on prévoit de préférence des pistes conductrices 60 à 62, également désignées par le vocable anglais « busbar », qui s’étendent selon une direction sensiblement perpendiculaire aux doigts de collecte 15, 16 et aux éléments d’interconnexion 3.
Sur la figure 1 , on a représenté, à titre d’exemple, un ensemble 1 comprenant huit éléments d’interconnexion 3. De préférence, les éléments d’interconnexion 3 sont parallèles entre eux. Avantageusement, les éléments d’interconnexion 3 sont régulièrement espacés entre eux, c’est-à-dire qu’ils sont séparés par une même distance.
De façon à maintenir les éléments d’interconnexion 3 en contact mécanique avec une cellule photovoltaïque 2, 20, l’ensemble 1 comporte au moins un élément adhésif 5, 6 en contact avec le ou les éléments d’interconnexion 3. Plus particulièrement, un élément adhésif 5, 6 a une largeur Y, mesurée selon la direction principale D3, telle que Y< 0.5*L3. En d’autres termes, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est inférieure à la moitié de la longueur recouvrement L3. Par exemple, la largeur Y s’étend le long du bord principal 4 de la cellule 2, 20. Avantageusement, la largeur Y est inférieure à la moitié du bord principal 4 de la cellule 2, 20, la longueur du bord principal 4 étant mesurée selon la direction principale D3. Ainsi, on utilise une surface de matériau adhésif inférieure à la surface d’une cellule photovoltaïque 2, 20. On limite donc la quantité de matériau adhésif tout en permettant un maintien des éléments d’interconnexion 3. De préférence, Y< 0.1 * L3, de préférence Y< 0.05 * L3, de préférence Y< 0.01 * L3. Ces rapports permettent de limiter encore plus la quantité de matière utilisée pour la solidarisation mécanique des éléments d’interconnexion 3. Si l’élément adhésif 5, 6 n’est pas transparent, l’ombrage qu’il induit est alors réduit. Par ailleurs, si l’élément adhésif 5, 6 n’est pas électriquement conducteur et qu’il est positionné sur la structure électrique 11 , alors, le fait qu’il occupe une surface restreinte, permet de limiter la surface non conductrice entre cette structure électrique 11 et l’élément d’interconnexion 3.
L’élément adhésif 5, 6 est composé d’un polymère apte à durcir lorsqu’il est soumis à une chaleur ou à un rayonnement ultraviolet. Le polymère peut être à base d’acrylate, d’époxy ou de silicone. La chaleur utilisée pour durcir l’élément adhésif 5, 6 a une température inférieure ou égale à 200°C, par exemple comprise entre 100°C et 200°c, de préférence entre 120°C et 140°C. Par exemple, le rayonnement ultraviolet pour durcir l’élément adhésif 5, 6 a une longueur d’onde comprise entre 100 et 400 nm. Lorsque l’élément adhésif 5, 6 durcit, on dit également qu’il polymérise, il fixe l’élément d’interconnexion 3 à la cellule photovoltaïque 2, 20. En d’autres termes, l’élément adhésif 5, 6 couple mécaniquement l’élément d’interconnexion 3 à la cellule 2, 20. Avantageusement, l’élément adhésif 5, 6 est transparent à la lumière visible de façon à limiter un effet d’ombrage sur la cellule photovoltaïque 2, 20 qui pourrait diminuer sa production de courant. On entend par lumière visible, un rayonnement électromagnétique dont la longueur d’onde est comprise entre 400 et 700 nm. En outre, on entend par transparent à la lumière visible, un élément adhésif 5, 6 qui permet de transmettre au moins 70 % d’un flux de lumière visible. Par exemple, l’élément adhésif 5, 6 peut avoir un coefficient d’absorption strictement inférieur à 100 rrr1 sur une plage de longueur d’onde comprise entre 300 et 1200 nm. Par exemple, l’élément adhésif 5, 6 peut avoir une un indice de réfraction n = 1 , 5 ± 0.03 pour une longueur d’onde comprise entre 300 et 1200 nm (l’indice de réfraction n étant sans unité).
En outre, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est supérieure ou égale à celle d’un élément d’interconnexion 3. De manière générale, la largeur d’un élément d’interconnexion 3 est comprise entre 200 et 300 micromètres, par exemple 250 micromètres. Cela permet de positionner plus facilement l’élément d’interconnexion 3 sur l’élément adhésif 5, 6.
Avantageusement, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est inférieure au quart de la longueur du bord principal 4 de la cellule photovoltaïque 2, 20. De préférence, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est inférieure à 10% de la longueur du bord principal 4. Par exemple, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est inférieure ou égale à la distance D séparant deux doigts de collecte. En variante, la largeur Y d’un élément adhésif 5, 6 est inférieure ou égale à deux fois la distance D séparant deux doigts de collecte.
Selon un exemple, chaque cellule photovoltaïque comprend plusieurs éléments adhésifs 5, 6 disjoints. Chaque élément adhésif 5, 6 n’est en contact qu’avec certains seulement des éléments d’interconnexion 3.
Selon une variante de ce mode de réalisation, un élément adhésif 5, 6 n’est en contact qu’avec seulement un élément d’interconnexion 3. Cette variante est illustrée en figures 3 et 4. On a représenté des éléments adhésifs 5, 6 ayant une forme générale d’un plot (désigné également par « pad » en langue anglaise). Le plot peut par exemple présenter une forme circulaire ou une forme polygonale. Comme illustré en figure 3 et 4, le plot peut présenter une forme carrée ou rectangulaire, par exemple une forme dont la largeur Y est comprise entre 0.7* sa longueur L et 1.3* sa longueur L. De préférence 0.9*Y<L<1.1*Y. Pour une forme carrée Y=L. La longueur L d’un élément adhésif 5, 6 étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la direction principale D3. Selon un mode de réalisation alternatif, chaque élément adhésif 5, 6 est au contact avec plusieurs éléments d’interconnexion 3. Tel est par exemple le cas des modes de réalisation illustrée en figure 1, 2 et 5 à 9.
Sur ces figures 1, 2 et 5 à 9, les éléments adhésifs 5, 6 ont une forme d’une bande ayant une largeur Y s’étendant le long du bord principal 4 de la cellule photovoltaïque 2, et une longueur L supérieure à sa largeur Y. En outre, la forme de bande permet de maintenir une tension suffisante sur les éléments d’interconnexion 3 afin de maintenir un bon alignement des éléments d’interconnexion 3, c’est-à-dire d’aligner les éléments d’interconnexion 3 selon la direction principale D3, par exemple selon la direction longitudinale A. La tension exercée sur les éléments d’interconnexion 3 permet avantageusement de les maintenir en contact avec les première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14. Avantageusement, l’élément adhésif 5, 6 est isolant électriquement, c’est-à-dire non conducteur d’électricité. En d’autres termes, l’élément adhésif 5, 6 peut être dépourvu de particules métalliques. Par ailleurs, lorsque l’élément adhésif 5, 6 a une forme de plot, il est en contact avec un seul élément d’interconnexion 3. Dans ce cas, l’élément adhésif 5, 6 peut être électriquement conducteur ou non. En variante, lorsque l’élément adhésif 5, 6 a une forme de bande pour être en contact avec au moins deux éléments d’interconnexion 3, il est isolant électriquement afin de ne pas créer un court-circuit entre deux éléments d’interconnexion 3.
De manière générale, la longueur L d’un élément adhésif 5, 6 s’étend le long du bord secondaire 40 de la cellule 2, 20. Par exemple, la longueur L d’un élément adhésif 5, 6 s’étend perpendiculairement à la direction principale D3. Plus particulièrement, la direction secondaire B peut être perpendiculaire à la direction longitudinale A et la longueur L d’un élément adhésif 5, 6 s’étend perpendiculairement au bord principal 4 de la cellule photovoltaïque 2, 20. En d’autres termes, la longueur L d’un élément adhésif 5, 6 peut s’étendre perpendiculairement aux éléments d’interconnexion 3. La longueur L d’un élément adhésif 5, 6 peut également s’étendre parallèlement au bord secondaire 40 de la cellule photovoltaïque 2, 20.
Par ailleurs, l’ensemble 1 peut comprendre plusieurs éléments d’interconnexion 3. Par exemple, comme illustré sur la figure 3, l’ensemble 1 comprend un élément adhésif 5 par élément d’interconnexions 3, c’est-à-dire que chaque élément adhésif 5 est en contact d’un seul élément d’interconnexion 3. En d’autres termes, l’ensemble 1 comprend des éléments adhésifs 5 respectivement en contact avec les éléments d’interconnexion 3.
Selon un autre exemple, illustré à la figure 4, l’ensemble 1 comporte plusieurs éléments d’interconnexion 3, des premiers éléments adhésifs 5 respectivement en contact avec les éléments d’interconnexion 3 et des deuxièmes éléments adhésifs 6 respectivement au contact avec les éléments d’interconnexion 3. En d’autres termes, l’ensemble 1 comprend deux éléments adhésifs 5, 6 par élément d’interconnexion 3. C’est-à-dire que deux éléments adhésifs 5, 6 sont en contact d’un même élément d’interconnexion 3. Ainsi, on améliore le maintien et le positionnement des éléments d’interconnexion 3 avec la cellule 2, 20.
Selon un autre exemple, illustré à la figure 5, l’ensemble 1 comprend plusieurs éléments d’interconnexion 3 et un élément adhésif 5 en contact avec plusieurs éléments d’interconnexion 3. Plus particulièrement, l’élément adhésif 5 a une forme d’une bande pour être en contact avec au moins deux éléments d’interconnexion 3. Sur la figure 5, on a représenté un exemple où l’ensemble 1 comprend huit éléments d’interconnexion 3 et quatre éléments adhésifs 5 en contact, chacun, de deux éléments d’interconnexion 3.
Sur la figure 6, l’ensemble 1 comprend plusieurs éléments d’interconnexion 3 et plusieurs éléments adhésifs 5, 6 en forme de bande. Des premiers éléments adhésifs 5 sont en contact avec au moins deux éléments d’interconnexion 3 et des deuxièmes éléments adhésifs 6 sont au contact avec au moins deux éléments d’interconnexion 3.
Sur la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation, dans lequel l’ensemble 1 comprend un unique élément adhésif 5 en contact avec chacun des éléments d’interconnexion 3. Selon ce mode de réalisation, l’élément adhésif 5 a une longueur L s’étendant le long d’une partie du bord secondaire 40 de la cellule photovoltaïque 2. En variante, l’élément adhésif 5 peut avoir une longueur L s’étendant sur toute la longueur du bord secondaire 40. Dans ce mode de réalisation, l’élément adhésif 5 a une forme de bande.
Sur la figure 8, on a représenté un autre mode de réalisation, dans lequel la première structure électriquement conductrice 11 d’une cellule photovoltaïque 2, 20 comporte au moins une piste électriquement conductrice 60 à 62, appelée également « Busbar » en langue anglaise. Les pistes électriquement conductrices 60 à 62 s’étendent le long du bord principal 4 de la cellule 2, 20. De manière générale, les pistes électriquement conductrices 60 à 62 ont une largeur supérieure à celles des doigts de collecte 15, 16. Dans ce cas, l’ensemble 1 comporte un même nombre d’éléments d’interconnexion 3 que de pistes électriquement conductrices 60 à 62. En outre, chaque élément d’interconnexion 3 est positionné en contact avec une ligne électriquement conductrice 60 à 62.
Sur les figures 1 et 2, on a représenté un autre mode de réalisation, dans lequel l’ensemble 1 comprend un premier élément adhésif 5 en contact avec chacun des éléments d’interconnexion 3 et un deuxième élément adhésif 6 en contact avec chacun des éléments d’interconnexion 3.
De préférence, le ou les premiers éléments adhésifs 5 s’étendent dans une première moitié C1 de la cellule photovoltaïque 2. C’est-à-dire que chaque premier élément adhésif 5 est situé en regard de la première moitié C1 et que la largeur Y de chaque premier élément adhésif 5 est strictement inférieure à la moitié de la longueur du bord principal 4 de la cellule 2. En outre, le ou les deuxièmes éléments adhésifs 6 s’étendent dans la deuxième moitié C2 de la cellule photovoltaïque 2. C’est-à-dire que chaque deuxième élément adhésif 6 est situé en regard de la deuxième moitié C2 et que la largeur Y de chaque deuxième élément adhésif 6 est strictement inférieure à la moitié de la longueur du bord principal 4 de la cellule 2.
Selon un autre avantage, illustré à la figure 3, la cellule photovoltaïque 2 comporte une partie 50 de la première face 12 du substrat dépourvue de structure électriquement conductrice. Par exemple, la partie 50 est située entre le bord secondaire 40 et un premier doigt de collecte 15 de la première structure conductrice 11. En particulier, le ou les premiers éléments adhésifs 5 sont en contact avec la partie 50 dépourvue de structure électriquement conductrice. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l’utilisation d’un élément adhésif 5, 6 électriquement isolant n’induit donc aucun impact négatif en termes de conductivité électrique entre la structure conductrice 11 et l’élément d’interconnexion 3.
Par exemple, comme illustré sur la figure 2, les éléments d’interconnexion 3 sont couplés électriquement à la première face 12 du substrat 10 de la première cellule photovoltaïque 2 de l’ensemble 1 et à la deuxième face 13 du substrat 10 de la deuxième cellule photovoltaïque 20, et les cellules 2, 20 de l’ensemble 1 sont interconnectées en série. Préférentiellement, la deuxième cellule photovoltaïque 20 est similaire à la première cellule photovoltaïque 2. C’est-à-dire que les cellules photovoltaïques 2, 20 ont, notamment, les mêmes dimensions et les mêmes structures électriquement conductrices 11 , 14. En variante, les éléments d’interconnexion 3 sont couplés électriquement à la première face 12 du substrat 10 de la première cellule photovoltaïque 2 et à la première face 12 du substrat 10 de la deuxième cellule photovoltaïque 20, et les cellules 2, 20 de l’ensemble 1 sont interconnectées en parallèle.
Lorsqu’on réalise un ensemble 1 de cellules photovoltaïques 2, 20, on peut positionner un ou des premiers éléments adhésifs 5 sur la première cellule photovoltaïque 2 et un ou des premiers éléments adhésifs 5 sur la deuxième cellule photovoltaïque 20 pour maintenir efficacement les éléments d’interconnexion 3 sur les faces 12, 13 respectives des cellules 2, 20. On peut également positionner des premiers et deuxièmes éléments adhésifs 5, 6 sur une face 12, 13 de la première cellule photovoltaïque 2 et des premiers et deuxièmes éléments adhésifs 5, 6 sur une face 12, 13 de la deuxième cellule photovoltaïque 20 afin d’améliorer le maintien en position des éléments d’interconnexion 3.
Un exemple de procédé de fabrication de l’ensemble 1 tel que défini ci-avant va maintenant être décrit. Le procédé comprend les principales étapes suivantes :
- une fourniture d’au moins deux cellules photovoltaïques 2, 20; et
- un dépôt d’au moins un élément d’interconnexion 3 et, pour chaque cellule photovoltaïque 2, 20, d’au moins un élément adhésif 5, 6 destiné à coupler mécaniquement l’au moins un élément d’interconnexion 3 avec la cellule photovoltaïque 2, 20.
L’étape de dépôt comprend une mise en contact d’au moins un élément adhésif 5, 6 avec au moins un élément d’interconnexion 3 de sorte que le ou les éléments conducteurs 3, destinés à connecter électriquement les deux cellules photovoltaïques 2, 20 entre elles, s’étendent sur une cellule photovoltaïque 2, 20 selon une direction principale D3 en recouvrant la cellule 2, 20 sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale D3, et de sorte que le ou les éléments adhésifs 5, 6 ont une largeur Y, mesurée selon la direction principale D3, telle que Y<0.5*L3. Selon un mode de mise en œuvre, lors de la mise en contact des éléments d’interconnexion 3 avec les éléments adhésifs 5, 6, on place le ou les éléments d’interconnexion 3 sur la cellule photovoltaïque, en particulier sur la première face 12 du substrat 10 de la cellule photovoltaïque 2, puis on place le ou les éléments adhésifs 5, 6 en contact avec les éléments d’interconnexion 3. De préférence, lors de la mise en contact, on place les éléments adhésifs 5, 6 sur la cellule photovoltaïque 2, en particulier sur la première face 12 du substrat 10 de la cellule photovoltaïque 2, puis on place les éléments d’interconnexion 3 en contact avec les éléments adhésifs 5, 6.
Par exemple, on dépose l’élément adhésif 5, 6 sur la première face 12 de la cellule 2, 20, plus particulièrement sur la face principale 12 du substrat et/ou sur la face secondaire 12 du substrat 10 par sérigraphie, dispense, c’est-à-dire une pose de l’élément adhésif 5, 6 avec un étalement longitudinal, ou par jet. L’étalement longitudinal peut être réalisé selon la direction longitudinale A ou secondaire B. Pour faciliter l’adhésion de l’élément d’interconnexion 3 sur une face 12, 13 du substrat 10 de la cellule 2, 20, l’élément adhésif 5, 6 a une viscosité, avant sa polymérisation, comprise entre 10 Pa.s et 40 Pa.s. De préférence, l’élément adhésif 5, 6 possède un module d’Young, après sa polymérisation, compris entre 0,1 et 5 GPa à 25°C. Après l’étape de mise en contact des éléments adhésifs 5, 6 avec les éléments d’interconnexion 3, on réalise une étape de polymérisation pour durcir l’élément adhésif 5, 6 et coupler mécaniquement l’élément d’interconnexion 3 avec les cellules photovoltaïque 2, 20, plus particulièrement avec la première face 12 du substrat 10 de la première cellule photovoltaïque 2, et avec la première face 12, pour une interconnexion en parallèle, ou avec la deuxième face 13, pour une interconnexion en série, de la deuxième cellule 20.
La polymérisation est déclenchée par :
- chaleur, de préférence à une température comprise entre 100 et 200°C, et encore plus préférentiellement à température comprise entre 120 et 140°C.
- par un mélange de lumière bleue, comprise entre 450-500nm, et de lumière proche infrarouge, comprise entre 700 et 1000nm.
Selon un mode de réalisation optionnelle, la mise en contact et la polymérisation permettent de positionner les éléments d’interconnexion 3 en contact avec la première structure électriquement conductrice 11 de la première cellule 2 et avec la première ou deuxième structure électriquement conductrice 14 de la deuxième cellule photovoltaïque 20.
De préférence, l’élément d’interconnexion 3 est retenu au substrat 10 uniquement par l’au moins un élément adhésif 5, 6 (tout au moins avant l’étape de brasure qui sera décrite ci-dessous). Ainsi, l’élément d’interconnexion 3 n’est de préférence pas maintenu au substrat par une feuille polymère rapportée sur le substrat 10.
Avantageusement, les éléments d’interconnexion 3 comportent un revêtement adapté pour une étape de brasure permettant de coupler électriquement les éléments d’interconnexion 3 avec les première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14 des cellules photovoltaïques 2, 20. L’étape de brasure consiste à chauffer l’ensemble 1 pour assembler les éléments d’interconnexion 3 aux structures électriquement conductrices 11 , 14 en chauffant le revêtement à sa température de fusion. En particulier, la température de fusion du revêtement est inférieure à celle du cuivre. Par exemple, les première et deuxième structures électriquement conductrices 11 , 14 sont réalisées à partir d’une pâte comprenant de l’argent, et le revêtement des éléments d'interconnexion 3 est réalisé à partir d’un alliage de Bismuth ou d’indium. De préférence, le revêtement est réalisé à partir d’un alliage d’étain, de bismuth et d’argent.
Le procédé comprend, de préférence après l’étape de polymérisation, une étape de lamination. De préférence la chaleur nécessaire à la brasure est apportée au cours de l’étape de lamination. Ainsi, c’est au cours de la lamination que la connexion électrique est effectuée entre les éléments d’interconnexion 3 et la structure électriquement conductrice comprenant les doigts de collecte.
Préférentiellement, cette étape de lamination correspond également à l’état de lamination au cours de laquelle les différentes couches du module photovoltaïque sont laminées, ces différentes couches comprenant le substrat 10 revêtu des structures électriques 11 , 14, ainsi que les couches encapsulation du substrat.
Ainsi, le procédé de réalisation du module photovoltaïque ne comprend pas d’étape de lamination additionnelle. Le procédé proposé présente donc un nombre d’étapes réduit tout en offrant une grande fiabilité dans le positionnement et le maintien des éléments d’interconnexion.
En d’autres termes, le procédé comprend, après l’étape de polymérisation, une étape de brasure des éléments d’interconnexion 3 avec l’une des structures électriquement conductrices 11 , 14 de chaque cellule photovoltaïque 2, 20 de l’ensemble 1.
Ainsi, il ressort clairement de la description qui précède, que l’ensemble proposé permet une connexion électrique fiable et peu onéreuse entre deux cellules photovoltaïques.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Notamment, tous les modes de réalisation décrits ci-dessus s’appliquent aussi bien des cellules mono-faciales qu’à des cellules bifaciales.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble (1) pour module photovoltaïque, comprenant au moins deux cellules photovoltaïque (2, 20) et plusieurs éléments d’interconnexion (3) pour connecter électriquement les deux cellules photovoltaïque (2, 20) entre elles, pour chacune des deux cellules photovoltaïques (2, 20) chaque élément d’interconnexion (3) s’étendant selon une direction principale (D3) et recouvrant la cellule photovoltaïque (2, 20) sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale (D3), pour chacune des deux cellules photovoltaïques (2, 20), l’ensemble (1) comprend également plusieurs éléments adhésifs (5, 6), chaque élément adhésif (5, 6) ayant une largeur Y, mesurée selon la direction principale (D3), telle que Y<0.5 * L3, caractérisé en ce que chaque élément adhésif (5, 6) est électriquement conducteur, chaque élément adhésif (5, 6) est en contact avec un unique élément d’interconnexion (3), et, pour au moins une moitié (C1 , C2) d’une cellule photovoltaïque (2, 20), chaque élément d’interconnexion (3) est en contact avec uniquement un élément adhésif (5, 6) s’étendant dans ladite au moins une moitié (C1 , C2) de la cellule photovoltaïque (2, 20) de manière à coupler mécaniquement l’élément d’interconnexion (3) avec la cellule photovoltaïque (2, 20).
2. Ensemble selon la revendication 1 , dans lequel Y< 0.1 * L3, de préférence Y< 0.05 * L3, de préférence Y< 0.01 * L3.
3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément d’interconnexion (3) est en contact avec uniquement deux éléments adhésifs (5, 6) disjoints.
4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, deux éléments adhésifs (5, 6) disjoints consécutifs d’une même cellule photovoltaïque (2, 20) en contact avec un même élément d’interconnexion (3) sont séparés d’une distance E5-6, telle que Es-6S0.5*l_3, E5-6 étant mesurée parallèlement à la direction principale (D3).
5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément adhésif (5, 6) a une forme d’un plot.
6. Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel au moins un élément adhésif (5, 6) a une forme ayant une largeur Y comprise entre 0.7* sa longueur L et 1.3* sa longueur L, la longueur L étant mesurée selon une direction perpendiculaire à la direction principale (D3), la largeur Y étant mesurée selon la direction principale (D3), de préférence 0.9*Y<L<1.1*Y.
7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant des premiers éléments adhésifs (5) s’étendant dans une première moitié (C1) d’une cellule photovoltaïque (2, 20) et des deuxièmes éléments adhésifs (6) s’étendant dans la deuxième moitié (C2) de la cellule photovoltaïque (2, 20).
8. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des éléments adhésifs (5, 6) s’étendent dans une région comprise dans ladite au moins une moitié (C1 , C2) de la cellule photovoltaïque (2, 20), la région ayant une largeur, mesurée selon la direction principale (D3), inférieure ou égale à 0.1 * L3, de préférence inférieure ou égale à 0.05 * L3, de préférence inférieure ou égale à 0.01 * L3.
9. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque cellule photovoltaïque (2, 20) comprend un substrat (10) et une structure électriquement conductrice (11) en contact avec une première partie d’une face (12) du substrat (10) et avec chaque élément d’interconnexion (3), et dans lequel au moins un élément adhésif (5, 6) est en contact avec une deuxième partie (50) de la face (12) du substrat (10), la deuxième partie (50) étant dépourvue de structure électriquement conductrice.
10. Module photovoltaïque, comprenant au moins un ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes.
11. Procédé de fabrication d’un ensemble pour module photovoltaïque, comprenant :
• une fourniture d’au moins deux cellules photovoltaïques (2, 20) ; et
• un dépôt de plusieurs éléments d’interconnexion (3) et, pour chaque cellule photovoltaïque (2, 20), de plusieurs éléments adhésifs (5, 6) destinés à coupler mécaniquement chaque élément d’interconnexion (3) avec la cellule photovoltaïque (2, 20), le dépôt comprenant une mise en contact de chaque élément adhésif (5, 6) avec un unique élément d’interconnexion (3) de sorte que : o chaque élément d’interconnexion (3) est destiné à connecter électriquement les deux cellules photovoltaïques (2, 20) entre elles, et s’étend pour chaque cellule photovoltaïque (2, 20), selon une direction principale (D3) en recouvrant la cellule photovoltaïque (2, 20) sur une longueur de recouvrement L3 mesurée selon la direction principale (D3), o chaque élément adhésif (5, 6) ayant une largeur Y, mesurée selon la direction principale (D3), telle Y<0.5 * L3 caractérisé en ce que chaque élément adhésif (5, 6) est électriquement conducteur, et la mise en contact comprend :
• un placement des éléments adhésifs (5, 6) sur chaque cellule photovoltaïque (2, 20),
• avant, après ou simultanément au placement des éléments adhésifs (5, 6), un placement de chaque élément d’interconnexion (3), de sorte à mettre en contact, pour au moins une moitié (C1 , C2) d’une cellule photovoltaïque (2, 20), chaque élément d’interconnexion (3) avec uniquement un élément adhésif (5, 6) s’étendant dans ladite au moins une moitié (C1, C2) de la cellule photovoltaïque (2, 20), de manière à coupler mécaniquement l’élément d’interconnexion (3) avec la cellule photovoltaïque (2, 20).
12. Procédé selon la revendication précédente, comprenant, simultanément à, ou après, la mise en contact de chaque élément d’interconnexion (3) avec au moins un élément adhésif (5, 6), une étape de polymérisation de chaque élément adhésif (5, 6) pour coupler mécaniquement chaque élément d’interconnexion (3) avec la cellule photovoltaïque (2, 20).
13. Procédé selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, comprenant, de préférence après l’étape de polymérisation, au moins une étape de lamination effectuée de sorte à réaliser une connexion électrique entre les éléments d’interconnexion (3) et une structure électriquement conductrice (11 , 14) de chaque cellule photovoltaïque (2, 20).
14. Procédé selon la revendication 12, dans lequel chaque cellule photovoltaïque (2, 20) comprend un substrat (10) et une structure électriquement conductrice (11 , 14) en contact avec le substrat (10), la structure électriquement conductrice (11 , 14) comprenant des doigts de collecte (15, 16) configurés pour collecter les porteurs de charges photo- générés par le substrat (10) de la cellule photovoltaïque (2, 20), le procédé comprenant, de préférence après l’étape de polymérisation, une étape de lamination de sorte à connecter électriquement chaque élément d’interconnexion (3) avec la structure électriquement conductrice (11 , 14) de chaque cellule photovoltaïque (2, 20), de préférence au cours de l’étape de lamination, le procédé comprenant un apport de chaleur aux cellules photovoltaïques (2, 20) de sorte à effectuer une brasure de chaque élément d’interconnexion (3) avec la structure électriquement conductrice (11, 14) de chaque cellule photovoltaïque (2, 20).
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