ES2897564T3 - Dispositivo electrónico flexible de película fina - Google Patents

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ES2897564T3 ES15808018T ES15808018T ES2897564T3 ES 2897564 T3 ES2897564 T3 ES 2897564T3 ES 15808018 T ES15808018 T ES 15808018T ES 15808018 T ES15808018 T ES 15808018T ES 2897564 T3 ES2897564 T3 ES 2897564T3
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Michael Niggemann
Jurjen Winkel
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Abstract

Un dispositivo electrónico flexible de película fina que comprende un módulo (200) cortado de una banda provista de una o más células (10) a lo largo de toda su longitud, en donde las células comprenden una primera capa de electrodo (13), una segunda capa de electrodo (17) y una o más capas activas (15) proporcionadas entre las capas de electrodo (13, 17), caracterizado por que el módulo incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo (13) y un borde de la segunda capa de electrodo (17) son cada uno coincidentes con un borde de la banda, y en donde al menos una de las porciones de borde de una o ambas capas de electrodo es una porción de borde cortada y fragmentada que comprende una fragmentación localizada que se extiende a lo largo de toda la porción de borde cortada y fragmentada, para impedir un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo electrónico flexible de película fina
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un dispositivo electrónico flexible de película fina del tipo que puede formarse cortando un módulo de un rollo provisto de una o más células eléctricas, así como a un método para su fabricación. Se refiere en particular, pero no exclusivamente, a un dispositivo electrónico de película fina en el que el módulo aporta una célula solar de gran área o un mosaico de iluminación de gran área.
Antecedentes de la invención
La fabricación de módulos solares flexibles de película fina a menudo se lleva a cabo mediante un proceso de rollo a hoja en el que se proporcionan una pluralidad de células fotovoltaicas a lo largo de la longitud de un rollo de una banda (en concreto, en la dirección de la banda) de modo que están separadas espacialmente entre sí y la banda así proporcionada se corta en una pluralidad de hojas (o módulos), cada una de las cuales contiene una de las células fotovoltaicas.
En este proceso, la pluralidad de células fotovoltaicas separadas se forman proporcionando una pluralidad de electrodos inferiores separados en áreas discretas en la banda a lo largo de la dirección de la banda.
Los electrodos inferiores pueden depositarse usando, por ejemplo, técnicas de impresión tales como serigrafía, impresión por chorro de tinta, impresión por huecograbado o impresión intermitente o mediante deposición al vacío usando una máscara.
Preferentemente, sin embargo, la pluralidad de electrodos inferiores separados se proporciona mediante deposición al vacío de una capa de electrodo inferior que es continua a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la banda y modelando esa capa mediante grabado o mediante trazado mecánico o con láser a lo largo de la dirección de la banda.
El modelado puede seguirse proporcionando una o más capas activas sobre cada uno de los electrodos inferiores y un electrodo superior sobre cada una de las una o más capas activas. El electrodo superior puede, sin embargo, ser una capa de electrodo superior que es continua a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la banda.
Evidentemente, el modelado se puede llevar a cabo después de proporcionar una o más capas activas sobre la capa de electrodo inferior y una capa de electrodo superior sobre una o más capas activas, cada una a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la banda.
En ese caso, el modelado puede proporcionar electrodos superiores separados a lo largo de la longitud de la banda en lugar de o así como electrodos inferiores separados a lo largo de la longitud de la banda.
En cualquier caso, el corte de las hojas del rollo se realiza en los espacios entre los electrodos inferiores separados y/o los electrodos superiores y las hojas individuales normalmente están encapsuladas para proteger el dispositivo contra la entrada de oxígeno y/o agua laminando entre una hoja de soporte y una hoja de cubierta.
En un caso, se proporciona un electrodo superior continuo a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la banda mediante evaporación térmica y una pluralidad de electrodos superiores formados a lo largo de la dirección de la banda mediante trazado con láser. El trazado aporta la separación espacial y eléctrica de los electrodos superiores eliminando el material del electrodo en líneas paralelas a través de la dirección de la banda. El corte de hojas del rollo se lleva a cabo en el área entre las líneas paralelas y va seguido del encapsulado.
Evidentemente, las una o más capas activas incluyen una capa fotoactiva y cada célula tiene al menos un electrodo que es sustancialmente transparente. Las una o más capas activas entre la capa fotoactiva y la capa de electrodo transparente también son sustancialmente transparentes.
La fabricación habitualmente proporciona un módulo solar que tiene un número de células fotovoltaicas paralelas. Estas células fotovoltaicas se forman a través de la anchura de la banda (en concreto, a través de la dirección de la banda) de manera similar a las células fotovoltaicas separadas espacialmente, de modo que todas las células fotovoltaicas a través de la dirección de la banda están conectadas en serie eléctrica.
En una disposición, el electrodo superior de cada célula fotovoltaica contacta con el electrodo inferior de una célula fotovoltaica adyacente con el objetivo de aportar conducción eléctrica entre las células conectadas. También se proporcionan barras colectoras en la banda adyacentes a la primera y última de las células conectadas antes del corte de la banda o fijándolas a una hoja antes o después de su encapsulación.
Los métodos descritos anteriormente adolecen de una serie de desventajas que hacen que la fabricación de estos dispositivos sea algo inflexible y costosa.
Una desventaja es que la longitud de un módulo está definida en el rollo por los espacios proporcionados entre los electrodos inferiores separados y/o los electrodos superiores. Después de cortar y encapsular, la longitud de un módulo en particular no se puede cambiar y la instalación del módulo está restringida a su uso predeterminado.
Una desventaja adicional es que la impresión de los electrodos superiores se complica por la elección de una tinta apropiada. Las tintas disponibles habitualmente proporcionan capas que son demasiado gruesas y/o demasiado costosas. En cualquier caso, a menudo se basan en solventes que son difíciles de eliminar por completo, lo que puede comprometer el rendimiento del dispositivo. Además, normalmente no ofrecen ninguna barrera a la entrada de oxígeno y/o humedad al dispositivo.
Otra desventaja es que la laminación de las hojas individuales cortadas del rollo requiere un equipo de laminación hoja a hoja (u hoja a rollo a hoja) especializado y costoso.
Se puede encontrar información de antecedentes en los documentos US5637537, US5385848 y US5202271. Los documentos WO 2012/114906, US 2012/146485 y EP 2315252 también divulgan métodos para cortar dispositivos electrónicos de película fina individuales de una banda o de un sustrato flexible grande.
Sumario de la invención
La presente invención generalmente busca superar estas desventajas proporcionando un método de fabricación mejorado en el que se puede cortar un módulo del rollo en una posición en la banda en la que el corte corta tanto el electrodo superior como el electrodo inferior.
La presente invención también busca evitar la necesidad de un equipo especializado para encapsular las hojas individuales proporcionando un encapsulado de rollo a rollo.
Por consiguiente, en un primer aspecto, la presente invención proporciona un dispositivo electrónico flexible de película fina de acuerdo con la reivindicación 1.
Los expertos en la materia apreciarán que tal banda puede proporcionarse como un rollo o como un pedazo o como un módulo que se ha cortado a sí mismo del rollo o pedazo.
También se apreciará que la longitud del dispositivo se puede elegir en el momento del corte. Y que la forma del dispositivo no está dictada por la forma de la banda. El módulo puede, en particular, cortarse en cualquier forma bidimensional y también pueden cortarse porciones del propio módulo.
En una realización, el dispositivo puede comprender un módulo que tiene dos o más de dichas porciones de borde. El dispositivo puede, en particular, comprender un módulo que es rectilíneo y tiene dos de dichas porciones de borde que son sustancialmente opuestas entre sí.
Como alternativa, el dispositivo puede comprender un módulo que es circular. El módulo circular puede tener una sola de dicha porción de borde o puede tener dos de dichas porciones de borde que pueden ser o no sustancialmente concéntricas entre sí.
En algunas realizaciones, las porciones de borde del módulo se extienden hacia adentro desde el borde en una extensión entre 1 pm y 2 cm, por ejemplo, entre 5 pm y 1,5 cm, o entre 10 pm y 1,0 cm o entre 10 pm y 0,1 cm, y preferentemente entre 10 pm y 500 pm.
El dispositivo comprende un módulo en el que al menos una capa de electrodo está fragmentada en dichas una o más porciones de borde para impedir así cortocircuitos eléctricos a través de una porción principal del dispositivo.
En las realizaciones, al menos una de las porciones de borde de una o ambas capas de electrodo es una porción de borde cortada y fragmentada que comprende una fragmentación localizada que se extiende a lo largo de toda la porción de borde cortada y fragmentada para impedir un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo. Adicionalmente, el dispositivo puede comprender un módulo en el que al menos una capa del módulo se delamina de otra capa del módulo en dichas una o más porciones de borde para impedir así un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo. La fragmentación se extiende a lo largo de todo o de una parte principal del borde cortado del módulo en dichas una o más porciones de borde. De forma similar, la delaminación se extiende preferentemente a lo largo de todo o de una parte principal del borde cortado del módulo.
En cualquier caso, la fragmentación y/o delaminación proporciona preferentemente una alta resistencia a las derivaciones eléctricas en dichas una o más porciones de borde.
El dispositivo puede comprender un módulo en el que una primera capa de electrodo y un segundo electrodo están cada uno fragmentado en dichas una o más porciones de borde.
Aunque cualquiera de las capas del módulo puede delaminarse de una capa adyacente, se prefiere que el módulo no incluya más de una capa de electrodo que se delamine de una capa activa adyacente en dichas una o más porciones de borde.
El dispositivo actualmente descrito es particularmente adecuado para un uso prolongado al vacío o en una atmósfera inerte. Se prefiere, sin embargo, que esté encapsulado para un uso prolongado en el aire.
Por consiguiente, el dispositivo puede comprender un módulo cortado de una banda que se ha provisto además de una hoja de cubierta laminada a la banda y en donde la banda y la hoja de cubierta cada una proporcionan una barrera a la entrada de oxígeno y agua al dispositivo.
Como alternativa, el dispositivo puede comprender un módulo cortado de una banda que se ha provisto además de una hoja de soporte y de una hoja de cubierta en las que las capas de electrodo y las una o más capas activas están intercaladas entre ellas y en donde la hoja de soporte y la hoja de cubierta cada una proporcionan una barrera a la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
En cualquier caso, se prefiere que el dispositivo comprenda un módulo que esté provisto además de un medio de sellado después de que se corte de la banda para sellar el borde de dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo. El medio de sellado también pueden inhibir la delaminación adicional del módulo durante su vida útil.
El medio de sellado puede, por ejemplo, comprender un compuesto de sellado, una hoja o una cinta que se adhiere a lo largo del borde y sobre una superficie más alta y una superficie más baja del módulo. Puede comprender adicional o alternativamente un miembro alargado resiliente que se extiende a lo largo del borde del módulo y tiene miembros de enganche que se enganchan de manera sellada con una superficie más alta y una superficie más baja del módulo.
Evidentemente, el dispositivo también puede comprender un módulo que incluye una capa adhesiva proporcionada entre la hoja de cubierta y la capa de electrodo superior y/o una capa adhesiva proporcionada entre la hoja de soporte y la banda.
En una realización preferente, una o ambas capas adhesivas son deformables y, en particular, se deforma o se deforman plásticamente cuando el módulo se corta de la banda.
También se prefiere que la banda sea deformable y, en particular, se deforme plásticamente durante el corte.
En una realización, las una o más capas activas incluyen una capa fotoactiva o una capa emisora de luz. Evidentemente, también pueden estar presentes otras capas activas tales como capas de inyección de huecos, capas de inyección de electrones, capas de transporte de huecos, capas de transporte de electrones o capas de recombinación.
En esta realización, la capa de electrodo superior y/o la capa de electrodo inferior deben ser sustancialmente transparentes y las una o más capas activas entre una capa de electrodo transparente y la capa fotoactiva o emisora de luz también deben ser sustancialmente transparentes.
Se prefiere, sin embargo, que la capa de electrodo superior sea opaca y que la capa de electro inferior sea transparente.
El dispositivo puede, en particular, comprender un módulo solar o un módulo de iluminación. Puede ser un módulo solar de gran área o un módulo de iluminación de gran área (más generalmente conocido como un mosaico de iluminación) que se corta de un pedazo de una banda que comprende una sola célula fotovoltaica o emisora de luz de gran área.
El material y el espesor de cada una de las diversas capas del dispositivo se elegirá con el objetivo de permitir el corte de ambas capas de electrodo y, en particular, la fragmentación de una o ambas capas de electrodos, o, adicionalmente, la delaminación de una o más capas de una capa adyacente, en las porciones de borde del módulo. El material y el espesor pueden, sin embargo, ser convencionales para dispositivos electrónicos flexibles de película fina.
En un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para fabricar un dispositivo electrónico flexible de película fina, de acuerdo con la reivindicación 8.
Los expertos en la materia apreciarán que cortar el módulo de tal banda puede comprender cortar de un rollo de la banda o cortar de un pedazo de la banda o cortar de un módulo que se ha cortado a sí mismo del rollo o pedazo.
También se apreciará que el método permite elegir una longitud para el dispositivo en el momento del corte. Y que adicionalmente permite una forma para el dispositivo que no está dictada por la forma de la banda.
El corte puede proporcionar un módulo en cualquier forma bidimensional y puede incluir porciones de corte del propio módulo.
El corte puede proporcionar un módulo que comprenda dos o más de dichas porciones de borde.
En una realización, el corte proporciona un módulo que es rectilíneo y tiene dos de dichas porciones de borde que son sustancialmente opuestas entre sí.
En otra realización, el corte proporciona un módulo que es circular. El módulo circular cortado puede tener una sola de dicha porción de borde o puede tener dos de dichas porciones de borde que pueden ser o no sustancialmente concéntricas entre sí.
En cualquier caso, el corte proporciona un módulo en el que al menos una capa de electrodo está fragmentada en dichas una o más porciones de borde para impedir así un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo. Adicionalmente, el corte puede proporcionar un módulo en el que al menos una capa del módulo se delamina de otra capa del módulo en dichas una o más porciones de borde para impedir así un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo. La fragmentación se extiende a lo largo de todo o de una parte principal del borde cortado del módulo en dichas una o más porciones de borde. De forma similar, la delaminación se extiende preferentemente a lo largo de todo o de una parte principal del borde cortado del módulo.
En una realización, el método proporciona un módulo en el que una primera capa de electrodo y un segundo electrodo están cada uno fragmentado en dichas una o más porciones de borde.
El método puede proporcionar que cualquier capa del módulo se delamine de una capa adyacente, pero se prefiere que no proporcione más de una capa de electrodo que se delamine de una capa activa adyacente en dichas una o más porciones de borde.
En algunas realizaciones, el corte proporciona que las porciones de borde en las que al menos un electrodo está fragmentado y/o delaminado se extienden hacia dentro desde el borde en una extensión de entre 1 um y 2 cm, por ejemplo, entre 5 pm y 1,5 cm, o entre 10 pm y 1,0 cm o entre 10 pm y 0,1 cm, y preferentemente entre 10 pm y 500 pm.
En una realización preferente, el método comprende además proporcionar una hoja de cubierta laminando la banda antes del corte en donde la banda y la hoja de cubierta cada una proporcionan una barrera a la entrada de oxígeno y agua al dispositivo.
En otra realización, el método comprende además proporcionar una hoja de soporte y una hoja de cubierta a la banda antes del corte, para intercalar así las capas de electrodo y las una o más capas activas entre ellas y en donde la hoja de soporte y la hoja de cubierta cada una proporcionan una barrera a la entrada de oxígeno y agua al dispositivo.
En estas realizaciones, el corte puede proporcionar un módulo que incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son cada uno sustancialmente coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta.
Preferentemente, el método comprende además proporcionar medios de sellado al módulo para sellar los bordes en dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
El método puede comprender además proporcionar una capa adhesiva entre el electrodo superior y la hoja de cubierta y/o una capa adhesiva entre la banda y la hoja de soporte.
En particular, el método puede proporcionar que una o ambas de estas capas adhesivas sean deformables y se deformen plásticamente por el corte de la banda. También puede proporcionar que la banda sea deformable y se deforme plásticamente durante el corte.
El corte puede, en particular, llevarse a cabo mediante cualquier técnica adecuada, pero se prefiere que la técnica de corte dé como resultado la fragmentación de al menos una capa de electrodo o, adicionalmente, la delaminación de al menos una capa de las otras capas del módulo, en dichas una o más porciones de borde.
Un corte por cizalla es adecuado para este fin y se puede lograr, por ejemplo, mediante un cortador de cuchillas giratorias, mediante tijeras o mediante una guillotina, mediante estampado o punzonado, o mediante corte con cuchillo. En particular, las técnicas de punzonado provocan la fragmentación de al menos una capa de electrodo, y/o la delaminación de al menos una capa de las otras capas del módulo, en las una o más porciones de borde.
En una realización, el corte puede comprender cortar el módulo de la banda en una primera dirección y cortar una porción del módulo en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección.
En el corte por cizalla, la forma y la silueta de las cuchillas de corte pueden proporcionar tensiones de tracción que son diferentes en una parte o lado de la banda que está soportada entre las cuchillas de corte o una cuchilla de corte y alguna otra parte del dispositivo de corte en comparación con una parte o lado de la banda que no está soportada por las cuchillas de corte o una cuchilla d corte y alguna otra parte del dispositivo de corte.
Las tensiones de tracción pueden producir un módulo en el que la fragmentación de la al menos una capa de electrodo en una primera porción de borde es sustancialmente mayor que la fragmentación de la al menos una capa de electrodo en una segunda porción de borde.
Cortando una porción del módulo en una segunda dirección que es opuesta a la segunda dirección, se puede obtener un módulo más eficiente (que tiene una mayor resistencia eléctrica en derivación).
Evidentemente, el corte en la segunda dirección puede llevarse a cabo al mismo tiempo o después del corte en la primera dirección.
El doble corte del módulo y el descarte de una porción del módulo puede evitarse cuando el corte va precedido o seguido de un doblado agudo o de un calentamiento localizado o de una sonicación de la banda para introducir así la fragmentación y/o la delaminación de al menos una capa en porciones de la banda que corresponden a dichas una o más porciones de borde después del corte.
En ese caso, no es particularmente importante qué técnica de corte se adopte. El corte por láser puede, por ejemplo, usarse en lugar de una técnica de corte por cizalla.
En una realización, las una o más capas activas incluyen una capa fotoactiva o una capa emisora de luz. Evidentemente, también pueden incluir otras capas activas como una capa de inyección de huecos, una capa de inyección de electrones, una capa de transporte de huecos, una capa de transporte de electrones o una capa de recombinación.
En esta realización, el método debe proporcionar que al menos una de las capas de electrodo sea sustancialmente transparente y que las una o más capas activas entre una capa de electrodo transparente y la capa fotoactiva o emisora de luz también sea sustancialmente transparente.
El método puede proporcionar un dispositivo que comprende un módulo solar o un módulo emisor de luz. Puede, en particular, comprender proporcionar solo una pluralidad de células fotovoltaicas o emisoras de luz de gran área a la banda de modo que el corte forme un módulo solar de gran área o un módulo emisor de luz de gran área (más generalmente conocido como mosaico de iluminación).
Evidentemente, no es necesario que el corte de la banda tenga lugar inmediatamente después de proporcionar la banda ni siquiera en las mismas instalaciones en las que se proporciona la banda.
En un tercer aspecto, que no forma parte de la invención reivindicada, la presente divulgación proporciona un rollo de banda que aporta uno o más dispositivos electrónicos flexibles de película fina, rollo que comprende una banda provista de una o más células a lo largo de sustancialmente toda su longitud en donde las células comprenden una primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo y, opcionalmente, una hoja de cubierta que cubre las células en la banda mediante la cual se puede cortar un módulo de la banda proporcionado de modo que incluya una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta.
El rollo puede estar provisto de un medio de sellado temporal o permanente para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua a la banda o al dispositivo.
El medio de sellado temporal puede ser, por ejemplo, envasado y, en particular, envasado al vacío.
En algunas realizaciones, la banda así proporcionada puede incluir muescas u otras marcas visibles para indicar dónde cortar. Las marcas visibles pueden formarse mediante un doblado agudo o mediante un calentamiento de la banda en porciones que corresponden a las una o más porciones de borde del módulo después del corte.
Otras realizaciones del tercer aspecto resultarán evidentes a partir de las descritas para el primer y/o segundo aspecto de la invención.
En un cuarto aspecto, que no forma parte de la invención reivindicada, la presente divulgación aporta un kit de partes, que comprende un rollo de banda que aporta uno o más dispositivos electrónicos flexibles de película fina, rollo que comprende una banda provista de una o más células a lo largo de sustancialmente toda su longitud en donde las células comprenden una primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo y, opcionalmente, una hoja de cubierta que cubre las células en la banda; y una herramienta de corte para cortar un módulo de la banda proporcionado de modo que incluya una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta.
En una realización preferente, la herramienta de corte es una herramienta de corte por cizalla que proporciona que ambos lados de la banda estén soportados durante el corte, para asegurar así la fragmentación o delaminación de al menos una capa de electrodo en porciones de la banda que corresponden a dichas una o más porciones de borde en módulos formados por el corte.
En una realización, por ejemplo, cuando la banda no está provista de una hoja de cubierta, el rollo puede estar provisto de un medio de sellado temporal o permanente para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua a la banda o al dispositivo.
El medio de sellado temporal puede ser, por ejemplo, envasado y, en particular, envasado al vacío.
Otras realizaciones del cuarto aspecto resultarán evidentes a partir de las descritas para el primer y/o segundo aspecto de la invención.
La presente invención posibilita la fabricación de módulos solares o módulos de iluminación mediante un proceso de rollo a hoja que incluye laminación sobre el rollo que puede llevarse a cabo mediante un equipo normal.
También posibilita un alto grado de flexibilidad porque la longitud y la forma del módulo se determinan en el momento del corte. La elección de la longitud y la forma de un módulo posibilita que el dispositivo se personalice para un uso o ubicación específicos o que se adapte a un uso o ubicación específicos en el punto de instalación.
También proporciona que las secciones defectuosas de la banda puedan eliminarse fácilmente y, por lo tanto, proporciona un mayor rendimiento de módulos en comparación con los procesos de la técnica anterior.
Además, aporta menos etapas en la fabricación del módulo en comparación con los métodos convencionales, ya que elimina la necesidad de modelar (al menos) las capas de electrodo.
En un quinto aspecto que no forma parte de la invención reivindicada, se proporciona un dispositivo electrónico flexible de película fina que comprende un módulo cortado de una banda provista de una o más células eléctricas a lo largo de sustancialmente toda su longitud en donde cada célula comprende una primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo, en donde el módulo incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda, e incluye un medio de sellado para sellar dichos bordes de dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
Ventajosamente, la encapsulación y el sellado del dispositivo se pueden realizar directamente después de cortar el módulo de la banda, porque las una o más porciones de borde no contienen ningún cortocircuito eléctrico entre las capas de electrodo como se explica a continuación.
El medio de sellado también puede inhibir la delaminación adicional del módulo durante su vida útil.
En un sexto aspecto que no forma parte de la invención reivindicada, se proporciona un método para fabricar un dispositivo electrónico flexible de película fina, método que comprende proporcionar una o más células a lo largo de sustancialmente toda una longitud de una banda en donde las células comprenden un primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo caracterizado por cortar la banda y las capas de electrodo para formar un módulo que incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda, e incluye un medio de sellado para sellar dichos bordes de dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
En un séptimo aspecto que no forma parte de la invención reivindicada, se proporciona un rollo de banda que aporta uno o más dispositivos electrónicos flexibles de película fina, rollo que comprende una banda provista de una o más células a lo largo de sustancialmente toda su longitud en donde las células comprenden una primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo y, opcionalmente, una hoja de cubierta que cubre las células en la banda mediante la cual se puede cortar un módulo de la banda proporcionado de modo que incluya una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta, y en donde el módulo comprende un medio de sellado para sellar dichos bordes de dichas porciones de borde para impedir la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
En un octavo aspecto que no forma parte de la invención reivindicada, la presente invención aporta un kit de partes, que comprende un rollo de banda que aporta uno o más dispositivos electrónicos flexibles de película fina, rollo que comprende una banda provista de una o más células a lo largo de sustancialmente toda su longitud en donde las células comprenden una primera capa de electrodo, una segunda capa de electrodo y una o más capas activas proporcionadas entre las capas de electrodo y, opcionalmente, una hoja de cubierta que cubre las células en la banda; y una herramienta de corte para cortar un módulo de la banda proporcionado de modo que incluya una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son sustancialmente coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta, y en donde el módulo comprende un medio de sellado para sellar dichos bordes de dichas porciones de borde para impedir la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
Las características y realizaciones descritas anteriormente se aplican igualmente a los aspectos quinto, sexto, séptimo y octavo.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora en detalle con referencia a las siguientes realizaciones como se ilustran en los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista en sección de parte de un módulo solar que muestra una célula fotovoltaica típica en su interior;
la figura 2 es una vista en planta que muestra un módulo solar de la técnica anterior en el que una pluralidad de tales células fotovoltaicas están conectadas en serie eléctrica a través de una anchura del módulo;
la figura 3 es una vista en sección que muestra la disposición de electrodos que conectan las células fotovoltaicas en un módulo solar de la figura 2;
la figura 4 es una vista esquemática que ilustra el corte de los módulos de la figura 2 de un rollo de una banda provista de células fotovoltaicas;
la figura 5 muestra vistas en planta de un módulo solar obtenido cortando un rollo de acuerdo con una realización de la presente invención;
la figura 6 muestra una vista en planta de un módulo solar obtenido cortando un rollo de acuerdo con otra realización de la presente invención;
la figura 7 es un boceto que muestra una vista en sección parcial que ilustra la fragmentación de las capas de electrodo en las porciones de borde del módulo de acuerdo con una realización de la presente invención;
la figura 8 es un boceto que muestra una vista superior que ilustra la fragmentación de una capa de electrodo en las porciones de borde del módulo de acuerdo con una realización de la presente invención;
la figura 9 es un boceto que muestra una vista en sección parcial que ilustra la delaminación dentro de las porciones de borde del módulo de acuerdo con una realización de la presente invención;
la figura 10 es un esquema que ilustra el doble corte de un módulo de un rollo de una banda de acuerdo con una realización de la presente invención;
la figura 11 muestra fotografías obtenidas por microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés, scanning electron microscopy) que indican la fragmentación de un electrodo en una porción de borde de un módulo solar obtenido cortando el módulo de la figura 2;
la figura 12 es una imagen microscópica de una porción de borde del módulo solar de la figura 9; y
la figura 13 es una imagen termográfica que muestra pérdidas de calor en módulos solares formados cortando el módulo de la figura 2.
Descripción detallada de los dibujos
Con referencia ahora a la figura 1, un dispositivo fotovoltaico de película fina típico comprende una "pila" 10 de capas de película fina que se acumulan sobre una capa 11 transparente de un material de sustrato.
La pila incluye una capa de barrera 12 transparente, que es sustancialmente impermeable al oxígeno y/o al agua, proporcionada sobre la capa de sustrato, una capa de electrodo inferior 13 transparente proporcionada sobre la capa de barrera, una capa de interfaz 14 transparente (tal como una capa de inyección de huecos o de inyección de electrones) proporcionada sobre la capa de electrodo inferior, una capa de un material fotoactivo 15 proporcionada sobre la capa de interfaz, una capa de interfaz 16 adicional proporcionada sobre la capa de material fotoactivo y una capa de electrodo superior 17 proporcionada sobre la capa de interfaz adicional.
La capa de interfaz 16 adicional y la capa de electrodo superior 17 pueden ser transparentes o no.
El material de sustrato (por ejemplo, tereftalato de polietileno, PET) se extiende preferentemente más allá de las otras capas a lo largo de la dirección de la banda con el objetivo de posibilitar la encapsulación de la pila mediante la laminación con una hoja de cubierta (no mostrada) que también es impermeable al oxígeno y/o al agua. La hoja de cubierta puede ser transparente o no.
La figura 2 muestra un módulo solar 18 en el que seis de tales pilas 10 están encapsuladas dentro del material de sustrato y una hoja de cubierta transparente. Cada pila se extiende a lo largo de una parte de la longitud del módulo y las pilas están conectadas en serie eléctrica a través de una anchura del módulo. Se proporcionan barras colectoras 19 adyacentes a la primera y última de las pilas conectadas y a lo largo de una parte de la longitud del módulo. Las barras colectoras también están encapsuladas dentro del material de sustrato y la hoja de cubierta.
La figura 3 muestra la disposición de las capas de electrodo en el módulo de la figura 2 (no se muestran las capas de barrera y de interfaz) que proporciona que las pilas 10 estén conectadas en serie eléctrica a través de una anchura del módulo.
Una capa de electrodo superior 17 está hecha de modo que está desplazada y contacta con una capa de electrodo inferior 13 de modo que se solapa con una capa de electrodo inferior vecina. Las capas de electrodo solapadas juntas encierran las una o más capas activas con el objetivo de definir una porción principal que comprende una pila y una porción secundaria que comprende solo el electrodo superior y las una o más capas activas.
La figura 4 ilustra el corte de los módulos solares 18 de la figura 2 de un rollo provisto de una pluralidad de pilas separadas a lo largo de la dirección de la banda y una pluralidad de pilas conectadas a través de la dirección de la banda.
Los módulos se cortan del rollo en los espacios 20 entre las pilas separadas.
Después de que se cortan los módulos, la pila se encapsula laminando la banda con una hoja de cubierta usando un equipo de laminación de hoja a hoja (no mostrado).
La figura 5 muestra un módulo solar 200 rectangular de acuerdo con una realización de la presente invención. Cada una de las pilas 10 conectadas se extiende a través de sustancialmente toda la longitud del módulo 200. El módulo 200 está provisto de un medio de sellado para sellar los bordes (lado derecho e izquierdo) del módulo (no mostrado).
El corte de los módulos solares 200 de la figura 5 es de un rollo provisto de una pila que se extiende a lo largo de sustancialmente toda la longitud de la banda y una pluralidad de tales pilas conectadas que se extienden a través de una parte principal de la anchura de la banda.
La fabricación de tal rollo es particularmente ventajosa porque las diversas capas de la pila pueden proporcionarse simplemente una encima de la otra sin necesidad de procedimientos de alineación o grabado a lo largo de la dirección de la banda con el objetivo de aportar una pluralidad de pilas separadas espacialmente.
Los módulos 200 se cortan del rollo a través de la capa de electrodo superior y la capa de electrodo inferior.
Después del corte, un borde lateral de cada una de la capa de electrodo superior y de la capa de electrodo inferior del módulo son coincidentes con un borde lateral de la banda.
El rollo se puede proporcionar con una hoja de cubierta (no mostrada) antes del corte mediante laminación usando, por ejemplo, un rodillo de presión.
En ese caso, después del corte, los bordes laterales de cada una de la capa de electrodo superior y la capa de electrodo inferior del módulo son coincidentes con el borde lateral tanto de la banda como de la hoja de cubierta.
Evidentemente, lo mismo es cierto para el rollo que queda atrás, pero el corte posterior de otro módulo del rollo restante puede cortar la banda en un espacio entre pilas separadas o a través de la capa de electrodo superior y de la capa de electrodo inferior.
La figura 6 muestra un módulo solar 21 rectangular de gran área de acuerdo con otra realización de la presente invención. El módulo comprende una sola pila 10 que se extiende a lo largo de sustancialmente toda la longitud y a través de una parte principal de la anchura del módulo.
Sin ánimo de ceñirse a la teoría, se piensa que el corte del módulo implica la fragmentación localizada de una o ambas capas de electrodo y/o la delaminación localizada de al menos una capa de una capa adyacente, en las porciones de borde del módulo.
La figura 7 muestra la fragmentación localizada de la capa de electrodo inferior 13 y de la capa de electrodo superior 17. Como puede verse, la fragmentación está confinada a la porción de borde 22 y no aparece en la porción principal 23 del módulo.
La figura 8 muestra otra vista de la fragmentación de la capa de electrodo superior 17 en la porción de borde. La fragmentación se extiende a lo largo de todo un borde cortado (mostrado como dentado) que es creado por el corte.
La fragmentación en la porción de borde significa que cualquier contacto entre las capas de electrodo en el borde cortado, que resulta de la deformación plástica del sustrato 11 y/o la capa adhesiva, no conduce a un cortocircuito eléctrico del módulo solar.
La figura 9 muestra la delaminación localizada de capas adyacentes dentro del módulo cortado. Como puede verse, la delaminación está confinada a la porción de borde 22 y no aparece en la porción principal 23 del módulo.
La delaminación en la porción de borde significa que los bordes cortados de las capas de electrodo inferior y superior 13 y 17 están separados hasta el punto que los bordes dentados (mostrados aquí como dientes) que resultan del corte y que de otro modo podrían estar en contacto se ponen más allá del contacto entre sí.
La figura 10 muestra una vista en planta de parte de un rollo de una banda que ilustra las etapas de corte que pueden usarse con un cortador giratorio para obtener un módulo solar eficiente similar al que se muestra en la figura 6.
El módulo 21 se corta primero del rollo cortando a través de la banda del rollo usando un cortador giratorio en una primera dirección (A). Debido a que la fragmentación de las capas de electrodo en el módulo 21 es menos extensa que la fragmentación de las capas de electrodo en el rollo, el módulo 21 separado se corta a través de la banda utilizando el cortador giratorio en la dirección opuesta a la primera dirección con el objetivo de asegurar la fragmentación de al menos una capa de electrodo en la porción de borde del módulo. Evidentemente, el doble corte significa que una pequeña porción de la banda y la pila cortadas se desecha (B).
El efecto del corte puede verse en experimentos en los que módulos solares similares al que se muestra en la figura 2 se cortan mediante un cortador de cuchillas giratorias a través de la anchura del módulo en una porción que incluye capas de electrodo.
Un primer módulo comprende pilas que tienen una arquitectura invertida que se forman sobre una banda de PET transparente provista de una capa transparente de óxido de indio y estaño (125 pm de espesor) depositando una capa de transporte de electrones basada en nanopartículas de óxido de zinc (30 nm de espesor), seguida de una capa fotoactiva de P3HT: PCBM (300 nm de espesor) seguida de una capa de interfaz de PEDOT: PSS (100 nm de espesor) y finalmente una capa de electrodo superior de plata evaporada (100 nm).
Un segundo módulo es similar al primero pero incluye una hoja de barrera (película de ultrabarrera UBF9L disponible en 3M; de aproximadamente 100 pm de espesor) que cubre las pilas. Se proporciona una cinta de contacto a las pilas antes de laminar la hoja de barrera sobre las pilas y sobre la banda usando un adhesivo elástico (de aproximadamente 100 pm de espesor). La cinta de contacto se extiende desde el dispositivo con el objetivo de que se puedan realizar mediciones eléctricas en el módulo.
Un tercer módulo es similar al segundo pero incluye una hoja de barrera adicional (película de ultrabarrera de UBF9L, disponible en 3M, de aproximadamente 100 pm de espesor) laminada al sustrato usando el mismo adhesivo elástico. Se proporciona una cinta de contacto a las pilas antes de laminar las hojas de barrera sobre las pilas y sobre la banda. La cinta de contacto se extiende desde el dispositivo con el objetivo de que se puedan realizar mediciones eléctricas en el módulo.
La Tabla I muestra las tensiones de circuito abierto (Voc) con poca iluminación (a 200 lux) de estos módulos y de los módulos solares obtenidos al cortar estos módulos por la mitad.
Tabla
Figure imgf000010_0001
continuación
Figure imgf000011_0001
El corte de cada módulo se llevó a cabo con el lado de plata hacia arriba y el lado de plata hacia abajo. Una caída de tensión en uno u otro de los módulos cortados en comparación con el módulo sin cortar indica un rendimiento deficiente debido a un cortocircuito eléctrico (o "derivación").
Como puede verse, los dos módulos cortados muestran una diferencia de rendimiento en comparación entre sí. La diferencia se corresponde con la forma y configuración de la cuchilla de corte. Un módulo cortado que corresponde al lado del módulo que está sostenido o soportado en el lecho del cortador (A post-corte) durante el corte muestra un mejor rendimiento que el módulo cortado que corresponde al lado del módulo que no está sostenido o soportado en el lecho del cortador durante el corte (B post-corte).
El primer módulo A post-corte muestra una tensión más alta que el primer módulo cuando el primer módulo se corta con el lado de plata hacia arriba mientras que el primer módulo B post-corte muestra una tensión más baja.
El segundo módulo A post-corte muestra una tensión similar o más alta que el segundo módulo cuando se corta con el lado de plata hacia arriba y el lado de plata hacia abajo mientras que el segundo módulo B post-corte no muestra tensión o solo muestra una tensión baja.
El tercer módulo A post-corte muestra una tensión más alta que el tercer módulo cuando se corta con el lado de plata hacia arriba mientras que el tercer módulo B post-corte no muestra tensión en absoluto.
En todos los casos, por lo tanto, el módulo post-corte A funciona sin degradación ni ningún signo medido de cortocircuito, mientras que el módulo post-corte B habitualmente muestra algún signo de cortocircuito.
Puede obtenerse más evidencia de la fragmentación y/o la delaminación de las capas de electrodo a partir de microscopía electrónica de barrido y microscopía óptica.
La figura 11 muestra una imagen de microscopía electrónica de barrido del borde del tercer módulo post-corte A, así como imágenes de una capa de electrodo en una porción de borde del módulo (a diferentes aumentos).
Como puede verse, la capa de electrodo inferior se ha delaminado de sus capas superpuestas en la porción de borde y también se ha producido la fragmentación de la capa de electrodo en esta porción.
La figura 12 muestra una imagen de microscopio de las porciones de borde de un módulo A post-corte (parte más baja de la imagen) y un módulo B post-corte (parte más alta de la imagen) obtenida al cortar el tercer módulo.
Como puede verse, hay una fragmentación significativa de la capa de electrodo de plata en la porción de borde del módulo A post-corte y casi ninguna fragmentación en la porción de borde del módulo B post-corte.
La imagen está acompañada de un dibujo lineal que destaca particularmente que la fragmentación se extiende a lo largo de sustancialmente todo el borde cortado en el módulo A post-corte.
La figura 13 muestra una imagen termográfica (IR) del módulo A post-corte (parte más baja de la imagen) y del módulo B post-corte (parte más alta de la imagen) obtenida al cortar el tercer módulo.
Como puede verse, hay una disipación de calor considerable del módulo B post-corte (iluminado de forma brillante) pero no hay disipación de calor del módulo A post-corte.
La ausencia de disipación de calor del módulo A post-corte sugiere encarecidamente una ausencia de derivación eléctrica y, en consecuencia, la fragmentación de al menos una de las capas de electrodo en ese módulo.
Evidentemente, los módulos solares descritos aquí no necesitan comprender pilas conectadas y se puede considerar que las figuras 5 a 6 y 8 en particular muestran módulos en los que se proporciona una célula fotovoltaica de gran área en lugar de la pluralidad de pilas conectadas.
La presente invención se ha descrito en detalle con referencia a determinadas realizaciones que se ilustran en los dibujos. Sin embargo, se entenderá que otras realizaciones no descritas en detalle o ilustradas en los dibujos están dentro del alcance de la presente invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo electrónico flexible de película fina que comprende un módulo (200) cortado de una banda provista de una o más células (10) a lo largo de toda su longitud, en donde las células comprenden una primera capa de electrodo (13), una segunda capa de electrodo (17) y una o más capas activas (15) proporcionadas entre las capas de electrodo (13, 17), caracterizado por que el módulo incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo (13) y un borde de la segunda capa de electrodo (17) son cada uno coincidentes con un borde de la banda, y en donde al menos una de las porciones de borde de una o ambas capas de electrodo es una porción de borde cortada y fragmentada que comprende una fragmentación localizada que se extiende a lo largo de toda la porción de borde cortada y fragmentada, para impedir un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo.
2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos una capa se delamina de una capa adyacente en dichas una o más porciones de borde para impedir así un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo.
3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dichas porciones de borde se extienden hacia dentro en una extensión de entre 1 pm y 2 cm.
4. Un dispositivo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el módulo se forma a partir de una banda provista de dichas una o más células y una hoja de cubierta que lamina la banda y en donde el módulo incluye una o más porciones de borde en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son cada uno coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta.
5. Un dispositivo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que incluye un medio de sellado para sellar dicho bordes de dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o agua al dispositivo.
6. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que se proporciona una capa adhesiva deformable entre al menos una de las capas de electrodo y la hoja de cubierta o la banda y las capas de electrodo.
7. Un dispositivo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que es un módulo solar o una placa de iluminación de gran área.
8. Un método para fabricar un dispositivo electrónico flexible de película fina, método que comprende proporcionar una o más células (10) a lo largo de toda una longitud de una banda en donde las células comprenden un primera capa de electrodo (13), una segunda capa de electrodo (17) y una o más capas activas (15) proporcionadas entre las capas de electrodo (13, 17), caracterizado por cortar la banda y las dos capas de electrodo para formar un módulo (200) que incluye una o más porciones de borde, en donde un borde de la primera capa de electrodo (13) y un borde de la segunda capa de electrodo (17) son coincidentes con un borde de la banda, y se cortan para provocar una fragmentación localizada de una o de ambas capas de electrodo en las porciones de borde, extendiéndose la fragmentación a lo largo de todo un borde cortado para impedir un cortocircuito a través de una porción principal del dispositivo.
9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el corte proporciona un módulo en el que al menos una capa se delamina de una capa adyacente en dichas una o más porciones de borde para impedir así un cortocircuito eléctrico a través de una porción principal del dispositivo.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dichas porciones de borde se extienden hacia dentro en una extensión de entre 1 pm y 2 cm.
11. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en donde el método proporciona una hoja de cubierta que cubre los electrodos y en donde el corte proporciona un módulo que incluye una o más porciones de borde, en donde un borde de la primera capa de electrodo y un borde de la segunda capa de electrodo son cada uno coincidentes con un borde de la banda y un borde de la hoja de cubierta.
12. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende además proporcionar medios de sellado para sellar dicho bordes de dichas porciones de borde para impedir así la entrada de oxígeno y/o de agua al dispositivo.
13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12 en el que el corte se lleva a cabo mediante un cortador de cuchillas giratorias, mediante tijeras o mediante una guillotina o mediante estampado o punzonado o mediante corte con cuchillo.
14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en el que el corte comprende cortar en una primera dirección seguido de un corte en una segunda dirección que es opuesta a la primera dirección.
15. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, en el que el corte es precedido y/o seguido de un doblado agudo, un calentamiento o una sonicación de la banda en porciones que corresponden a dichas, una o más porciones de borde después del corte.
ES15808018T 2014-12-10 2015-12-08 Dispositivo electrónico flexible de película fina Active ES2897564T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1421979.4A GB2533127B (en) 2014-12-10 2014-12-10 A flexible, thin film electronic device
GB1514654.1A GB2533185B (en) 2014-12-10 2015-08-18 A flexible, thin film electronic device
PCT/GB2015/053751 WO2016092287A1 (en) 2014-12-10 2015-12-08 A flexible, thin film electronic device

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
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Country Status (7)

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US (1) US10581002B2 (es)
EP (1) EP3231022B1 (es)
KR (1) KR102515910B1 (es)
CN (1) CN107210369B (es)
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GB (1) GB2533185B (es)
WO (1) WO2016092287A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3046297B1 (fr) * 2015-12-23 2018-02-16 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Dispositif optoelectronique matriciel presentant une electrode superieure transparente
SE2151617A1 (en) * 2021-12-23 2023-05-23 Epishine Ab A printed solar cell with protruding, angled, edge portions

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2951060B2 (ja) * 1990-12-27 1999-09-20 三洋電機株式会社 光起電力装置の製造方法
US5637537A (en) * 1991-06-27 1997-06-10 United Solar Systems Corporation Method of severing a thin film semiconductor device
US5385848A (en) * 1993-09-20 1995-01-31 Iowa Thin Film Technologies, Inc Method for fabricating an interconnected array of semiconductor devices
US5994641A (en) * 1998-04-24 1999-11-30 Ase Americas, Inc. Solar module having reflector between cells
AU2003299989A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Add-Vision, Inc. Method for encapsulation of light emitting polyme devices and apparatus made by same
US20060278965A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 Foust Donald F Hermetically sealed package and methods of making the same
EP2146382A1 (de) * 2008-07-17 2010-01-20 Sika Technology AG Photovoltaikelement
JP5478147B2 (ja) * 2009-08-19 2014-04-23 リンテック株式会社 発光シート及びその製造方法
US20110095277A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Tilman Beierlein Organic electronic devices and methods for manufacturing the same
US20140000684A1 (en) * 2010-12-03 2014-01-02 Jan Blochwitz-Nimoth Method for forming an electrical interconnection in an organic photovoltaic device and an organic photovoltaic device made by the same
WO2012114906A1 (ja) 2011-02-23 2012-08-30 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2015525430A (ja) * 2012-05-18 2015-09-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー オーバーコートされたナノワイヤ透明導電コーティングのコロナによるパターニング
US20150136207A1 (en) * 2012-06-05 2015-05-21 Saint-Gobain Glass France Roof panel comprising an integrated photovoltaic module
AU2014260477B2 (en) * 2013-05-02 2018-04-26 Tera-Barrier Films Pte Ltd Encapsulation barrier stack comprising dendrimer encapsulated nanoparticles

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