ES2953485T3

ES2953485T3 - Módulo de celdas solares laminado y procedimiento de fabricación de dicho módulo

Info

Publication number: ES2953485T3
Application number: ES18706501T
Authority: ES
Inventors: Olle Inganäs; Thomas Österberg; Wanzhu Cai
Original assignee: Epishine AB
Current assignee: Epishine AB
Priority date: 2017-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2023-11-13
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: KR20190116494A; EP3364474A1; AU2018221851B2; EP4250894A3; US11785788B2; BR112019016932A2; JP2020508585A; WO2018150053A1; EP3583635C0; EP4250894A2; KR102567901B1; US20200203647A1; CN110337732A; EP3583635A1; EP3583635B1; AU2018221851A1

Abstract

La presente invención se refiere a un método para laminar módulos de células solares que comprenden una pluralidad de células solares conectadas eléctricamente en serie. El método comprende: proporcionar una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo; proporcionar una pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato, en donde dicha pluralidad de primer y segundo electrodos se proporcionan como franjas separadas espacialmente de manera que se forme una pluralidad de espacios; depositar una capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha capa activa continua o discontinua es una capa activa orgánica; laminar por medio de calor y presión dichas primera y segunda porciones de sustrato juntas en un proceso de rollo a rollo de modo que la capa activa se ponga en contacto físico con el otro de dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos y tales que la capa activa se ponga en contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos. La pluralidad de primeros electrodos está dispuesta desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios entre dicha pluralidad de segundos electrodos esté completamente cubierto al menos en una dirección por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos. La presente invención también se refiere a un módulo de células solares. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de celdas solares laminado y procedimiento de fabricación de dicho módulo

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un módulo de celdas solares laminado y a un módulo de celdas solares laminado.

Antecedentes de la invención

Para mitigar el calentamiento global, la generación de energía debe pasar de estar dominada por los combustibles fósiles a fuentes con un bajo impacto climático. Se espera que las celdas solares, que convierten la energía lumínica directamente en energía eléctrica, sean una fuente importante de electricidad en el futuro sistema energético. Las celdas solares se producen comúnmente a partir de óxido de silicio que se funde, se purifica y se transforma en cristales de silicio. Este es un proceso que consume mucha energía, por lo que se han desarrollado muchas tecnologías de película delgada con procesos de fabricación que requieren menos energía. En general, una celda solar de película delgada comprende un semiconductor fotoactivo intercalado entre dos electrodos. Las celdas solares orgánicas son un ejemplo de celdas solares de película delgada con una capa fotoactiva compuesta por una fina mezcla de dos o más semiconductores orgánicos. Una gran ventaja con este tipo de celdas solares es que se pueden imprimir en un proceso de rollo a rollo y, por lo tanto, es posible producir celdas solares o módulos de celdas solares de gran superficie. Además, el uso de materiales y la energía del proceso son muy bajos, lo que permite un impacto climático realmente bajo. Estos materiales también son eficientes para convertir la luz difusa en electricidad. Esto también permite colocar celdas solares orgánicas en superficies verticales, tal como paredes.

El documento WO99/49525A1 divulga un dispositivo fotovoltaico o fotoconductor con múltiples capas semiconductoras. Se refiere, en particular, a dispositivos formados a partir de múltiples capas semiconductoras, por ejemplo, polímeros semiconductores orgánicos. Un dispositivo de este tipo tiene dos capas semiconductoras centrales que se han laminado juntas para formar una capa mixta entre las primeras y segundas capas semiconductoras, al tiempo que retiene al menos algunas de las primeras y segundas capas semiconductoras a cada lado de la capa mixta.

El documento US2005263180A1 se refiere a una arquitectura de módulo fotovoltaico con sistemas y procedimientos relacionados.

El documento JP2006 237165 se refiere a un módulo de celdas solares orgánicas que tiene una mayor cantidad de fotocorriente. El módulo de celdas solares orgánicas tiene al menos dos elementos de conversión fotoeléctrica, que tienen una primera y una segunda capa de electrodo y una capa de conversión fotoeléctrica intercalada entre las capas de electrodo. En los elementos de conversión fotoeléctrica adyacentes, el orden de laminación de la primera capa de electrodo, la capa de conversión fotoeléctrica y la segunda capa de electrodo es opuesto, y están conectados en serie eléctricamente.

El documento de Kaduwal, D. et al. (2014) se refiere a un concepto de laminado libre de ITO para celdas solares orgánicas flexibles. El concepto proporciona un procedimiento para celdas solares orgánicas laminadas libres de ITO sobre placas flexibles, que permite la libertad de elección de materiales y técnicas de deposición para los electrodos. También proporciona rodillos de laminación simples que lo hacen atractivo para el procesamiento de rollo a rollo.

El artículo de Huang, J. et al. (2008) "A semi-transparent plástic solar cell fabricated by a lamination process", analiza un proceso de laminación electrónico basado en pegamento, combinado con una modificación de la superficie de contacto como un proceso de una etapa para la fabricación de celdas solares de polímero semitransparente.

El artículo de Nakamura, M. et al. (2009) "High-performance polymerphotovoltaic devices with inverted structure prepared by thermal lamination", presenta un procedimiento de uso de un proceso de laminación para la introducción de electrodos de Au, en lugar de la evaporación de metales convencional, que mejoró la eficacia de conversión de potencia (PCE) de los dispositivos fotovoltaicos de estructura invertida.

La formación de poros en la capa activa durante la impresión es un problema conocido que puede dar lugar a un contacto directo entre los dos electrodos que cortocircuita la celda solar y, por lo tanto, degrada el rendimiento. Un problema de las actuales celdas solares y módulos de celdas solares impresos, basados en moléculas orgánicas semiconductoras, es que el riesgo de que se formen poros, que se extienden a través de la capa activa, es relativamente grande. Dichos poros disminuyen, en general, la eficacia de la celda solar, ya que dan lugar a cortocircuitos y, por lo tanto, partes de la celda solar o del módulo de celdas solares impresos no funcionarán correctamente. Es necesario mejorar el estado actual de la técnica para superar este problema.

Resumen de la invención

Un objetivo de la presente invención es mejorar el estado actual de la técnica y mitigar al menos algunos de los problemas mencionados anteriormente. Estos y otros objetivos se logran mediante un procedimiento para producir un módulo de celdas solares laminado y un módulo de celdas solares de este tipo.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para laminar módulos de celdas solares que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas en serie. El procedimiento comprende: - proporcionar una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo; - proporcionar una pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato, en donde dicha pluralidad de primeros y segundos electrodos se proporcionan como tiras separadas espacialmente de modo que se forma una pluralidad de espacios intermedios; - depositar una capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha capa activa continua o discontinua es una capa activa orgánica;

- laminar conjuntamente, por medio de calor y presión, dichas primera y segunda porciones de sustrato en un proceso de rollo a rollo de modo que la capa activa haga contacto físico con la otra de dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos, y de modo que la capa activa haga contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto al menos en una dirección por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos y en donde la etapa de proporcionar dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato comprende además: - proporcionar a cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos una parte de ánodo y una parte de cátodo proporcionando una capa de modificación en cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, capa de modificación que cubre parcialmente cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, por lo que cada uno de dichos primeros electrodos comprende una capa de modificación.

La pluralidad de espacios intermedios está típicamente entre los electrodos en dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato, y entre los electrodos en dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato. Por lo tanto, cuando se indica que dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto al menos en una dirección por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos, debe entenderse que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto al menos en una dirección que es ortogonal a las primera y segunda porciones de sustrato.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para laminar módulos de celdas solares que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas en serie. El procedimiento comprende: - proporcionar una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo; - proporcionar una pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato, en donde dicha pluralidad de primeros y segundos electrodos se proporcionan como tiras separadas espacialmente de modo que se forma una pluralidad de espacios intermedios; - depositar una primera capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos y una segunda capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde al menos una de dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas es una capa activa orgánica;

- laminar conjuntamente, por medio de calor y presión, dichas primera y segunda porciones de sustrato en un proceso de rollo a rollo de modo que la primera capa activa continua o discontinua haga contacto físico con la segunda capa activa continua o discontinua, y de modo que dicha primera y dicha segunda capa activa continua o discontinua hagan contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos; y

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto en al menos una dirección por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos y

en donde la etapa de proporcionar dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato comprende además:

- proporcionar a cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos una parte de ánodo y una parte de cátodo proporcionando una capa de modificación en cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, capa de modificación que cubre parcialmente cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, por lo que cada uno de dichos primeros electrodos comprende una capa de modificación.

De manera correspondiente al primer aspecto de la presente invención, la pluralidad de espacios intermedios está típicamente entre los electrodos en dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato, y entre los electrodos en dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato. Por lo tanto, cuando se indica que dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto al menos en una dirección por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos, debe entenderse que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto al menos en una dirección que es ortogonal a las primera y segunda porciones de sustrato.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para laminar módulos de celdas solares que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas en serie. El procedimiento comprende: - proporcionar una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo; - proporcionar una pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato, en donde dicha pluralidad de primeros y segundos electrodos se proporcionan como tiras separadas espacialmente de modo que se forma una pluralidad de espacios intermedios; - depositar una primera capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos y, opcionalmente, una segunda capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha primera capa activa continua o discontinua es una capa activa orgánica;

- laminar conjuntamente, por medio de calor y presión, dichas primera y segunda porciones de sustrato de modo que la primera capa activa continua o discontinua haga contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos; y

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos y en donde cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos comprende:

- un material de electrodo proporcionado como una tira directamente en dicha primera porción de sustrato; y

- una capa de modificación que cubre parcialmente dicho material de electrodo y que divide dicho primer electrodo en una parte de ánodo y una parte de cátodo.

De manera correspondiente al primer y al segundo aspecto de la presente invención, la pluralidad de espacios intermedios está típicamente entre los electrodos en dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato, y entre los electrodos en dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato.

Los efectos y características de estos primer, segundo y tercer aspectos de la presente invención son en gran medida análogos. La mayoría de las formas de realización mencionadas a continuación son compatibles con los tres aspectos de la invención.

El proporcionar una capa activa que hace contacto físico con una pluralidad de primeros o segundos electrodos después de la deposición reduce el riesgo de que se produzcan cortocircuitos debido a poros en la capa activa. Normalmente, la pluralidad de segundos electrodos puede depositarse en húmedo encima de la capa activa, lo que permite llenar los poros de la capa activa con material de electrodo. Esto aumenta el riesgo de contacto directo entre uno de la pluralidad de primeros electrodos y uno de la pluralidad de segundos electrodos, lo que puede dar como resultado un cortocircuito. Al juntar la capa activa y la pluralidad de electrodos después del secado en lugar de depositar en húmedo los electrodos encima de la capa activa, se impide que el material de electrodo llene los poros y, por lo tanto, se reduce el riesgo de cortocircuitos. Además, cuando se proporciona una primera y una segunda capa activa que hacen contacto físico entre sí después de la deposición, los poros formados durante la deposición pueden extenderse a través de la primera o la segunda capa activa, respectivamente, y, por lo tanto, no se extenderán por todo el grosor combinado de las dos capas activas. Esto también reduce el riesgo de cortocircuitos en el módulo de celdas solares. Por lo tanto, se obtendrá un módulo de celdas solares más eficiente. Además, las etapas de postprocesamiento para eliminar derivaciones se pueden omitir, o al menos reducir, en comparación con las soluciones de la técnica anterior.

Además, al reducirse el riesgo de cortocircuitos, los módulos de celdas solares de acuerdo con la invención son particularmente adecuados para condiciones de poca luz, ya que evitar las corrientes de derivación es más crítico para tales aplicaciones. Por ejemplo, los módulos de celdas solares se pueden usar en aplicaciones de captación de energía en interiores. Por lo tanto, de acuerdo con al menos otro ejemplo de la presente invención, un módulo de celdas solares laminado de acuerdo con uno cualquiera de los primer a tercer aspectos de la invención, se puede usar en condiciones de poca luz, tal como, por ejemplo, en interiores para la captación de energía en interiores.

La disposición de la pluralidad de primeros electrodos de manera desplazada con respecto a la pluralidad de segundos electrodos permite un módulo de celdas solares en que el área de sustrato está cubierta, en mayor medida, por el área activa de las celdas solares del módulo de celdas solares en comparación con tener la pluralidad de primeros electrodos alineados con la pluralidad de segundos electrodos, ya que permite una distancia más pequeña entre dos electrodos adyacentes. El área activa es el área activa combinada de cada una de las celdas solares que están conectadas en serie en el módulo de celdas solares. Esta disposición también puede facilitar la producción de estos módulos de celdas solares.

Las direcciones y extensiones del módulo de celdas solares se analizarán a continuación utilizando un sistema de coordenadas. La dirección y es ortogonal o perpendicular a la primera y la segunda porción de sustrato. La dirección z es paralela a la extensión más larga de los electrodos. La dirección x es ortogonal o perpendicular a la extensión de los electrodos que puede ser paralela a la extensión más larga de las porciones de sustrato, pero también puede ser una dirección transversal a la extensión más larga de las porciones de sustrato. La dirección más larga de las porciones de sustrato puede ser paralela a la dirección de recubrimiento de la deposición de rollo a rollo. La dirección más larga de las porciones de sustrato puede ser paralela a la dirección de movimiento de dicho sustrato durante la deposición de rollo a rollo.

Se entenderá que la expresión "A cubre B en al menos una dirección" significa que cualquier línea imaginaria, paralela a y dirigida en esa dirección, recorrerá A antes de recorrer B. Por ejemplo, una línea perpendicular al sustrato, es decir, dirigida en la dirección x, recorrerá primero uno de la pluralidad de primeros electrodos antes de recorrer un espacio intermedio entre dos de la pluralidad de segundos electrodos. Totalmente cubierto significa que esto es válido para todos los valores de x; por ejemplo, para todos los valores de x en donde hay un espacio intermedio en uno de los sustratos, hay un electrodo en el sustrato opuesto. En otras palabras, en una sección transversal que muestra el plano x-y del módulo de celdas solares, la distancia entre los dos puntos de extremo en la dirección x de un electrodo es más ancha que la distancia entre los dos puntos de extremo en la dirección x de un espacio intermedio. Lo que aquí se afirma también es válido para el área de electrodos utilizada en una de las celdas solares; en los bordes de los electrodos (dirección z) esto podría no cumplirse.

Además, se entenderá que la pluralidad de primeros electrodos y la pluralidad de segundos electrodos están dispuestos de una manera intercalada en la que todos, o todos menos uno, o todos menos dos de la pluralidad de primeros electrodos, cubren completamente uno respectivo de la pluralidad de espacios intermedios entre la pluralidad de segundos electrodos y en donde todos, o todos menos uno, o todos menos dos de la pluralidad de segundos electrodos, cubren completamente uno respectivo de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de primeros electrodos.

Debe entenderse que la pluralidad de primeros electrodos se proporciona en dicha primera porción de sustrato como tiras separadas espacialmente de modo que se forma un primer conjunto de pluralidad de espacios intermedios entre los electrodos en dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato. De manera correspondiente, la pluralidad de segundos electrodos se proporciona en dicha segunda porción de sustrato como tiras separadas espacialmente de modo que se forma un segundo conjunto de pluralidad de espacios intermedios entre los electrodos en dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, un centro de un espacio intermedio en la dirección x está alineado con una porción central de un electrodo de recubrimiento en la dirección x o un centro de un electrodo en la dirección x está alineado con un centro de un espacio intermedio en la dirección x entre electrodos en la porción de sustrato opuesta.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la pluralidad de primeros y segundos electrodos están dispuestos de modo que se logra una conexión eléctrica entre los electrodos a través de la capa activa continua o discontinua o a través de la primera y segunda capas activas continuas o discontinuas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la pluralidad de primeros electrodos comprende de 3 a 50 electrodos, o de 5 a 40 electrodos, o de 5 a 30 electrodos o de 10 a 30 electrodos. De acuerdo con al menos la pluralidad de segundos electrodos, comprende de 2 a 50 electrodos, o de 5 a 40 electrodos o de 10 a 30 electrodos. La pluralidad de primeros y segundos electrodos puede comprender el mismo o diferente número de electrodos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la anchura en la dirección x de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede ser de 1 a 20 mm, o al menos de 2 a 15 mm o de 2 a 10 mm. La anchura puede ser la misma para todos los electrodos o puede no ser la misma para todos los electrodos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la longitud en la dirección z de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede ser de al menos 10 mm, o al menos 20 mm, o al menos 50 mm, o al menos 100 mm, o al menos 300 mm, o al menos 500 mm o al menos 1000 mm. La longitud de los electrodos se decide en función de la longitud de la primera o la segunda porción de sustrato. La primera y la segunda porción de sustrato pueden tener, por ejemplo, 0,5 m, o 1 m, o 5 m o 10 m de largo pero, de acuerdo con algunas formas de realización de la invención, la primera y/o la segunda porción de sustrato también pueden tener una longitud de varios centenares de metros. Las porciones de sustrato pueden proporcionarse, por ejemplo, en un rollo, donde dicho rollo puede incluir una o varias porciones de sustrato. De manera adicional o alternativa, la longitud en la dirección z de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede ser de al menos un 70 %, o al menos un 80 % o al menos un 90% de la longitud de la porción de sustrato en la misma dirección. La longitud de los electrodos puede ser la misma que la longitud de la porción de sustrato. De manera adicional o alternativa, la longitud de los electrodos puede ser al menos dos veces, o tres veces o cinco veces más larga que la anchura de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos. Por ejemplo, si la anchura en la dirección x de uno de los electrodos es de 20 mm, la longitud en la dirección z de ese electrodo puede ser de al menos 40 mm, o al menos 60 mm, o al menos 100 mm. Por ejemplo, si la anchura en la dirección x de cada uno de la pluralidad de primeros o segundos electrodos es de 9 mm, entonces la longitud en la dirección z de cada uno de la pluralidad de primeros o segundos electrodos puede ser de al menos 300 mm.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la pluralidad de primeros y segundos electrodos comprende un material de electrodo, material de electrodo que puede ser un compuesto orgánico conductor, un metal, un óxido metálico o combinaciones de los mismos. El compuesto orgánico conductor puede ser, por ejemplo, una molécula pequeña orgánica conductora o un polímero conductor. El polímero conductor puede ser, por ejemplo, poli(3,4-etilendioxitiofeno) sulfonato de poliestireno (PEDOT:PSS) o variantes del mismo, por ejemplo PEDOT:PSS PH1000. El metal puede elegirse de una lista que comprende, pero sin limitarse a: aluminio (Al), cromo (Cr), titanio (Ti), cobre (Cu), oro (Au) y plata (Ag). El óxido metálico puede ser, por ejemplo, óxido de indio y estaño (ITO) y óxido de aluminio y zinc (AZO). De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el electrodo puede comprender una o más capas. Por ejemplo, el electrodo puede ser un electrodo de ITO/metal/ITO (IMI), que comprende una primera capa de ITO, una segunda capa de un metal y una tercera capa de ITO. El electrodo puede comprender, por ejemplo, ITO/Ag/ITO.

Se entenderá que la pluralidad de primeros y segundos electrodos pueden extenderse en cualquier dirección sobre las porciones de sustrato y pueden tener cualquier extensión, lineal o no lineal, por ejemplo, curvada. También pueden ser paralelos o no paralelos. Además, se entenderá que tienen sustancialmente la misma anchura en toda su longitud o pueden tener una anchura variable en toda su longitud. Toda la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede tener la misma anchura o diferentes electrodos pueden tener diferentes anchuras.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede proporcionarse mediante una variedad de técnicas de deposición; por ejemplo, pueden proporcionarse por medio de evaporación térmica, deposición catódica, recubrimiento por pulverización, impresión o recubrimiento, por ejemplo recubrimiento mediante boquilla de ranura ancha. De acuerdo con al menos una forma de realización de la presente invención, la pluralidad de primeros electrodos y la pluralidad de segundos electrodos pueden proporcionarse mediante la misma técnica de deposición. De acuerdo con al menos otra forma de realización de ejemplo de la invención, la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede proporcionarse mediante diferentes técnicas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede proporcionarse, por ejemplo, evaporados, recubiertos por pulverización o impresos, mediante un procedimiento aditivo o sustractivo. Cuando se usa un procedimiento aditivo, los electrodos se proporcionan directamente como tiras en la primera y la segunda porción de sustrato, respectivamente. Un procedimiento sustractivo comprende una primera etapa en la que el material de electrodo se proporciona sustancialmente en toda el área de superficie de la primera y/o la segunda porción de sustrato y una segunda etapa que comprende retirar el material de electrodo de modo que la pluralidad de primeros y segundos electrodos se formen, respectivamente, por ejemplo mediante ablación por láser. Mediante el uso de dicho procedimiento sustractivo, el área de espacios intermedios que se forma entre cada uno de la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos puede reducirse, es decir, la distancia entre cada uno de la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos puede reducirse. La reducción del área de los espacios intermedios permite un área fotoactiva de celda solar más grande y, por lo tanto, la capacidad del módulo de celdas solares aumentará. De manera alternativa, la segunda etapa del método sustractivo, por ejemplo, ablación por láser, puede realizarse después de la etapa de laminación. Por lo tanto, la segunda etapa, por ejemplo, la ablación por láser, se puede realizar a través del sustrato de PET.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la anchura en la dirección x de los espacios intermedios puede estar en el intervalo de 0,01a 10 mm, o preferiblemente en el intervalo de 0,02 a 5 mm, o incluso más preferiblemente de 0,05 a 3 mm. La anchura en la dirección x de los espacios intermedios puede variar dependiendo del procedimiento con el que se proporciona la pluralidad de primeros y segundos electrodos. Si los electrodos se proporcionan mediante un procedimiento aditivo, la anchura de los espacios intermedios en la dirección x puede estar en el intervalo de 0,5 a 3 mm, por ejemplo, 1 mm. Si los electrodos se proporcionan mediante un procedimiento sustractivo, por ejemplo usando ablación por láser, los electrodos pueden estar en el intervalo de 0,01 a 0,2 mm, por ejemplo, 0,05 mm.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el procedimiento comprende además una etapa de proporcionar un primer y un segundo electrodo de contacto. El primer y el segundo electrodo de contacto pueden proporcionarse en la primera y/o la segunda porción de sustrato. El primer y el segundo electrodo de contacto pueden proporcionarse en la misma porción de sustrato o pueden proporcionarse en diferentes porciones de sustrato. El electrodo de contacto puede comprender una o varias capas, donde las capas pueden tener la misma o diferente extensión en la dirección z y también pueden tener la misma o diferente anchura en la dirección x. Además, las capas pueden comprender los mismos o diferentes materiales.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, el primer y el segundo electrodo de contacto pueden comprender una primera capa de un material de electrodo proporcionado, por ejemplo, evaporado, recubierto por pulverización o impreso, y una barra colectora conectada al mismo. La barra colectora puede estar hecha, por ejemplo, de grafito o plata y puede estar serigrafiada. Opcionalmente, en lugar de, o además de, la barra colectora, el electrodo de conexión puede comprender capas impresas o laminadas adicionales. Los electrodos de contacto pueden dividirse en dos partes, donde la primera parte puede utilizarse como uno de los electrodos en una celda solar comprendida en el módulo de celdas solares y donde la otra parte se utiliza para conectar el módulo de celdas solares a una unidad para recoger electricidad cuando el módulo de celdas solares está en uso. Normalmente, la parte del electrodo de contacto utilizada para conectar el módulo de celdas solares no está cubierta por la capa activa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, los electrodos de contacto comprenden un material de electrodo que puede comprender un compuesto orgánico conductor, un compuesto de carbono conductor, un metal, un óxido metálico o combinaciones de los mismos. El compuesto orgánico conductor puede ser, por ejemplo, una molécula pequeña orgánica conductora o un polímero conductor. El polímero conductor puede ser, por ejemplo, poli(3,4-etilendioxitiofeno) sulfonato de poliestireno (PEDOT:PSS) o variantes del mismo, por ejemplo PEDOT:PSS PH1000. El compuesto de carbono conductor puede proporcionarse como una pasta de carbono o como grafito o grafeno. El metal puede elegirse de una lista que comprende, pero sin limitarse a: aluminio (Al), cromo (Cr), titanio (Ti), cobre (Cu), oro (Au) y plata (Ag). El óxido metálico puede elegirse de una lista que comprende, pero sin limitarse a: óxido de indio y estaño (ITO) y óxido de aluminio y zinc (AZO). De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, el metal se proporciona como una tinta en la que el metal se proporciona como nanopartículas, por ejemplo nanoesferas o nanovarillas. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el electrodo puede comprender una o más capas. Por ejemplo, el electrodo puede ser un electrodo de ITO/metal/ITO (IMI), que comprende una primera capa de ITO, una segunda capa de metal y una tercera capa de ITO. El electrodo puede comprender, por ejemplo, ITO/Ag/ITO. El material de electrodo puede ser el mismo material de electrodo que para la pluralidad de primeros o segundos electrodos o puede ser un material de electrodo diferente.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la capa activa continua o discontinua o la primera y la segunda capa activa continua o discontinua pueden comprender un compuesto que absorbe longitudes de onda dentro del intervalo de 250 a 1050, tal como, por ejemplo, en el intervalo de 350 a 950 nm; puede absorber, por ejemplo, luz dentro del espectro visual, es decir, longitudes de onda dentro de un intervalo de 400 nm a 700 nm. Además, dicho compuesto podrá proporcionar cargas debido a esa absorción de luz o, de manera alternativa, proporcionar un fotovoltaje debido a esa absorción de luz. Por lo tanto, la capa activa continua o discontinua puede denominarse capa fotovoltaica. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la capa activa continua o discontinua tiene una eficacia de al menos 0,001 pares electrón-hueco por fotón absorbido, o al menos 0,1 pares electrónhueco por fotón absorbido, o más preferiblemente al menos 0,7 pares electrón-hueco por fotón absorbido.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, una capa activa continua puede ser una capa activa que cubre tanto la pluralidad de espacios intermedios entre electrodos como la pluralidad de primeros o segundos electrodos tanto en la dirección x como en la dirección z, de modo que aumenta el área fotoactiva, es decir, el área donde se absorbe la luz, del módulo de celdas solares. Además, la primera capa activa continua puede cubrir tanto la pluralidad de primeros electrodos como la pluralidad de espacios intermedios entre esos electrodos. De la misma manera, la segunda capa activa continua puede cubrir tanto la pluralidad de segundos electrodos como la pluralidad de espacios intermedios entre los mismos. En otras palabras, la capa activa continua o la primera y la segunda capa activa continua pueden proporcionarse globalmente sobre la pluralidad de primeros y segundos electrodos y espacios intermedios entre cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la capa activa continua o la primera y/o la segunda capa activa continua pueden ser una capa activa orgánica y un material donante y/o un material aceptador.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, una capa activa discontinua puede comprender una pluralidad de segmentos de capa, en donde cada segmento de capa es una capa activa que cubre solo un electrodo, o solo una porción del electrodo, al menos en la dirección x. En la dirección z, cada segmento de capa cubre preferiblemente todo el electrodo o dicha porción del electrodo. En otras palabras, los segmentos de capa están separados, en la dirección x, por espacios intermedios de segmento de capa. Por lo tanto, la primera capa activa puede ser una primera capa activa discontinua que cubre los electrodos de dicha pluralidad de primeros electrodos, o al menos una porción de cada electrodo de la pluralidad de primeros electrodos, donde la primera capa activa discontinua comprende primeros segmentos de capa separados por espacios intermedios de segmento de primera capa. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la pluralidad de espacios intermedios entre los electrodos de la pluralidad de primeros electrodos no están cubiertos por la primera capa activa discontinua. De la misma manera, la segunda capa activa puede ser una segunda capa activa discontinua que cubre los electrodos de dicha pluralidad de segundos electrodos, o al menos una porción de cada electrodo de la pluralidad de segundos electrodos, donde la segunda capa activa discontinua comprende segmentos de segunda capa separados por espacios intermedios de segmento de segunda capa. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la pluralidad de espacios intermedios entre los electrodos de la pluralidad de segundos electrodos no están cubiertos por la segunda capa activa discontinua.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, un espacio intermedio de segmento de capa está comprendido entre 0,01 mm y 1 mm, tal como, por ejemplo, entre 0,05 mm y 0,4 mm, tal como, por ejemplo, entre 0,1 mm y 0,3 mm.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la primera capa activa discontinua y la segunda capa activa discontinua hacen contacto físico durante la etapa de laminación. Para tales formas de realización, la primera capa activa discontinua y la segunda capa activa discontinua forman conjuntamente una capa activa continua.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la capa activa discontinua o la primera y/o la segunda capa activa discontinua pueden ser una capa activa orgánica y un material donante y/o un material aceptador.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, para la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s), el material donante puede ser un polímero semiconductor o una molécula orgánica pequeña semiconductora. El polímero semiconductor puede ser, por ejemplo, cualquier polímero semiconductor y sus derivados, incluidos, pero sin limitarse a: politiofenos, polianilinas, polipirroles, policarbazoles, polivinilcarbazoles, polifenilenos, polifenilvinilenos, polisilanos, politienilenovinilenos, poliisotianaftanos, policiclopentaditiofenos, polisilaciclopentaditiofenos, policiclopentaditiazoles, politiazolotiazoles, politiazoles, polibenzotiadiazoles, poli(óxidos de tiofeno), poli(óxidos de ciclopentaditiofeno), politiadiazoloquinoxalina, polibenzoisotiazol, polibenzotiazol, politienotiofeno, poli(óxido de tienotiofeno), poliditienotiofeno, poli(óxidos de ditienotiofeno), politetrahidroisoindoles y copolímeros de los mismos. El polímero semiconductor también puede ser un polímero basado en iso-índigo. Con más detalle, el polímero semiconductor puede ser, por ejemplo: P3HT, PTB7, TQ1, P3TI, PCDTBT o PffBT4T-20D. La molécula pequeña semiconductora puede ser, por ejemplo, una molécula que comprende, al menos, un grupo benzoditiofeno, por ejemplo DRTB-T o BDT3TR. El material aceptador puede ser, por ejemplo, un polímero semiconductor o una molécula pequeña semiconductora. El polímero semiconductor puede ser, por ejemplo, N2200 o PNDI-T10. La molécula orgánica pequeña semiconductora puede ser, por ejemplo, un fullereno, un derivado de fullereno o cualquier otra molécula pequeña semiconductora tal como (5Z, 5'Z)-5,5'-{(9,9-dioctil-9H-fluoreno-2,7-diil)bis[2,1,3-benzotiadiazol-7,4-diil(Z)metililideno]}bis(3-etil-2-tioxo-1,3-tiazolidin-4-ona) (FBR), o 3,9bis(2-metilen-(3-(1,1-dicianometilen)-indanona))-5,5,11,11-tetraquis(4-hexilfenil)-ditieno[2,3-d:2',3'-d']s-indaceno[1,2-b:5,6-b']ditiofeno) (ITIC). El derivado de fullereno puede ser el éster metílico del ácido fenil-C⁶¹-butírico (PC⁶¹BM), el éster metílico del ácido fenil-C71-butírico (PC⁷¹BM), el bisaducto de indeno-C⁶⁰(ICBA), O-IDTBR o IC-C6IDT-IC.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s) entre un 0,1 % en peso y un 90 % en peso de polímeros de banda prohibida ancha, tal como, por ejemplo, entre un 30 % en peso y un 50 % en peso de tales polímeros. Los polímeros de banda prohibida ancha corresponden a un inicio de absorción de <250 nm o <350 nm o <450 nm, o expresado de manera alterna como un inicio de absorción óptica de >5 eV o >4 eV o >3 eV. De este modo, se mejora la estabilidad y/o las propiedades autoadhesivas, de la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s).

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la mezcla de un material donante y un material aceptador puede proporcionarse como una heterounión en masa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la capa activa orgánica puede comprender uno o varios compuestos orgánicos. Por ejemplo, la capa activa puede comprender uno, dos, tres o más compuestos orgánicos. Por lo tanto, la capa activa orgánica puede comprender un material donante y un material aceptador, o la capa activa orgánica puede comprender dos materiales donantes y un material aceptador o viceversa. De manera adicional o alternativa, la capa activa puede consistir en un material aceptador o un material donante, sin tener en cuenta contaminaciones o trazas de otras sustancias. De manera adicional o alternativa, la capa activa orgánica hasta un 98 % en peso, consiste únicamente en uno o varios compuestos orgánicos que incluyen contaminaciones y trazas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s) puede(n) comprender la misma composición en toda la capa y/o el mismo grosor en toda la capa. Se entenderá que con la misma composición y/o el mismo grosor significa que la composición y/o el grosor pueden variar en toda la capa debido a variaciones naturales en el proceso de impresión.

De acuerdo con al menos otra forma de realización de ejemplo de la invención, la composición y/o el grosor de la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s) puede(n) variar a través del plano x-z del módulo de celdas solares. Por lo tanto, la composición de la capa activa que cubre una parte de ánodo puede ser diferente para la composición de la capa activa que cubre una parte de cátodo. Por ejemplo, una parte de ánodo puede estar cubierta por una mezcla, por ejemplo, una heterounión en masa, que comprende un material donante y un material aceptador, mientras que una parte de cátodo puede estar cubierta solo por un material aceptador o solo por un material donante. De manera alternativa, una parte de ánodo puede estar cubierta por una primera mezcla, por ejemplo una heterounión en masa, de un primer material donante y un primer material aceptador, mientras que una parte de cátodo puede estar cubierta por una segunda mezcla, por ejemplo una heterounión en masa de un segundo material donante y un segundo material aceptador. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, una parte de cátodo puede estar cubierta por una mezcla, por ejemplo una heterounión en masa, que comprende un material donante y un material aceptador, mientras que una parte de ánodo puede estar cubierta solamente por un material aceptador o solo por un material donante. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, una capa de modificación, que puede ser una capa de transporte de electrones o una capa de transporte de huecos o de bloqueo de huecos (descrita adicionalmente a continuación) comprendida en el electrodo respectivo, puede formar la parte de cátodo de cada electrodo. En tales formas de realización, la capa de modificación puede estar dispuesta entre la mezcla del material donante y el material aceptador que cubre la parte de cátodo y la parte restante del electrodo. Además, el material aceptador o el material donante que cubre la parte de ánodo puede estar dispuesto en el plano x-z paralelo a, o adyacente a, la capa de modificación.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, las diferentes composiciones de la capa activa pueden depositarse como tiras que, después de la deposición, forman una capa activa continua que cubre la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos. Además, las diferentes composiciones de la capa activa pueden depositarse como tiras que, después de la deposición, forman una capa activa discontinua que cubre los electrodos de la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, las tiras pueden formar, después de la deposición, una capa activa continua o discontinua. En otras palabras, la(s) capa(s) activa(s) continua(s) o discontinua(s) puede(n) denominarse capa(s) activa(s) durante, y antes de, la etapa de depositar la(s) capa(s) activa(s). Además, cuando se forma una capa activa continua, la continuidad puede lograrse durante, o después de, la deposición de la(s) capa(s) activa(s). De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, las diferentes composiciones de la capa activa pueden depositarse como tiras que, después de la etapa de laminación, forman conjuntamente una capa activa continua o discontinua que cubre la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, un primer tipo de tiras con, por ejemplo, la mezcla de material donante y material aceptador, se deposita sobre las partes de cátodo de dicha pluralidad de primeros electrodos y/o dicha pluralidad de segundos electrodos. En formas de realización en las que las partes de cátodo están cubiertas con una capa de modificación, que puede ser una capa de transporte de electrones o una capa de bloqueo de huecos, el primer tipo de tiras se deposita sobre esa capa de modificación. Además, un segundo tipo de tiras con, por ejemplo, material aceptador o material donante, se depositan sobre la parte de ánodo de dicha pluralidad de primeros electrodos y/o dicha pluralidad de segundos electrodos. Por lo tanto, la deposición de tiras de primer y segundo tipos de capa activa puede llevarse a cabo en partes de cátodo y partes de ánodo de los electrodos de dicha pluralidad de primeros electrodos y/o dicha pluralidad de segundos electrodos. Por lo tanto, las tiras del primer y segundo tipos de la capa activa formarán la capa activa continua o discontinua que cubre la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, dicha primera o dicha segunda capa activa continua o discontinua puede ser una capa activa híbrida que comprende un compuesto orgánico semiconductor y un compuesto inorgánico. El compuesto inorgánico puede ser, por ejemplo, un material de perovskita.

De manera adicional o alternativa, el compuesto inorgánico puede ser nanopartículas, nanovarillas o puntos cuánticos de, por ejemplo, PbS, CdSe o un óxido metálico, por ejemplo óxido de zinc u óxido de titanio.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, tanto la primera como la segunda capa activa continua o discontinua pueden ser una capa activa orgánica. En tales formas de realización, la primera y la segunda capa activa continua o discontinua pueden ser iguales o pueden diferir entre sí. Por ejemplo, la primera capa activa continua o discontinua puede comprender tanto un material donante como un material aceptador, mientras que la segunda capa activa puede comprender únicamente un material aceptador. Además, la primera capa activa puede comprender el mismo o diferente material donante y/o material aceptador en comparación con la segunda capa activa. De manera adicional o alternativa, la relación entre el material donante y el material aceptador puede ser la misma o pueden diferir en la primera y la segunda capa activa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la deposición de la capa activa continua o discontinua o de la primera y la segunda capa activa continua o discontinua puede realizarse mediante una variedad de técnicas de deposición, por ejemplo, pueden depositarse por medio de evaporación, recubrimiento por pulverización, impresión o recubrimiento. La impresión puede ser, por ejemplo, impresión por serigrafía, impresión por huecograbado o impresión flexográfica. El recubrimiento puede ser, por ejemplo, recubrimiento mediante boquilla de ranura ancha o recubrimiento mediante rasqueta. La primera y la segunda capa activa continua o discontinua pueden depositarse mediante la misma técnica o pueden depositarse usando diferentes técnicas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la(s) capa(s) activa(s) se puede(n) depositar a partir de un disolvente o una mezcla de disolventes. El/los disolvente(s) puede(n) elegirse de una lista que comprende, pero sin limitarse a: xileno, orto-xileno, tolueno, tetralina, cloroformo, clorobenceno, diclorobenceno, ortodiclorobenceno, para-anisaldehído.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la primera y la segunda porción de sustrato pueden proporcionarse como una pieza de sustrato a través de las etapas de proporcionar una pluralidad de primeros y segundos electrodos y de depositar la capa activa continua o discontinua o la primera y la segunda capa activa continua o discontinua. De este modo, el procedimiento comprenderá además una etapa de plegar dicha pieza de sustrato de modo que se forme una primera y una segunda porción de sustrato opuestas, o de cortar dicha pieza de sustrato en una primera y una segunda porción de sustrato antes de la etapa de laminación. De acuerdo con al menos otra forma de realización de ejemplo de la presente invención, la primera y la segunda porción de sustrato pueden separarse a través de todas las etapas del procedimiento.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la etapa de laminación se realiza en un proceso de rollo a rollo con uno o varios rodillos de laminación. El rodillo de laminación puede aplicar tanto calor como presión. La laminación puede realizarse, por ejemplo, a través de una línea de contacto entre dos rodillos de laminación calentados de modo que se aplique calor y presión a medida que la primera y la segunda porción de sustrato pasan a través de la línea de contacto. De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la laminación se puede realizar a través de varias líneas de contacto, donde cada línea de contacto está entre rodillos de laminación calentados.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento comprende la etapa de:

- proporcionar a cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos y cada uno de dicha pluralidad de segundos electrodos una parte de ánodo y una parte de cátodo proporcionando una capa de modificación en cada uno de la pluralidad de primeros electrodos y/o en la pluralidad de segundos electrodos que cubre parcialmente cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos y/o dicha pluralidad de segundos electrodos. La capa de modificación se deposita antes de la etapa de depositar una capa activa. Esto proporciona un módulo de celdas solares donde todas las celdas solares individuales están conectadas en serie en una conexión en serie de tipo W. Cuando se alinean la primera y la segunda porción de sustrato antes de la laminación, es preferible que dos partes de ánodo opuestas no se cubran entre sí, es decir, es preferible que dos partes de ánodo no estén orientadas entre sí. En otras palabras, es preferible que una parte de ánodo de uno de la pluralidad de primeros electrodos esté cubierta en la dirección x por una parte de cátodo de uno de la pluralidad de segundos electrodos o viceversa. En otras palabras, una parte de ánodo de uno de la pluralidad de primeros electrodos está orientada hacia una parte de cátodo de uno de la pluralidad de segundos electrodos. Dicho de otra manera, una parte de ánodo de uno de la pluralidad de primeros electrodos está cubierta en un plano que se extiende en la dirección x-z por una parte de cátodo de uno de la pluralidad de segundos electrodos o viceversa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la capa de modificación puede ser una capa de transporte de electrones o una capa de transporte de huecos. Por ejemplo, cuando el material de electrodo es un polímero conductor, por ejemplo, PEDOT:PSS, cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos puede proporcionarse mediante una parte de ánodo y una parte de cátodo depositando una capa de transporte de electrones que cubre parcialmente cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos. La capa de transporte de electrones cubre la parte de cada uno de la pluralidad de primeros y/o segundos electrodos que son la parte de cátodo y proporciona a los electrodos propiedades de bloqueo de huecos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la capa de transporte de electrones puede comprender un óxido metálico, un compuesto que contiene nitrógeno, un compuesto que contiene fósforo, un compuesto que contiene azufre y combinaciones de los mismos. El óxido metálico puede ser, por ejemplo, óxido de zinc (ZnO), óxido de titanio (TiO) u óxido de cromo (CrO). Un compuesto que contiene nitrógeno puede ser, por ejemplo, un compuesto que contiene amina o imina, por ejemplo polietilenimina (PEI), polietilenimina etoxilada (PEIE) o histidina. La capa de transporte de electrones puede comprender, por ejemplo, una mezcla de PEI y un óxido metálico. De manera adicional o alternativa, la capa de transporte de electrones puede comprender dos o más subcapas. Por ejemplo, la capa de transporte de electrones puede comprender una primera subcapa que comprende un compuesto que contiene amina o imina y una segunda subcapa que comprende un óxido metálico.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la capa de transporte de huecos puede comprender un polímero conductor, un óxido metálico o una combinación de los mismos. El polímero conductor puede ser, por ejemplo, PEDOT:PSS. Los óxidos metálicos pueden ser, por ejemplo, óxido de tungsteno (WO³), óxido de molibdeno (MOx) u óxido de vanadio (V2O5).

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, a cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos se le proporciona un ánodo depositando una capa de transporte de huecos que cubre parcialmente cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos y una parte de cátodo depositando una capa de transporte de electrones que cubre parcialmente cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos. Por ejemplo, cuando el material de electrodo es un metal, o un óxido metálico o una combinación de los mismos, a cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos se le puede proporcionar una parte de ánodo y una parte de cátodo depositando una capa de transporte de huecos sobre una parte de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos y una capa de transporte de electrones sobre otra parte de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos. Las capas de transporte de electrones y huecos pueden depositarse simultánea o posteriormente.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura dentro del intervalo de 50 a 300 oC, o preferiblemente dentro del intervalo de 50 a 200, o más preferiblemente dentro del intervalo de 100 a 140 oC. De manera adicional o alternativa, la etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura de al menos 50 oC, o al menos 100 oC, o al menos 130 oC, o al menos 150 oC o al menos 200 oC. De manera adicional o alternativa, la etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura inferior a 300 oC, o inferior a 250 oC, o inferior a 200 oC o inferior a 150 °C.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la etapa de laminación por medio de calor a presión se realiza a una presión dentro del intervalo de 1 a 50 bar o, más preferiblemente, dentro del intervalo de 3 a 10 bar. De manera adicional o alternativa, la presión está por encima de 1 bar, o por encima de 2 bar, o por encima de 3 bar, o por encima de 5 bar. De manera adicional o alternativa, la presión es inferior a 50 bar, o inferior a 30 bar, o inferior a 20 bar, o inferior a 15 bar o inferior a 10 bar.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la etapa de depositar la capa activa o la primera y segunda capas activas se realiza por medio de recubrimiento de rollo a rollo. El recubrimiento de rollo a rollo puede realizarse mediante una variedad de técnicas, por ejemplo, pero sin limitarse a, recubrimiento mediante boquilla de ranura ancha, recubrimiento mediante rasqueta, recubrimiento de huecograbado, recubrimiento de huecograbado inverso o serigrafía rotativa.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporciona un módulo de celdas solares que comprende celdas solares conectadas eléctricamente en serie. El módulo de celdas solares comprende:

- una primera porción de sustrato flexible que comprende una pluralidad de primeros electrodos separados espacialmente entre sí, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios entre dichos primeros electrodos, en donde dicha primera porción de sustrato flexible es adecuada para la deposición de rollo a rollo;

- una segunda porción de sustrato flexible que comprende una pluralidad de segundos electrodos separados espacialmente entre sí, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios entre dichos segundos electrodos, en donde dicha segunda porción de sustrato flexible es adecuada para la deposición de rollo a rollo;

- una primera capa activa continua o discontinua que cubre dicha pluralidad de primeros electrodos, en donde dicha primera capa activa está en contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

- una segunda capa activa continua o discontinua que cubre dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha segunda capa activa está en contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

en donde al menos una de dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas es una capa activa orgánica; y

en donde dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas se laminan con calor en contacto físico; y en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos.

Los efectos y características de este cuarto aspecto de la presente invención son, en gran medida, análogos a los descritos anteriormente en relación con el primer, segundo y tercer aspectos de la presente invención. Las formas de realización mencionadas en relación con el primer, segundo y tercer aspectos de la presente invención son las más compatibles con el cuarto aspecto de la invención. Además, las formas de realización mencionadas a continuación en relación con el cuarto aspecto son, en gran medida, compatibles con el primer, segundo o tercer aspecto.

Se entenderá que la expresión "laminado por calor" significa que durante la fabricación del módulo de celdas solares, la primera y la segunda capa activa hacen contacto físico y se unen entre sí mediante laminación usando calor y presión. Por lo tanto, la laminación se realiza a una temperatura elevada.

En comparación con otros procesos distintos de la laminación por calor, por ejemplo, recubrimiento o impresión secuencial, se necesita una capa adhesiva para unir, por ejemplo, el sustrato superior a la pila de celdas solares. Dado que el módulo de celdas solares de acuerdo con el cuarto aspecto de la invención se ha fabricado mediante laminación por calor de la primera y segunda capas activas continuas o discontinuas, no se necesita dicha capa adhesiva. En más detalle, el módulo de celdas solares se ha fabricado haciendo que el primer sustrato con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha primera capa activa continua o discontinua quede orientado hacia el segundo sustrato con dicha pluralidad de segundos electrodos y dicha segunda capa activa continua o discontinua y, por lo tanto, se han unido entre sí mediante la primera y segunda capas activas continuas o discontinuas. Por lo tanto, en el módulo de celdas solares de acuerdo con el cuarto aspecto de la invención, no hay ninguna capa adhesiva separada entre cualquiera de las capas. Además, en comparación con los módulos de celdas solares fabricados mediante recubrimiento o impresión secuencial, una deslaminación de las capas puede dar como resultado una rotura en la celda, que típicamente se produce entre la capa activa y los electrodos, mientras que en el módulo de celdas solares del cuarto aspecto de la invención, en el cual dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas se laminan por calor en contacto físico, una rotura en la celda se produce típicamente entre dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la primera y segunda capas activas continuas o discontinuas se laminan por calor en contacto físico a una temperatura dentro del intervalo de 50 a 300 °C, o preferiblemente dentro del intervalo de 50 a 200 oC, más preferiblemente dentro del intervalo de 100 a 140 oC. De manera adicional o alternativa, la etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura de al menos 50 oC, o al menos 100 oC, o al menos 130 oC, o al menos 150 oC o al menos 200 oC.

De manera adicional o alternativa, la etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura inferior a 300 oC, o inferior a 250 oC, o inferior a 200 oC o inferior a 150 °C.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, puede haber uno o varios módulos de celdas solares impresos uno tras otro en el mismo sustrato continuo. El sustrato continuo puede comprender una o varias porciones de sustrato.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, tanto la primera como dicha segunda capa activa es una capa activa orgánica que comprende, al menos, un compuesto orgánico conductor; en donde el compuesto orgánico semiconductor es el mismo en dicha primera y dicha segunda capa activa; o en donde el compuesto orgánico semiconductor es diferente en dicha primera y dicha segunda capa activa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la capa activa orgánica puede comprender uno o varios compuestos orgánicos. Por ejemplo, la capa activa puede comprender uno, dos, tres o más compuestos orgánicos. Por lo tanto, la capa activa orgánica puede comprender un material donante y un material aceptador, o la capa activa orgánica puede comprender dos materiales donantes y un material aceptador o viceversa. De manera adicional o alternativa, la capa activa puede consistir en un material aceptador o un material donante, sin tener en cuenta contaminaciones o trazas de otras sustancias.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos son electrodos semitransparentes.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, tanto la pluralidad de primeros electrodos como la pluralidad de segundos electrodos son semitransparentes.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, dichos electrodos semitransparentes comprenden un óxido metálico, un compuesto orgánico conductor o la combinación de los mismos. El compuesto orgánico conductor puede ser, por ejemplo, una molécula pequeña orgánica conductora o un polímero conductor. Por ejemplo, el polímero conductor puede ser, por ejemplo, PEDOT:PSS o variantes del mismo, por ejemplo, PEDOT:PSS PH1000. El óxido metálico puede ser, por ejemplo, óxido de indio y estaño (ITO) u óxido de aluminio y zinc (AZO).

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos son electrodos metálicos. Por lo tanto, o bien la pluralidad de primeros electrodos o bien la pluralidad de segundos electrodos pueden ser opacos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, el metal puede elegirse de una lista que comprende, pero sin limitarse a: aluminio (Al), cromo (Cr), titanio (Ti), cobre (Cu), oro (Au) y plata (Ag).

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la primera y/o la segunda porción de sustrato comprende una película de polímero parcial o totalmente transparente con un grosor dentro del intervalo de 1 a 1000 μm, o más preferiblemente de 30 a 150 μm. Tener una película de polímero con un grosor dentro del intervalo de 1 a 1000 μm proporciona una rigidez deseada al módulo de celdas solares. Un sustrato más grueso puede proporcionar un módulo de celdas solares más rígido.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la primera y/o la segunda porción de sustrato pueden comprender una capa de bloqueo de luz UV. De manera adicional o alternativa, la primera y/o la segunda porción de sustrato pueden comprender una protección contra el oxígeno y/o el vapor de agua.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, la pluralidad de primeros electrodos y, opcionalmente, dicha pluralidad de segundos electrodos están parcialmente cubiertos por una capa de modificación. La capa de modificación puede ser, por ejemplo, una capa de transporte de electrones o una capa de transporte de huecos. La capa de modificación divide cada uno de la pluralidad de primeros electrodos y, opcionalmente, cada uno de la pluralidad de segundos electrodos en una parte de ánodo y una parte de cátodo.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la pluralidad de dichos primeros electrodos y/o la pluralidad de segundos electrodos pueden estar cubiertos tanto por una capa de transporte de electrones como por una capa de transporte de huecos.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, la capa de modificación comprende un grosor dentro del intervalo de 1 a 200 nm, o dentro del intervalo de 3 a 100 nm o dentro del intervalo de 5 a 50 nm.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la capa de modificación puede comprender una o varias subcapas.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el módulo de celdas solares comprende un área activa, en donde dicha área activa cubre al menos un 20 %, o al menos un 40 %, o al menos un 60 %, o al menos un 80 %, o al menos un 90 % o al menos un 95 % del área de superficie de dichas primera y/o segunda porción de sustrato. El área activa es el área activa combinada de cada una de las celdas solares que están conectadas en serie en el módulo de celdas solares.

Se entenderá que cada par de una parte de ánodo de un primer electrodo y una parte de cátodo opuesta de un segundo electrodo, es decir, una parte de cátodo que cubre dicha parte de ánodo en la dirección y, junto con la primera y la segunda capa activa continua o discontinua dispuestas entre la parte de ánodo y la parte de cátodo, forma una celda solar. De manera similar, cada par de una parte de cátodo de un primer electrodo y una parte de ánodo opuesta de un segundo electrodo, es decir, la parte de ánodo que cubre dicha parte de cátodo en la dirección y, junto con la primera y la segunda capa continua o discontinua dispuestas entre la parte de cátodo y la parte de ánodo, forma una celda solar. El área activa de una celda solar de este tipo es la anchura de la celda solar, es decir, la anchura de una parte de ánodo cubierta por una parte de cátodo multiplicada por la longitud de dicha parte de ánodo cubierta por dicha parte de cátodo.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el grosor de dicha pluralidad de primeros y dicha pluralidad de segundos electrodos está comprendido en el intervalo de 20 a 2000 nm, más preferiblemente de 50 a 300 nm. De manera adicional o alternativa, el grosor de la pluralidad de primeros y segundos electrodos es de al menos 20 nm, o al menos 30 nm, o al menos 50 nm, o al menos 75 nm, o al menos 100 nm o al menos 300 nm. De manera adicional o alternativa, el grosor de la pluralidad de primeros y segundos electrodos es inferior a 2000 nm, o inferior a 100 nm, o inferior a 750 nm, o inferior a 500 nm, o inferior a 300 nm o inferior a 200 nm. El grosor de las pluralidades de primeros y segundos electrodos se elige de modo que la resistencia quede equilibrada con la transparencia para una combinación óptima de rendimiento y estética del módulo de celdas solares, dependiendo del área de uso.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la presente invención, el grosor combinado de dicha primera y dicha segunda capa activa continua o discontinua está en el intervalo de 30 a 1000 nm, más preferiblemente de 80 a 350 nm. En otras palabras, el grosor de la primera capa activa continua o discontinua más el grosor de la segunda capa activa continua o discontinua está en el intervalo de 30 a 1000 nm o, más preferiblemente, de 80 a 350 nm. De manera adicional o alternativa, el grosor combinado de la primera y la segunda capa activa continua o discontinua es de al menos 30 nm, o al menos 50 nm, o al menos 80 nm, o al menos 90 nm, o al menos 100 nm o al menos 150 nm. De manera adicional o alternativa, el grosor combinado de la primera y la segunda capa activa continua o discontinua es inferior a 1000 nm, o inferior a 800 nm, o inferior a 500 nm, o inferior a 350 nm, o inferior a 250 nm o inferior a 200 nm. El grosor de la primera y la segunda capa activa continua o discontinua se elige de manera que maximice la absorción de luz al tiempo que permita el transporte de carga a los electrodos. Se entenderá que el grosor mencionado es el grosor combinado de la primera y la segunda capa activa continua o discontinua después del secado.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención, la primera y la segunda capa activa pueden tener el mismo grosor. En otras palabras, el grosor de la primera capa activa es la mitad del grosor combinado y el grosor de la segunda capa activa constituye la otra mitad del grosor combinado. De acuerdo con al menos otra forma de realización de la presente invención, el grosor de la primera y la segunda capa activa difieren entre sí.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, el módulo de celdas solares puede denominarse módulo de celdas fotovoltaicas o dispositivo fotovoltaico. El módulo de celdas solares también puede denominarse módulo de captación de luz, ya que la energía solar, así como otras fuentes de luz, tales como fuentes de poca luz o luces de interior, pueden usarse para generar electricidad.

Breve descripción de los dibujos

Los objetivos anteriores, así como objetivos, características y ventajas adicionales de la presente invención, se apreciarán de manera más completa con referencia a la siguiente descripción detallada ilustrativa y no limitativa de formas de realización de la presente invención, cuando se toma junto con los dibujos adjuntos, en los que:

la Fig. 1 muestra una vista esquemática y en sección transversal de un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

la Fig. 2 muestra una vista esquemática y en sección transversal del módulo de celdas solares de la Fig. 1 de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

las Figs. 3a y 3b muestran una vista esquemática y en sección transversal de un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

la Fig.4 muestra una vista esquemática y en sección transversal de un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

la Fig. 5 muestra una vista esquemática de un procedimiento para laminar un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

la Fig. 6 muestra una vista esquemática de la laminación de rollo a rollo de acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo de la invención;

la Fig. 7a muestra una vista esquemática y en sección transversal de un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención;

la Fig. 7b muestra una vista esquemática y en sección transversal de una parte de un módulo de celdas solares de acuerdo con al menos una forma de realización de la invención.

Descripción detallada de los dibujos

En la presente descripción detallada, las formas de realización de la presente invención se analizarán en relación con las figuras adjuntas. Cabe destacar que esto no limita de ninguna manera el alcance de la invención, que también puede aplicarse en otras circunstancias, por ejemplo con otros tipos o variantes de procedimientos para laminar un módulo de celdas solares u otros tipos o variantes de módulo de celdas solares diferentes a las formas de realización mostradas en los dibujos adjuntos. Además, que se mencionen características específicas en relación con una forma de realización de la invención no significa que esos componentes no puedan usarse de manera ventajosa junto con otras formas de realización de la invención.

La Fig. 1 y la Fig. 2 muestran vistas esquemáticas de un módulo de celdas solares 1. La Fig. 1 muestra una vista superior en sección transversal del módulo de celdas solares 1. La Fig. 2 muestra una vista en sección transversal del mismo módulo de celdas solares 1, donde la sección transversal se toma a lo largo de la línea discontinua a-a de la Fig. 1. La sección transversal mostrada en la Fig. 1 se toma a lo largo de la línea discontinua b-b de la Fig. 2. Por lo tanto, la sección transversal mostrada en la Fig. 1 corresponde a la mitad inferior de la sección transversal mostrada en la Fig. 2. La Fig. 1 y la Fig. 2 incluyen un sistema de coordenadas, que muestra las direcciones x, y y z. Este sistema de coordenadas se utiliza para describir y visualizar el módulo de celdas solares 1 y las direcciones o extensiones de los diferentes componentes del módulo de celdas solares. La siguiente descripción utilizará términos tales como "superior", "inferior", "exterior", etc. Estos términos se refieren, en general, a las vistas y orientaciones como se muestra en los dibujos. Los términos se utilizan únicamente para mayor comodidad del lector y no serán limitativos. El módulo de celdas solares de las Fig. 1 y 2 es un módulo de celdas solares conectadas en serie de tipo w.

Como se muestra en las Figs. 1 y 2, el módulo de celdas solares 1 comprende una primera porción de sustrato flexible 10 en la que se dispone una pluralidad de primeros electrodos 12, así como una primera capa activa continua 14 (no visible en la Fig. 1). La primera porción de sustrato 10 puede ser transparente o semitransparente. La primera porción de sustrato 10, así como la primera pluralidad de electrodos 12, son adecuados para procedimientos de procesamiento de rollo a rollo, por ejemplo impresión de rollo a rollo, recubrimiento de rollo a rollo y laminación de rollo a rollo.

La pluralidad de los primeros electrodos 12 comprende una primera capa de modificación 13. La primera capa de modificación 13 está dispuesta de modo que divide cada uno de la pluralidad de los primeros electrodos en una parte de ánodo 12a y una parte de cátodo 12b. Aquí, la capa de modificación 13 cubre una porción de 12 y permite propiedades de extracción de electrones para una parte de cada pluralidad de primeros electrodos 12, que constituye entonces la parte de cátodo 12b de cada pluralidad de electrodos. Aquí, la primera capa de modificación 13 es una capa de transporte de electrones que permite propiedades de bloqueo de huecos así como propiedades de extracción de electrones para esta parte del electrodo 12b. La sección transversal del módulo de celdas solares 1 que se muestra en la Fig. 1 comprende además un primer y un segundo electrodo de contacto 16a, 16b que comprenden, opcionalmente, una primera y una segunda barra colectora respectiva 17a, 17b o puntos de contacto.

La pluralidad de primeros electrodos 12 se proporcionan como tiras sustancialmente paralelas en la primera porción de sustrato 10. La pluralidad de primeros electrodos 12 se extiende a lo largo del sustrato en la dirección z. En otras palabras, la extensión más larga de las tiras estará aquí en la dirección z. Como se muestra en la Fig. 1, la extensión más larga de la primera porción de sustrato 10 y la pluralidad de primeros electrodos 12 es aquí la misma dirección. La pluralidad de primeros electrodos 12 está dispuesta de modo que están separados espacialmente entre sí en una dirección x, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios 15 entre dichos primeros electrodos 12. En una forma de realización alternativa, la extensión más larga de las tiras puede estar en una dirección transversal u ortogonal a la extensión más larga del sustrato. Con más detalle, cuando la extensión más larga del sustrato está en la dirección z, la dirección más larga de la pluralidad de primeros electrodos 12 puede estar en la dirección x o en cualquier dirección entre x y z.

El primer y el segundo electrodo de contacto 16a, 16b están dispuestos aquí en la primera porción de sustrato 10. El primer electrodo de contacto 16a está aquí dispuesto en un primer lado lateral 10' de la primera porción de sustrato 10 y el segundo electrodo de contacto 16b está dispuesto en un segundo lado lateral 10'' de la primera porción de sustrato 10. La pluralidad de primeros electrodos 12 está dispuesta espacialmente entre el primer y el segundo electrodo de contacto 16a, 16b como se ve en la dirección x. Por lo tanto, el primer 16a y el segundo electrodo de contacto 16b son los electrodos externos. Se observará que aquí, el primer y el segundo electrodo de contacto 16a, 16b no forman parte de la pluralidad de los primeros electrodos 12. En otras palabras, la pluralidad de primeros electrodos 12 son los electrodos entre el primer 16a y el segundo electrodo de contacto 16b. Además de tener el mismo propósito que la pluralidad de primeros electrodos 12, el primer 16a y el segundo electrodo de contacto 16b se utilizan para conectar el módulo de celdas solares a una unidad (no mostrada) para recoger electricidad cuando el módulo de celdas solares 1 está en uso. La conexión se realiza a través de la primera 17a y la segunda barra colectora 17b. El primer electrodo de contacto 16a comprende además una capa de modificación 13. En la Fig. 2, la parte izquierda del primer electrodo de contacto 16a y la parte derecha del segundo electrodo de contacto 16b, es decir, las partes de los electrodos de contacto que no están cubiertas por la primera capa activa 14, se utilizan para conectar el módulo de celdas solares para recoger electricidad. La parte derecha del primer electrodo de contacto 16a tiene el mismo propósito que una parte de cátodo de uno de la pluralidad de primeros electrodos 12. La parte izquierda del segundo electrodo de contacto 16b tiene el mismo propósito que una parte de ánodo de uno de la pluralidad de primeros electrodos 12.

Como se observa en la Fig. 2, el módulo de celdas solares 1 comprende además una segunda porción de sustrato flexible 20 que tiene la misma configuración que la descrita en relación con el primer sustrato, a menos que se indique lo contrario. En otras palabras, hay una pluralidad de segundos electrodos 22 y una segunda capa activa continua 24. Además, la pluralidad de segundos electrodos 22 comprende una segunda capa de modificación 23. La segunda capa de modificación 23 está dispuesta de modo que divide cada uno de la pluralidad de los primeros electrodos en una parte de ánodo 22a y una parte de cátodo 22b. Aquí, la segunda capa de modificación 23 es una capa de transporte de electrones que permite propiedades de bloqueo de huecos así como propiedades de extracción de electrones para esta parte del electrodo 22b. En la Fig. 2, no hay electrodos de contacto en el segundo sustrato 20.

La pluralidad de segundos electrodos 22 se proporcionan como tiras en la segunda porción de sustrato 20 y están dispuestos de modo que están separados espacialmente entre sí en la dirección x, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios 25 entre dichos segundos electrodos 22.

La pluralidad de segundos electrodos 22 están dispuestos en paralelo con la pluralidad de primeros electrodos 12 y orientados hacia los mismos. Además, la pluralidad de segundos electrodos 22 están dispuestos de manera desplazada en la dirección x con respecto a la pluralidad de primeros electrodos 12 en la dirección y, de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios 15 entre la pluralidad de primeros electrodos 12 está completamente cubierto por uno respectivo de la pluralidad de segundos electrodos 22. Un electrodo de uno de los conjuntos de electrodos no cubre más de dos electrodos del otro conjunto de electrodos. Por lo tanto, cuando se mira en la dirección y negativa, la pluralidad de primeros electrodos 12 serán parcialmente visibles a través de los espacios intermedios 25 entre la pluralidad de segundos electrodos 22. Además, una parte de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 12 cubiertos por la primera capa de modificación 13 está cubierta por una parte de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos 22 que no están cubiertos por la segunda capa de modificación 23. Por lo tanto, una parte de cátodo 22b de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos 22 está dispuesta de manera opuesta y de modo que está orientada hacia una parte de ánodo 12a de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 12. De manera similar, una parte de ánodo 22a de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos 22 está dispuesta de manera opuesta y de modo que está orientada hacia una parte de cátodo 12b de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 12.

La primera capa activa continua 14 está dispuesta de modo que cubre la pluralidad de primeros electrodos 12 y la segunda capa activa continua 24 está dispuesta de modo que cubre la pluralidad de segundos electrodos 22. Además, la primera y la segunda capa activa continua 14, 24 están intercaladas entre la primera 10 y la segunda porción de sustrato 24. Tanto la primera 14 como la segunda capas activas 24, están dispuestas de modo que están en contacto eléctrico tanto con la pluralidad de primeros electrodos 12 como con la pluralidad de segundos electrodos 22. Además, la primera y la segunda capa activa 14, 24 están en contacto físico entre sí. Las capas activas pueden hacer contacto físico mediante laminación de rollo a rollo utilizando calor y/o presión. La primera 14 y/o la segunda capa activa continua 24 es una capa activa orgánica. Si la primera 14 o la segunda capa activa continua 24 no es una capa activa orgánica, pueden ser, por ejemplo, una capa activa híbrida que comprende materiales orgánicos y/o inorgánicos. En una forma de realización alternativa, solo hay una capa activa dispuesta sobre uno de los conjuntos de electrodos. En una realización de este tipo, la capa activa puede hacer contacto físico con el otro conjunto de electrodos mediante laminación de rollo a rollo utilizando calor y/o presión.

Se entenderá que cada par de una parte de ánodo 12a de un primer electrodo 12 y una parte de cátodo opuesta 22b de un segundo electrodo 22, o una parte de cátodo 12b de un primer electrodo 12 y una parte de ánodo opuesta 22a de un segundo electrodo 22 junto con la primera 14 y la segunda capa activa continua 24 entre las mismas, forman una celda solar. En la Fig. 2, w¹y w²se han añadido para visualizar dos de tales celdas solares, 30 y 31, que están conectadas en serie a través de uno de la pluralidad de primeros electrodos 12 que comparten. Por lo tanto, el área activa de las celdas solares 30 es aproximadamente la anchura w1 multiplicada por la longitud de los electrodos en la dirección z. Del mismo modo, el área activa de las celdas solares 31 es, por lo tanto, aproximadamente la anchura w2 entre las líneas discontinuas multiplicada por la longitud de los electrodos en la dirección z.

En la Fig. 2, la capa activa 14a que cubre la parte de ánodo de la celda solar 30 es una heterounión en masa que comprende un material donante y un primer material aceptador, y la capa activa 14b que cubre la parte de cátodo de la celda solar 31 comprende únicamente un segundo material aceptador. Por lo tanto, la capa activa continua 14 comprende un material donante, un primer y un segundo material aceptador. De manera adicional o alternativa, partes de la segunda capa activa 24 que cubren 14a y 14b en la dirección y pueden tener, o no, la misma composición que 14a o 14b.

Se observará que el grosor de las diferentes capas, por ejemplo la primera 14 y la segunda capa activa 24, o la pluralidad de primeros 12 o segundos 22 electrodos, no se han dibujado a escala.

La Fig. 3a y la Fig. 3b muestran vistas en sección transversal de un módulo de celdas solares 301. En la Fig. 3a, el módulo de celdas solares se ve en el plano x-z, y la Fig. 3b muestra una parte del plano x-y del módulo de celdas solares. En otras palabras, la Fig. 3a muestra una sección transversal tomada a lo largo de la línea b-b de la Fig. 3b, y la Fig. 3b muestra una sección transversal tomada a lo largo de la línea a-a de la Fig. 3a. La configuración del módulo de celdas solares 301 es la misma que la descrita en relación con el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2 (las características están marcadas con los mismos números de referencia que en las Figs. 1 y 2, pero con la adición del valor "300" en la Fig. 3) salvo por lo que se indica a continuación.

En la Fig. 3, la extensión más larga de la pluralidad de primeros electrodos 312 no es paralela a la extensión más larga de la primera porción de sustrato 310. La extensión más larga de la pluralidad de primeros electrodos es paralela a la dirección z. Por lo tanto, la dirección más larga de la pluralidad de primeros electrodos 312 es perpendicular u ortogonal a la dirección más larga de la porción de sustrato 310. Además, la dirección más larga del primer y del segundo electrodo de contacto 316a, 316b, así como la dirección más larga de la primera y la segunda barra colectora 317a, 317b, es paralela a la extensión más larga de la pluralidad de primeros electrodos 312. La Fig. 3 muestra además que la anchura en la dirección x de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 312 difieren entre sí, así como la anchura en la dirección x de la capa de modificación 313 comprendida en cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 312. Además, la anchura en la dirección z de cada uno de los espacios intermedios 315 entre los electrodos 312 es diferente.

La Fig. 4 muestra una sección transversal de un módulo de celdas solares 401, donde el módulo de celdas solares se ve en el plano x-z. La configuración del módulo de celdas solares 401 es la misma que la descrita en relación con el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2 (las características están marcadas con los mismos números de referencia que en las Figs. 1 y 2, pero con la adición del valor "400" en la Fig. 4) salvo por lo que se indica a continuación. La Fig. 4 muestra solo la primera porción de sustrato 410 y la pluralidad de primeros electrodos 412. La pluralidad de primeros electrodos 412 está ligeramente curvada y la anchura de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 412 difiere a lo largo de la dirección z de cada electrodo. La curvatura de los electrodos hará que la dirección x varíe a lo largo de la extensión de los electrodos de modo que la dirección x sea ortogonal o perpendicular a la extensión del electrodo en cada punto del electrodo. Por lo tanto, la extensión más larga de la porción de sustrato puede no ser siempre paralela a la dirección z. Las tiras de la pluralidad de primeros electrodos 412 siguen siendo paralelas aunque estén ligeramente curvadas. Se observará que la eficacia del módulo de celdas solares dependerá de la anchura del electrodo que sea el electrodo más delgado (en la dirección x).

La Fig. 5 muestra una vista esquemática del procedimiento 501 para fabricar módulos de celdas solares laminados que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas eléctricamente en serie. En la primera etapa 502 del procedimiento, se proporcionan una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo. En la siguiente etapa 504, se proporciona una pluralidad de primeros electrodos encima de la primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos encima de la segunda porción de sustrato. La pluralidad de primeros y segundos electrodos se proporcionan como tiras paralelas separadas espacialmente de modo que se forma una pluralidad de espacios intermedios. La pluralidad de primeros y segundos electrodos puede dividirse en una parte de ánodo y una parte de cátodo proporcionando una capa de modificación. La capa de modificación puede ser una capa de transporte de huecos o una capa de transporte de electrones. En una siguiente etapa 506, una primera capa activa continua se deposita encima de los primeros electrodos y una segunda capa activa continua se deposita encima de los segundos electrodos. La primera y/o la segunda capa activa continua es una capa activa orgánica. La primera y segunda porciones de sustrato se laminan juntas en una etapa posterior 508 por medio de calor y presión en un proceso de rollo a rollo. Mediante esta laminación, la primera y la segunda capa activa hacen contacto físico entre sí y la primera y dicha segunda capa activa hacen contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos. Antes de la laminación, la pluralidad de primeros electrodos 12 tiene que alinearse con los segundos electrodos 22. La alineación puede realizarse, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2.

Ejemplo

El siguiente ejemplo describe un procedimiento para laminar el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2.

Una lámina de tereftalato de polietileno (PET) de 300 mm de ancho y 125 μm de grosor (Dupunt Melinex) se proporciona como la primera y la segunda porción de sustrato 10, 20. Por lo tanto, la primera y la segunda porción de sustrato 10, 20 pertenecen a la misma pieza de sustrato.

PEDOT:PSS PH1000 (Heraeus) con un 6 % en volumen de etilenglicol y un 0,5 % en volumen de Capstone FS-30 se aplica mediante boquilla de ranura ancha formando tiras de 9 mm de ancho con espacios intermedios 15 de 1 mm de ancho en una parte de 240 mm de ancho de la pieza de sustrato con el fin de proporcionar la pluralidad de primeros y segundos electrodos 12, 22, así como los primeros y segundos electrodos de contacto 16a, 16b. El grosor de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos 12, 22 es de aproximadamente 200 nm. La longitud de la pluralidad de electrodos es de 1000 mm. Posteriormente, se aplica una capa de polietilenimina (PEI) de aproximadamente 5 a 10 nm de grosor a partir de isopropanol en tiras de 5 mm de ancho con una separación de 5 mm que cubre la mitad de la anchura de cada uno de la pluralidad de los primeros y segundos electrodos 12, 22 para formar una parte de ánodo 12a, 22a y una parte de cátodo 12b, 22b de cada uno de la pluralidad de primeros y segundos electrodos 12, 22. Finalmente, la primera y la segunda capa activa continua 14, 24 se proporcionan encima de la respectiva pluralidad de primeros y segundos electrodos 12, 22. La primera y la segunda capa activa pueden tener un grosor de aproximadamente 100 nm y se recubren de manera que juntas abarcan toda la anchura de la pieza de sustrato de manera que cubren toda la pluralidad de primeros y segundos electrodos 12, 22, así como los espacios intermedios 15, 25. La capa activa continua comprende un polímero basado en quinoxalina y un derivado de fullereno en una relación 1:2 (en peso).

Antes de la etapa de laminación, la pieza de sustrato se corta en dos piezas, separando la primera y la segunda porción de sustrato 10, 20 entre sí. En los electrodos de contacto se aplica tinta de plata o tinta de carbono conductoras para formar la primera y la segunda barra colectora de captación de corriente 17a, 17b. Encima de la pasta de carbono se puede aplicar una cinta de cobre estañada para aumentar la conductividad. La primera y la segunda porciones de sustrato 10, 20 se alinean de modo que la pluralidad de primeros electrodos 12 se dispone de manera desplazada con respecto a la pluralidad de segundos electrodos 22 y una parte de cátodo 22b de este tipo de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos 22 se dispone de manera opuesta y de modo que está orientada hacia una parte de ánodo 12a de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos 12 y una parte de ánodo 22a de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos 22 está orientada hacia una parte de cátodo 12b de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos. La primera y la segunda porción de sustrato 10, 20 se laminan juntas con la superficie recubierta orientadas entre sí usando un laminador de rodillo (GSS DH-650S Graphical Solutions Scandinavia AB) con temperatura de rodillo a 120 °C y una presión de aproximadamente 6 MPa. El módulo de celdas solares laminado puede recubrirse opcionalmente con un adhesivo UV en ambos lados y, opcionalmente, una lámina protectora contra el oxígeno/vapor de agua se lamina en uno o en ambos lados del módulo de celdas solares y el módulo de celdas solares puede curarse posteriormente con una lámpara UV.

La Fig. 6 muestra una vista esquemática de un proceso de laminación de rollo a rollo. La primera y la segunda porción de sustrato 610, 620 que comprenden pluralidades respectivas de primeros y segundos electrodos, así como una primera y una segunda capa activa continua respectiva, se enrollan en un primer y un segundo rollo 602a, 602b. La primera y la segunda porción de sustrato se alinean de modo que la pluralidad de primeros electrodos se disponga de manera desplazada con respecto a la pluralidad de segundos electrodos y una parte de cátodo de este tipo de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos se disponga de manera opuesta a una parte de ánodo de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos y una parte de ánodo de cada uno de la pluralidad de segundos electrodos se oriente hacia una parte de cátodo de cada uno de la pluralidad de primeros electrodos. Posteriormente, la primera y la segunda porción de sustrato se laminan juntas formando un módulo de celdas solares 601 en un laminador de rollo que comprende un primer y un segundo rollo laminador 604a, 604b. La laminación se produce por medio de calor y presión. La laminación hace que la primera y la segunda capa activa continua estén en contacto físico entre sí. El módulo de celdas solares 601 se enrollará en un rollo 606 para su almacenamiento y/o transporte antes del uso del módulo de celdas solares 601.

La Fig. 7a muestra una vista en sección transversal de una parte del plano x-y de un módulo de celdas solares 701. La configuración del módulo de celdas solares 701 es la misma que la descrita en relación con el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2 (las características están marcadas con los mismos números de referencia que en las Figs. 1 y 2, pero con la adición del valor "700" en la Fig. 7a) salvo por lo que se indica a continuación.

En correspondencia con el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2, el módulo de celdas solares 701 comprende una primera porción de sustrato flexible 710 en la que se dispone una pluralidad de primeros electrodos 712 junto con un primer y un segundo electrodo de contacto 716a, 716b y una primera y una segunda barra colectora 717a, 717b, respectivamente. El módulo de celdas solares 701 comprende además una segunda porción de sustrato flexible 720 en la que se dispone una pluralidad de segundos electrodos 722. Por razones de claridad, la primera porción de sustrato 710 con su pluralidad de primeros electrodos 712 se visualiza como espacialmente distanciada en la dirección y con respecto a la segunda porción de sustrato 720 con su pluralidad de segundos electrodos 722. Sin embargo, durante la etapa de laminación por medio de calor y presión, la primera y dicha segunda porciones de sustrato 710, 720, con sus respectivos componentes, se juntarán.

La pluralidad de los primeros electrodos 712 y la pluralidad de los segundos electrodos 722 comprenden una capa de modificación respectiva, es decir, una primera capa de modificación 713 para la pluralidad de los primeros electrodos 712 y una segunda capa de modificación 723 para la pluralidad de los segundos electrodos 722. La primera y la segunda capa de modificación 713, 723 están dispuestas de modo que dividen cada electrodo de la pluralidad de primeros y segundos electrodos 712, 722 en la respectiva parte de ánodo 712a, 722a y la respectiva parte de cátodo 712b, 722b (de los cuales solo algunos se indican en la Fig. 7a). En otras palabras, las capas de modificación 713, 723 cubren una porción respectiva (es decir, la parte de cátodo respectiva 712b, 722b) de cada electrodo y permiten propiedades de extracción de electrones y funcionan como una capa de transporte de electrones que permite propiedades de bloqueo de huecos así como propiedades de extracción de electrones para esta parte del electrodo.

En la Fig. 7a, la composición y el grosor de las capas activas 714, 724 varían a través del plano x-z del módulo de celdas solares 701. Con más detalle, la composición de la primera capa activa 714 (es decir, la capa activa que cubre la pluralidad de primeros electrodos 712) que cubre la parte de ánodo 712a es diferente para la composición de la capa activa 714 que cubre la parte de cátodo 712b (o que cubre la primera capa de modificación 713 comprendida en los electrodos de la pluralidad de primeros electrodos 712). De manera correspondiente, la composición de la segunda capa activa 724 (es decir, la capa activa que cubre la pluralidad de segundos electrodos 722) que cubre la parte de ánodo 722a es diferente para la composición de la capa activa 724 que cubre la parte de cátodo 722b (o que cubre la segunda capa de modificación 723 comprendida en los electrodos de la pluralidad de segundos electrodos 722). En la realización de la Fig. 7a, las partes de cátodo 712b, 722b están cubiertas por una mezcla, por ejemplo una heterounión en masa, que comprende un material donante y un material aceptador, mientras que las partes de ánodo 712a, 722a solo están cubiertas por un material donante.

Como también se observa en la Fig. 7a, la pluralidad de primeros electrodos 712 están dispuestos de modo que están separados espacialmente entre sí en la dirección x, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios 715, o primeros espacios intermedios 715, entre los primeros electrodos 712. De manera correspondiente, la pluralidad de segundos electrodos 722 están dispuestos de modo que están separados espacialmente entre sí en la dirección x , separación que forma una pluralidad de espacios intermedios 725, o segundos espacios intermedios 725, entre los segundos electrodos 722. Además, la pluralidad de segundos electrodos 722 están dispuesta en paralelo (en la dirección y) a la pluralidad de primeros electrodos 712 y orientada hacia los mismos, y la pluralidad de segundos electrodos 722 está dispuesta de manera desplazada en la dirección x con respecto a la pluralidad de primeros electrodos 712, de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios 715 entre la pluralidad de primeros electrodos 712 está completamente cubierto, como se observa a lo largo de la dirección y , por uno respectivo de la pluralidad de segundos electrodos 722. Como también se observa en la Fig. 7a, cada uno de dichos espacios intermedios 715, 725, se llena, al menos parcialmente, con una porción de una de las capas de modificación 713, 723. Descrito de manera diferente, porciones de la respectiva primera y segunda capas de modificación 713, 723 están dispuestas dentro de los espacios intermedios 715, 725. Las diferentes porciones de las capas de modificación 713, 723 pueden tener, por ejemplo, una sección transversal en el plano y-x con forma de L. Además, la composición de la primera y la segunda capa activa, 714, 724 que cubre las partes de ánodo 712a, 722a (es decir, que en la Fig. 7a es una composición de solo el material donante) puede estar dispuesta dentro de los espacios intermedios 715, 725.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo, al menos una de la primera y la segunda capa de modificación 712, 723 comprende porciones que están dispuestas dentro de los espacios intermedios 715 entre la pluralidad de primeros electrodos 712 y/o dispuestas dentro de los espacios intermedios 725 entre la pluralidad de segundos electrodos 722.

En correspondencia con el módulo de celdas solares 1 de la Fig. 2, se entenderá que cada par de una parte de ánodo 712a de un primer electrodo 712 y una parte de cátodo opuesta 722b de un segundo electrodo 722, o una parte de cátodo 712b de un primer electrodo 712 y una parte de ánodo opuesta 722a de un segundo electrodo 722 junto con la primera 714 y la segunda capa activa 724 entre las mismas, forman una celda solar.

Durante la laminación del módulo de celdas solares 701 de la Fig. 1, las diferentes composiciones de la primera y la segunda capa activa 714, 724, respectivamente, pueden depositarse como tiras que, después de la deposición y/o laminación, forman una primera y una segunda capa activa continua respectiva 714, 724 que cubren la pluralidad de primeros y segundos electrodos 712, 722, respectivamente. Es decir, la primera y la segunda capa activa 714, 724 pueden depositarse como tiras. Por ejemplo, un primer tipo de tiras 714A, 724A comprende la mezcla de material donante y material aceptador que puede depositarse sobre las partes de cátodo respectivas 712b, 722b de dicha pluralidad de primeros electrodos 712 y/o dicha pluralidad de segundos electrodos 722. Además, un segundo tipo de tiras 714B, 724B con solo el material donante puede depositarse sobre las partes de ánodo 712a, 722a de la pluralidad de primeros electrodos 712 y/o la pluralidad de segundos electrodos 722. Por lo tanto, la deposición de tiras de primer y segundo tipo 714A, 724A, 714B, 724B puede llevarse a cabo para partes de cátodo 712B, 722B y partes de ánodo 712a, 722a de los electrodos de dicha pluralidad de primeros electrodos 712 y/o dicha pluralidad de segundos electrodos 722. De este modo, las tiras del primer y segundo tipo 714A, 714B de la primera capa activa 714 harán contacto entre sí y formarán una primera capa activa continua 714 que cubre la pluralidad de primeros electrodos 712, y las tiras del primer y segundo tipo 724A, 724B de la segunda capa activa 724 harán contacto entre sí y formarán una segunda capa activa continua 724 que cubre la pluralidad de segundos electrodos 722.

La Fig. 7b muestra una vista en sección transversal de una parte del plano x-y de un módulo de celdas solares 801 y, más específicamente, de una primera porción de sustrato 810 y una pluralidad de primeros electrodos 812 (teniendo cada electrodo una parte de ánodo 812a y una parte de cátodo 812b definidas, al menos parcialmente, por una capa de modificación 813, como se describió anteriormente). La configuración del módulo de celdas solares 801 es la misma que la descrita en relación con el módulo de celdas solares 1 de las Figs. 1 y 2 y el módulo de celdas solares 701 de la Fig. 7a (las características están marcadas con los mismos números de referencia que en las Figs. 1 y 2, pero con la adición del valor "800" en la Fig. 7b) salvo por lo que se indica a continuación. Por lo tanto, solo la primera porción de sustrato 810 y la pluralidad de primeros electrodos 812 junto con una primera capa activa 814 se muestran en la Fig. 7b, pero debe entenderse que una segunda porción de sustrato, con una pluralidad de segundos electrodos y, posiblemente, una segunda capa activa, debe usarse en la etapa de laminación de manera similar a como se describe con referencia a la Fig. 7a.

En la Fig. 7b, la capa activa 814, que es aquí una primera capa activa discontinua 814, comprende segmentos de capa 814A, 814B, 814'A, 814'B separados por espacios intermedios de segmento de capa. Por lo tanto, cada segmento de capa 814A, 814B, 814'A, 814'B de la primera capa activa discontinua 814 es una capa activa que solo cubre el electrodo 812, o solo una porción 812a, 812b del electrodo 812, al menos en la dirección x, y no los espacios intermedios 815. En la dirección z, cada segmento de capa 814A, 814B, 814'A, 814'B cubre preferiblemente todo el electrodo 812 o dicha porción 812a, 812b del electrodo 812. En otras palabras, los segmentos de capa 814A, 814B, 814'A, 814'B están separados, en la dirección x, por espacios intermedios de segmento de capa, por ejemplo entre 0,01 mm y 1 mm, tal como, por ejemplo, entre 0,05 mm y 0,4 mm. Por lo tanto, como se observa en la Fig. 7b, la pluralidad de espacios intermedios 815 entre los electrodos 812 de la pluralidad de primeros electrodos 812 no están cubiertos por la primera capa activa discontinua 814.

De manera correspondiente, aunque no se muestra, una segunda capa activa puede ser una segunda capa activa discontinua que cubre los electrodos de dicha pluralidad de segundos electrodos, o al menos una porción de cada electrodo de la pluralidad de segundos electrodos, donde la segunda capa activa discontinua comprende segmentos de segunda capa separados por espacios intermedios de segmento de segunda capa.

De acuerdo con al menos una forma de realización de ejemplo alternativa, los segmentos de capa 814B, 814'B que cubren la parte de ánodo respectiva 812a o la parte de cátodo 812b de los electrodos 812 de dicha pluralidad de primeros electrodos 812, pueden no ser una capa activa, pero pueden ser otra capa no fotoactiva (por ejemplo, que tiene una eficacia de menos de 0,001 pares electrón-hueco por fotón absorbido).

El experto en la técnica se percatará de que son posibles varias modificaciones de las formas de realización descritas en el presente documento sin apartarse del alcance de la invención, que se define en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, las tiras de la pluralidad de primeros y segundos electrodos pueden tener, por ejemplo, cualquier otra curvatura distinta de la mostrada en las figuras. También pueden depositarse de modo que su extensión más larga esté en cualquier dirección entre las direcciones x y z. Por lo tanto, no tienen que ser ni paralelas ni perpendiculares a la extensión más larga del sustrato. El experto en la técnica también se percatará de que otros materiales conductores o semiconductores se pueden utilizar como electrodos o en las capas activas del módulo de celdas solares.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para laminar módulos de celdas solares que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas eléctricamente en serie, en donde dicho procedimiento comprende:

- proporcionar una primera y una segunda porción de sustrato flexible adecuadas para la deposición de rollo a rollo; - proporcionar una pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y una pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato, en donde dicha pluralidad de primeros y segundos electrodos se proporcionan como tiras separadas espacialmente de modo que se forma una pluralidad de espacios intermedios entre los electrodos de dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato, y entre los electrodos de dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato;

- depositar una capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha capa activa continua o discontinua es una capa activa orgánica;

- laminar conjuntamente, por medio de calor y presión, dicha primera y dicha segunda porciones de sustrato en un proceso de rollo a rollo de modo que la capa activa haga contacto físico con la otra de dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos, y de modo que la capa activa haga contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto, al menos en una dirección que es ortogonal a las primera y segunda porciones de sustrato, por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos,

caracterizado por que la etapa de proporcionar dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato comprende además:

2. Un procedimiento para laminar módulos de celdas solares que comprenden una pluralidad de celdas solares conectadas eléctricamente en serie, en donde dicho procedimiento comprende:

- depositar una primera capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de primeros electrodos y una segunda capa activa continua o discontinua sobre dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde al menos una de dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas es una capa activa orgánica;

- laminar conjuntamente, por medio de calor y presión, dicha primera y dicha segunda porciones de sustrato en un proceso de rollo a rollo de modo que la primera capa activa continua o discontinua haga contacto físico con la segunda capa activa continua o discontinua, y de modo que dicha primera y dicha segunda capa activa continua o discontinua hagan contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos; y

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto, al menos en una dirección que es ortogonal a las primera y segunda porciones de sustrato, por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos;

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en donde en la etapa de depositar dichas capas activas sobre dicha pluralidad de electrodos, tanto dicha primera capa activa como dicha segunda capa activa son discontinuas; y en el que la etapa de laminación por medio de calor y presión comprende además que dicha primera capa activa discontinua y dicha segunda capa activa discontinua hagan contacto físico y formen conjuntamente una capa activa continua.

4. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha capa de modificación comprende varias subcapas.

5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de proporcionar dicha pluralidad de primeros electrodos en dicha primera porción de sustrato y dicha pluralidad de segundos electrodos en dicha segunda porción de sustrato comprende además proporcionar a cada uno de dicha pluralidad de segundos electrodos una parte de ánodo y una parte de cátodo proporcionando una capa de modificación en cada uno de la pluralidad de segundos electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, capa de modificación que cubre parcialmente cada uno de dicha pluralidad de segundos electrodos proporcionados como tiras en dicho sustrato, por lo que cada uno de dichos segundos electrodos comprende una capa de modificación.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en donde dicha capa de modificación comprende varias subcapas.

7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha etapa de laminación por medio de calor y presión se realiza a una temperatura dentro del intervalo de 50 a 300 °C, o preferiblemente dentro del intervalo de 50 a 200, o más preferiblemente dentro del intervalo de 100 a 140 °C.

8. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de depositar la capa activa o la primera y segunda capas activas se realiza por medio de recubrimiento de rollo a rollo.

9. Un módulo de celdas solares (1, 301) que comprende celdas solares conectadas eléctricamente en serie, en donde dicho módulo de celdas solares comprende:

- una primera porción de sustrato flexible (10, 310) que comprende una pluralidad de primeros electrodos (12, 312) separados espacialmente entre sí, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios (15, 315) entre dichos primeros electrodos, en donde dichos primeros electrodos se proporcionan como tiras directamente sobre dicha primera porción de sustrato sin ninguna capa adhesiva entre dichas tiras y dicho sustrato, en donde dicha primera porción de sustrato flexible es adecuada para la deposición de rollo a rollo;

- una segunda porción de sustrato flexible (20) que comprende una pluralidad de segundos electrodos (22, 322) separados espacialmente entre sí, separación que forma una pluralidad de espacios intermedios (25, 325) entre dichos segundos electrodos, en donde dichos segundos electrodos se proporcionan como tiras directamente sobre dicha segunda porción de sustrato sin ninguna capa adhesiva entre dichas tiras y dicho sustrato, en donde dicha segunda porción de sustrato flexible es adecuada para la deposición de rollo a rollo;

- una primera capa activa continua o discontinua (14) que cubre dicha pluralidad de primeros electrodos, en donde dicha primera capa activa está en contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

- una segunda capa activa continua o discontinua (24) que cubre dicha pluralidad de segundos electrodos, en donde dicha segunda capa activa está en contacto eléctrico con dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos;

en donde dichas primera y segunda capas activas continuas o discontinuas hacen contacto físico entre sí mediante laminación usando calor y presión; y

en donde dicha pluralidad de primeros electrodos está dispuesta de manera desplazada con respecto a dicha pluralidad de segundos electrodos de modo que cada uno de dicha pluralidad de espacios intermedios entre dicha pluralidad de segundos electrodos está completamente cubierto por uno respectivo de dicha pluralidad de primeros electrodos, caracterizado por que cada uno de dicha pluralidad de primeros electrodos comprende:

- una capa de modificación (13, 313) que cubre parcialmente dicho material de electrodo y que divide dicho primer electrodo en una parte de ánodo y una parte de cátodo.

10. El módulo de celdas solares de acuerdo con la reivindicación 9, en donde tanto la primera como dicha segunda capa activa es una capa activa orgánica que comprende, al menos, un compuesto orgánico semiconductor;

en donde el compuesto orgánico semiconductor es el mismo en dicha primera y dicha segunda capa activa; o en donde el compuesto orgánico semiconductor es diferente en dicha primera y dicha segunda capa activa.

11. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en donde dicha pluralidad de primeros electrodos y dicha pluralidad de segundos electrodos son electrodos semitransparentes.

12. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde dicha pluralidad de primeros electrodos o dicha pluralidad de segundos electrodos son electrodos metálicos.

13. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde dicha primera y/o segunda porción de sustrato comprende una película de polímero transparente con un grosor dentro del intervalo de 1 a 1000 μm, o más preferiblemente de 50 a 150 μm.

14. El módulo de celdas solares de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 13, en donde dicha capa de modificación comprende varias subcapas.

15. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, en donde cada uno de dicha pluralidad de segundos electrodos comprende:

- un material de electrodo proporcionado como una tira directamente en dicha segunda porción de sustrato; y

- una capa de modificación (23) que cubre parcialmente dicho material de electrodo y que divide dicho segundo electrodo en una parte de ánodo y una parte de cátodo.

16. El módulo de celdas solares de acuerdo con la reivindicación 15, en donde dicha capa de modificación comprende varias subcapas.

17. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 16, en donde dicho módulo de celdas solares comprende un área activa, y en donde dicha área activa cubre al menos un 20 %, o al menos un 40 %, o al menos un 60 %, o al menos un 80 %, o al menos un 90 % o al menos un 95 % del área de superficie de dichas primera y/o segunda porción de sustrato.

18. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, en donde el grosor de dicha pluralidad de primeros electrodos y la pluralidad de segundos electrodos está en el intervalo de 20 a 2000 nm, más preferiblemente entre 50 a 300 nm.

19. El módulo de celdas solares de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 18, en donde el grosor combinado de dicha capa activa está en el intervalo de 30 a 1000 nm, más preferiblemente entre 80 a 350 nm.