FR2832253A1 - Solar cell comprises electrodes separated by a thin non-degradable plastic sheet having a thin layer of a mixture of silicon and selenium or molybdenum on the surface of the sheet - Google Patents

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Abstract

Solar cell comprises anode (A) and cathode (B) separated by a thin non-degradable plastic sheet (1) having a thin layer (2) of a mixture of silicon (Si) and selenium (Se) or molybdenum (Mo) in approximately equal weight proportions on one surface of the sheet (1). A number of angularly distributed conductive lines (5) radiate from a depleted iridium (Ir) disc (4) in the center of the thin layer (2) to a conductive edge (6). An Independent claim is given for a procedure for production of the solar cell, comprising: spraying under pressure a mixed powder of approximately equal amounts of Si and Se or Mo on a first surface of a thin sheet (1) of non-degradable plastic material, so that the powder is embedded in the plastic material; applying a metallic strip (A, B) constituting an electrode on each surface of the thin sheet (1); and applying a depleted Ir disc (4) and conductive lines (5) radiating from the center of the disc (4) to the conductive edge (6) of the cell.

Description

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La présente invention est relative à une cellule solaire et à son procédé de fabrication.  The present invention relates to a solar cell and to its manufacturing process.

Les cellules solaires sont classiquement en silicium pur, mais elles ont de ce fait le défaut d'être très fragiles, le silicium pur étant friable et cassant. Par ailleurs, les techniques de fabrication connues impliquent des matériaux monocristallins, et se sont de ce fait mal applicables à la réalisation de petites cellules solaires (par exemple de surface inférieure à 350 mm2).  Solar cells are conventionally made of pure silicon, but they therefore have the defect of being very fragile, pure silicon being brittle and brittle. Furthermore, known manufacturing techniques involve monocrystalline materials, and are therefore poorly applicable to the production of small solar cells (for example with an area of less than 350 mm 2).

Un but de la présente invention est de réaliser une cellule solaire robuste, non fragile, ayant un bon rendement énergétique.  An object of the present invention is to provide a robust, non-fragile solar cell with good energy efficiency.

Un autre but de l'invention est un procédé de fabrication d'une cellule solaire, qui permette la réalisation de cellules de toutes dimensions, en particulier de cellules de faibles surfaces (inférieures à 350 mm2).  Another object of the invention is a method of manufacturing a solar cell, which allows the production of cells of all sizes, in particular cells of small area (less than 350 mm2).

L'invention propose à cet effet une cellule solaire comprenant une anode et une cathode, l'anode et la cathode étant séparées par une feuille mince en matériau plastique imputrescible munie sur une première face d'une couche mince faite d'un mélange de sélénium ou de molybdène, et de silicium, dans des proportions pondérales sensiblement égales, et par le fait que cette couche mince porte une pastille centrale en iridium appauvri d'où rayonnent une pluralité de liserés conducteurs angulairement répartis et s'étendant jusqu'à un pourtour conducteur.  The invention proposes for this purpose a solar cell comprising an anode and a cathode, the anode and the cathode being separated by a thin sheet of rot-proof plastic material provided on a first face with a thin layer made of a mixture of selenium or molybdenum, and silicon, in substantially equal weight proportions, and by the fact that this thin layer carries a central pellet of depleted iridium from which radiate a plurality of angularly distributed conductive edgings and extending up to a periphery driver.

Selon des dispositions préférées de l'invention, éventuellement combinées : - le matériau plastique est du tétra-fluoro-éthylène-glycol (ce qui correspond à la formule du TEFLON ).  According to preferred arrangements of the invention, possibly combined: - the plastic material is tetra-fluoro-ethylene-glycol (which corresponds to the TEFLON formula).

- la pluralité de liserés angulairement répartis et le pourtour sont en étain.  - the plurality of angularly distributed borders and the periphery are made of tin.

- cette couche mince est connectée à l'anode.  - this thin layer is connected to the anode.

<Desc/Clms Page number 2> <Desc / Clms Page number 2>

- l'épaisseur de cette couche mince en sélénium et en silicium est comprise entre 50 et 250 microns.  - The thickness of this thin selenium and silicon layer is between 50 and 250 microns.

- la seconde face de la feuille mince en matériau plastique est munie d'une couche mince faite d'un mélange de sélénium et de silicium en proportions pondérales sensiblement égales.  - The second face of the thin sheet of plastic material is provided with a thin layer made of a mixture of selenium and silicon in substantially equal weight proportions.

- en variante, la seconde face de la feuille mince en matériau plastique est munie d'une couche de brome.  - As a variant, the second face of the thin sheet of plastic material is provided with a layer of bromine.

- l'anode et la cathode sont en cuivre anodisé.  - the anode and the cathode are made of anodized copper.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une cellule solaire, comportant les étapes suivantes : - on projette sous pression sur une première face d'une mince feuille de matériau plastique imputrescible, une poudre d'un mélange de silicium et de sélénium ou molybdène en proportions pondérales sensiblement égales, en sorte d'incruster cette poudre dans le matériau plastique ; - on applique sur chacune des faces de cette feuille mince une bande métallique destinée à constituer une électrode ; et - on applique au centre de la face munie de la poudre de sélénium et de silicium une pastille d'iridium appauvri (4), et des liserés (5) conducteurs qui rayonnent depuis cette pastille jusqu'au pourtour conducteur (6) de cette cellule.  The subject of the invention is also a method of manufacturing a solar cell, comprising the following steps: - a powder of a mixture of silicon is sprayed onto a first face with a thin sheet of rot-proof plastic material and selenium or molybdenum in substantially equal weight proportions, so as to encrust this powder in the plastic material; - A metal strip intended to constitute an electrode is applied to each of the faces of this thin sheet; and - a depleted iridium pellet (4) is applied to the center of the face provided with the selenium and silicon powder, and conductive lines (5) which radiate from this pellet to the conductive periphery (6) of this cell.

De manière avantageuse : on choisit la feuille mince en tétra-fluoro-éthylène-glycol et on réalise la couche supérieure en un mélange de sélénium et de silicium ; - les liserés qui rayonnent depuis cette pastille et le pourtour de cette cellule sont réalisés en étain.  Advantageously: the thin sheet of tetra-fluoro-ethylene-glycol is chosen and the upper layer is produced in a mixture of selenium and silicon; - the borders that radiate from this patch and the periphery of this cell are made of tin.

L'invention va être précisée par la description donnée ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé sur lequel : - la figure 1 est une vue schématique en plan d'une cellule solaire selon un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 2 en est une vue éclatée.  The invention will be clarified by the description given below of an exemplary embodiment of the invention with reference to the attached drawing in which: - Figure 1 is a schematic plan view of a solar cell according to a mode of embodiment of the invention, and - Figure 2 is an exploded view.

La cellule solaire représentée sur les figures comporte principalement trois éléments :  The solar cell shown in the figures mainly comprises three elements:

<Desc/Clms Page number 3><Desc / Clms Page number 3>

- une feuille mince en matière plastique 1, - une couche supérieure 2 connectée à une première électrode, ici une anode A et - une couche inférieure 3 connectée à une seconde électrode, ici une cathode B.  - a thin plastic sheet 1, - an upper layer 2 connected to a first electrode, here an anode A and - a lower layer 3 connected to a second electrode, here a cathode B.

La feuille mince 1 est en principe réalisée en un matériau capable de résister au temps : il est en effet de préférence imputrescible, avantageusement en TEFLON @, c'est à dire en tétra-fluoro-éthylène-glycol.  The thin sheet 1 is in principle made of a material capable of withstanding time: it is in fact preferably rot-proof, advantageously TEFLON @, that is to say tetra-fluoro-ethylene-glycol.

La couche supérieure 2 est de préférence faite d'un mélange en proportions pondérales sensiblement égales de sélénium et de silicium, c'est-àdire comprises dans la plage de 40%-60% à 60%-40%.  The upper layer 2 is preferably made of a mixture in substantially equal weight proportions of selenium and silicon, that is to say comprised in the range of 40% -60% to 60% -40%.

Sur cette couche supérieure 2 est disposée une pastille circulaire 4 située au centre de la cellule, d'où rayonnent des liserés, ou capillaires, 5 angulairement répartis autour cette pastille sur 3600, jusqu'au bord 6 de la cellule. Cette pastille a de préférence un diamètre de l'ordre de 10% à 20% de la plus petite dimension de la cellule (sa dimension verticale dans la figure 1).  On this upper layer 2 is disposed a circular patch 4 located in the center of the cell, from which radiate, or capillary, 5 angularly distributed around this patch on 3600, to the edge 6 of the cell. This pellet preferably has a diameter of the order of 10% to 20% of the smallest dimension of the cell (its vertical dimension in FIG. 1).

Ces capillaires ont de préférence un écartement angulaire compris entre 5 et 150 de préférence entre 7 et 100. These capillaries preferably have an angular spacing of between 5 and 150, preferably between 7 and 100.

La pastille 4 est ici en iridium appauvri, c'est à dire qu'elle n'émet pas de rayons y, et les capillaires 5 ainsi que le bord 6 sont conducteurs, par exemple en étain (voire en laiton, à titre d'exemple de variante).  The patch 4 is here in depleted iridium, that is to say that it does not emit y-rays, and the capillaries 5 as well as the edge 6 are conductive, for example made of tin (or even brass, by way of variant example).

L'épaisseur de la couche Se-Si peut être choisie entre 50 et 250 ! lm, par exemple 200 microns.  The thickness of the Se-Si layer can be chosen between 50 and 250! lm, for example 200 microns.

La couche inférieure est ici aussi une couche faite d'un mélange de sélénium et de silicium en proportions sensiblement égales (par exemple 50%- 50%) dans la plage précitée de 40/60 à 60/40.  The lower layer is also here a layer made of a mixture of selenium and silicon in substantially equal proportions (for example 50% - 50%) in the aforementioned range of 40/60 to 60/40.

En variante, cette couche inférieure est en un dopant tel que le brome ; son épaisseur est de préférence sensiblement plus faible que celle de la feuille mince en matière plastique (par exemple de l'ordre d'un à dix microns).  As a variant, this lower layer is made of a dopant such as bromine; its thickness is preferably substantially smaller than that of the thin plastic sheet (for example of the order of one to ten microns).

L'épaisseur globale peut atteindre de l'ordre d'un millimètre.  The overall thickness can reach around one millimeter.

<Desc/Clms Page number 4> <Desc / Clms Page number 4>

Des électrodes A et B, de préférence sous forme de bandes métalliques en cuivre anodisé électriquement connectées aux couches supérieure et inférieure, complètent la cellule.  Electrodes A and B, preferably in the form of metallic strips of anodized copper electrically connected to the upper and lower layers, complete the cell.

Le procédé de fabrication de cette cellule est le suivant : on part d'une feuille de matière plastique (référence 1 de la figure 2). On projette sous pression sur une face (ici la face supérieure) une poudre de sélénium et silicium en proportions sensiblement égales, qui vient s'incruster dans le plastic. De la sorte ce n'est qu'en raison de ce que la figure 2 est une vue éclatée de la cellule que la couche supérieure 2 y est représentée à l'écart de la feuille mince de matière plastique 1.  The manufacturing process for this cell is as follows: we start with a plastic sheet (reference 1 in FIG. 2). A powder of selenium and silicon in substantially equal proportions is projected under pressure onto one face (here the upper face), which becomes encrusted in the plastic. In this way it is only due to the fact that FIG. 2 is an exploded view of the cell that the upper layer 2 is shown there apart from the thin sheet of plastic material 1.

On projette de même sous pression un mélange de sélénium et de silicium en proportions sensiblement égales (en pratique le même mélange que pour réaliser la couche supérieure).  A mixture of selenium and silicon is likewise sprayed under pressure in substantially equal proportions (in practice the same mixture as for producing the upper layer).

En variante, on dépose sur l'autre face une couche de quelques microns de Brome. On laisse sécher.  As a variant, a layer of a few microns of Brome is deposited on the other face. Let it dry.

Ensuite, par toute techniques connues appropriées, on dépose la pastille d'iridium appauvri 4 au centre de la cellule et on trace les capillaires 5 et le bord 6 en étain autour de la pastille d'iridium appauvri.  Then, using any suitable known technique, the depleted iridium pellet 4 is deposited in the center of the cell and the capillaries 5 and the tin edge 6 are traced around the depleted iridium pellet.

La cellule solaire qui vient d'être décrite est d'un bon rendement énergétique. Elle est facile à fabriquer en toutes dimensions ; elle n'est pas fragile. Son procédé de fabrication permet d'obtenir les caractéristiques répétitives. La cellule solaire s'applique, notamment, à la fabrication de générateurs solaires, des moteurs ou des pompes à eau.  The solar cell which has just been described is of good energy efficiency. It is easy to manufacture in all dimensions; it is not fragile. Its manufacturing process makes it possible to obtain repetitive characteristics. The solar cell applies, in particular, to the manufacture of solar generators, motors or water pumps.

A titre d'exemple, un ensemble de 8 cellules du type précité (avec une couche inférieure en brome) a été réalisée pour une surface totale de'342 cm2. Les chiffres suivants ont été constatés : - Voc : 13.531 - Pmax : 1,635

Figure img00040001

- FF : 0, 632 - 0s : 1353 W. m2 soit un taux de 3, 53 % (des tensions de plus de 14 Volts ont été obtenues). By way of example, a set of 8 cells of the aforementioned type (with a lower bromine layer) has been produced for a total surface area of 342 cm 2. The following figures have been noted: - Voc: 13,531 - Pmax: 1,635
Figure img00040001

- FF: 0.632 - 0s: 1353 W. m2 or a rate of 3.53% (voltages of more than 14 Volts have been obtained).

<Desc/Clms Page number 5> <Desc / Clms Page number 5>

Toutefois les formes et dimensions de différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents, comme d'ailleurs les matériaux utilisés pour la fabrication, sans changer pour cela la description générale de l'invention qui vient d'être décrite. C'est ainsi par exemple que le mélange siliciumsélénium peut-être remplacé par un mélange silicium-molybdène avec de bons résultats. However, the shapes and dimensions of different elements may vary within the limit of equivalents, like the materials used for manufacturing, without changing the general description of the invention which has just been described. For example, the silicon-selenium mixture can be replaced by a silicon-molybdenum mixture with good results.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Cellule solaire comprenant une anode (A) et une cathode (B), l'anode et la cathode étant séparées par une feuille mince (1) en matériau plastique imputrescible munie sur une première face d'une couche mince (2) faite d'un mélange de sélénium ou de molybdène, et de silicium, dans des proportions pondérales sensiblement égales, et par le fait que cette couche mince (2) porte une pastille centrale (4) en iridium appauvri d'où rayonnent une pluralité de liserés (5) conducteurs angulairement répartis et s'étendant jusqu'à un pourtour (6) conducteur. 1. Solar cell comprising an anode (A) and a cathode (B), the anode and the cathode being separated by a thin sheet (1) of rot-proof plastic material provided on a first face with a thin layer (2) made of a mixture of selenium or molybdenum, and of silicon, in substantially equal weight proportions, and by the fact that this thin layer (2) carries a central patch (4) of depleted iridium from which radiate a plurality of borders (5) conductors angularly distributed and extending to a circumference (6) conductor. 2. Cellule solaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau plastique est du tétra-fluoro-éthylène-glycol.  2. Solar cell according to claim 1, characterized in that the plastic material is tetra-fluoro-ethylene-glycol. 3. Cellule solaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée par le fait que cette couche mince (2) comporte de l'ordre de 50 % de sélénium et de l'ordre de 50 % de silicium.  3. Solar cell according to claim 1 or claim 2, characterized in that this thin layer (2) comprises of the order of 50% selenium and of the order of 50% silicon. 4. Cellule solaire selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée et en ce que les liserés et le pourtour sont en étain.  4. Solar cell according to claim 1 or claim 2, characterized and in that the edges and the periphery are made of tin. 5. Cellule solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche mince (2) en sélénium et en silicium est comprise entre 50 et 250 microns.  5. Solar cell according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the thickness of the thin layer (2) of selenium and silicon is between 50 and 250 microns. 6. Cellule solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la seconde face de la feuille mince (1) en matériau plastique est munie d'une couche mince (3) faite d'un mélange de sélénium et de silicium en proportions pondérales sensiblement égales.  6. Solar cell according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second face of the thin sheet (1) of plastic material is provided with a thin layer (3) made of a mixture of selenium and silicon in substantially equal weight proportions. 7. Cellule solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la seconde face de la feuille mince (1) en matériau plastique est munie d'une couche de brome.  7. Solar cell according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the second face of the thin sheet (1) of plastic material is provided with a layer of bromine. 8. Cellule solaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que l'anode (A) et la cathode (B) sont en cuivre anodisé.  8. Solar cell according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the anode (A) and the cathode (B) are made of anodized copper. 9. Procédé de fabrication d'une cellule solaire, comportant les étapes suivantes :  9. Method of manufacturing a solar cell, comprising the following steps: <Desc/Clms Page number 7><Desc / Clms Page number 7> - on projette sous pression sur une première face d'une mince feuille (1) de matériau plastique imputrescible, une poudre d'un mélange de silicium et de sélénium ou molybdène en proportions pondérales sensiblement égales, en sorte d'incruster cette poudre dans le matériau plastique ; - on applique sur chacune des faces de cette feuille mince une bande métallique (A, B) destinée à constituer une électrode ; et - on applique au centre de la face munie de la poudre de sélénium et de silicium une pastille d'iridium appauvri (4), et des liserés (5) conducteur qui rayonnent depuis cette pastille jusqu'au pourtour conducteur (6) de cette cellule.  - A powder is sprayed on a first face of a thin sheet (1) of rot-proof plastic material, a powder of a mixture of silicon and selenium or molybdenum in substantially equal weight proportions, so as to encrust this powder in the plastic material; - A metal strip (A, B) intended to constitute an electrode is applied to each of the faces of this thin sheet; and - a depleted iridium pellet (4) is applied to the center of the face provided with the selenium and silicon powder, and conductive lines (5) which radiate from this pellet to the conductive periphery (6) of this cell. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérise par le fait qu'on choisit la feuille mince en tétra-fluoro-éthylène-glycol et on réalise la couche supérieure en un mélange de sélénium et de silicium. 10. The method of claim 9, characterized in that the thin sheet of tetra-fluoro-ethylene-glycol is chosen and the upper layer is produced in a mixture of selenium and silicon.
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