FR3088141A1

FR3088141A1 - Dispositif photovoltaique

Info

Publication number: FR3088141A1
Application number: FR1871389A
Authority: FR
Inventors: Alain Straboni; Youssouf Boye
Original assignee: Stile
Current assignee: Stile
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-08

Description

DESCRIPTION

TITRE : Dispositif photovoltaïque

Domaine technique [0001] La présente description concerne le domaine des dispositifs photovoltaïques, et vise plus particulièrement des dispositifs photovoltaïques comprenant plusieurs cellules photovoltaïques interconnectées.

Technique antérieure [0002] On a déjà proposé, par exemple dans la demande de brevet français N°16/54518 déposée par le demandeur le 20 mai 2016, des dispositifs photovoltaïques comportant plusieurs cellules photovoltaïques élémentaires interconnectées.

[0003] Il serait toutefois souhaitable d'améliorer au moins en partie certains aspects des dispositifs photovoltaïques connus.

Résumé de 1¹ invention [0004] Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif photovoltaïque comportant une juxtaposition de cellules élémentaires connectées en série, dans lequel les cellules se chevauchent de façon qu'une première structure collectrice en face avant d'une première cellule soit directement en contact, mécaniquement et électriquement, avec une deuxième structure collectrice en face arrière d'une deuxième cellule, les première et deuxième structures collectrices n'étant pas fixées l'une à l'autre.

[0005] Selon un mode de réalisation, la première structure collectrice est formée dans une première couche métallique disposée sur et en contact avec la face avant d'une plaque semiconductrice de la première cellule, et la deuxième structure collectrice est formée dans une deuxième couche

B17642 - sans soudure métallique disposée sous et en contact avec la face arrière d'une plaque semiconductrice de la deuxième cellule.

[0006] Selon un mode de réalisation, la première structure collectrice est un motif conducteur discontinu formé dans la première couche métallique.

[0007] Selon un mode de réalisation, la première structure collectrice est un motif conducteur continu formé dans la première couche métallique.

[0008] Selon un mode de réalisation, le motif conducteur de la première structure collectrice est en forme de peigne.

[0009] Selon un mode de réalisation, la première structure collectrice comprend une ou plusieurs occurrences d'un motif conducteur élémentaire s'inscrivant, en vue de dessus, dans un rectangle et comprenant :

au moins une bande conductrice principale rectiligne s'étendant depuis le milieu d’un premier côté du rectangle, orthogonalement audit premier côté et en direction d'un deuxième coté du rectangle opposé au premier côté, sur environ la moitié de la dimension du rectangle dans ladite direction ; et

- une pluralité de bandes conductrices secondaires s'étendant depuis les bords longitudinaux et depuis l'extrémité opposée au premier côté de la bande conductrice principale, jusqu'au deuxième côté et jusqu'à des troisième et quatrième côtés du rectangle orthogonaux aux premier et deuxième côtés.

[0010] Selon un mode de réalisation, la deuxième structure collectrice est une couche continue s'étendant sur toute la face arrière de la plaque semiconductrice de la deuxième cellule.

[0011] Selon un mode de réalisation, dans chaque cellule, la plaque semiconductrice est une plaque dopée d'un premier type

B17642 - sans soudure de conductivité comprenant une couche dopée du second type de conductivité située du côté de la face avant de la cellule.

[0012] Selon un mode de réalisation, les cellules élémentaires sont disposées entre une plaque de protection de face avant transparente et une plaque de protection de face arrière.

Brève description des dessins [0013] Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :

[0014] [Fig. 1] la figure 1 représente de façon schématique un exemple d'un assemblage de cellules photovoltaïques ;

[0015] [Fig· 2] la figure 2 illustre un exemple de réalisation d'une structure collectrice et de plots de connexion d'une cellule photovoltaïque de l'assemblage de la figure 1 ;

[0016] [Fig. 3] la figure 3 représente de façon schématique un exemple d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon un premier mode de réalisation ;

[0017] [Fig. 4] la figure 4 représente de façon schématique une variante de réalisation d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation ;

[0018] [Fig. 5] la figure 5 représente de façon schématique une autre variante de réalisation d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation ;

[0019] [Fig. 6] la figure 6 représente de façon schématique un autre exemple d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation ;

B17642 - sans soudure [0020] [Fig. 7] la figure 7 représente de façon schématique une variante de réalisation d'un élément conducteur de connexion d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation ;

[0021] [Fig. 8] la figure 8 représente de façon schématique une autre variante de réalisation d'un élément conducteur de connexion d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation ;

[0022] [Fig. 9] la figure 9 représente de façon schématique un exemple d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon un deuxième mode de réalisation ;

[0023] [Fig. 10] la figure 10 illustre un exemple d'une structure collectrice d'une cellule photovoltaïque selon un troisième mode de réalisation ; et [0024] [Fig. 11] la figure 11 représente de façon schématique un exemple d'un dispositif photovoltaïque selon un quatrième mode de réalisation.

Description des modes de réalisation [0025] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.

[0026] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la réalisation des cellules photovoltaïques élémentaires constitutives des assemblages décrits n'a pas été détaillée, la réalisation de telles cellules étant à la portée de l'homme du métier à partir des indications de la présente description.

B17642 - sans soudure [0027] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.

[0028] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes avant, arrière, haut, bas, gauche, droite, etc., ou relative, tels que les termes dessus, dessous, supérieur, inférieur, etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes horizontal, vertical, etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures, étant entendu que, en pratique, les dispositifs décrits peuvent être orientés différemment.

[0029] Sauf précision contraire, les expressions environ, approximativement, sensiblement, et de l'ordre de signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près, ou, lorsqu'elles se réfèrent à des orientations angulaires ou assimilées, à 10° près, de préférence à 5° près.

[0030] La figure 1 représente de façon schématique un exemple d'un assemblage 100 de cellules photovoltaïques 102 d'un panneau photovoltaïque. La figure 1 comprend une vue (A) et une vue (B) de l'assemblage. La vue (A) est une vue en coupe partielle de l'assemblage 100 selon le plan A-A de la vue (B) . La vue (B) est une vue en perspective de la face arrière de l'assemblage 100.

[0031] Les cellules photovoltaïques 102 de l'assemblage 100 sont par exemple identiques, aux dispersions de fabrication près. Dans l'exemple de la figure 1, les cellules 102 ont la forme de plaques rectangulaires et sont disposées côte à côte

B17642 - sans soudure dans un même plan. Les cellules voisines ont leurs grands côtés sensiblement parallèles et en vis-à-vis, et ont leurs petits côtés alignés.

[0032] Par la suite, on appellera longueur d'une cellule photovoltaïque d'un assemblage de cellules la dimension de cette cellule dans la direction d'alignement des cellules de l'assemblage, et largeur de la cellule sa dimension dans une direction orthogonale à la direction d'alignement des cellules. Autrement dit, dans l'exemple de la figure 1, la longueur d'une cellule correspond à la dimension de ses petits côtés et la largeur d'une cellule correspond à la dimension de ses grands côtés.

[0033] Dans l'exemple de la figure 1, la largeur des cellules peut être comprise entre entre 51 mm (environ 2 pouces) et 210 mm (environ 8 pouces), par exemple de l'ordre de 156 mm (environ 6 pouces). La longueur des cellules est par exemple comprise entre un dixième de leur largeur et leur largeur.

[0034] Chaque cellule 102 comprend une plaque semiconductrice 104 dopée de type P comprenant, du côté de sa face avant, c'est-à-dire sa face supérieure dans l'orientation de la vue (A) de la figure 1, une couche 106 dopée de type N. La plaque semiconductrice 104 est par exemple en silicium. La plaque semiconductrice 104 peut être monocristalline ou multicristalline. L'épaisseur de la plaque 104 est par exemple comprise entre 100 et 300 pm. La couche 106 s'étend verticalement à partir de la face avant de la plaque 104, par exemple sur une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,1 pm. En vue de dessus, la couche 106 s'étend par exemple sur sensiblement toute la surface de la plaque semiconductrice 104. La couche 106 peut être structurée du côté de sa face avant de façon à piéger la lumière du soleil. La couche 106 peut en outre être recouverte d'une couche antireflet (non représentée).

B17642 - sans soudure [0035] Chaque cellule 102 comprend en outre des structures conductrices collectrices 108 et 110 disposées respectivement sur et en contact avec la face avant et sous et en contact avec la face arrière de la plaque semiconductrice 104. Sur la figure 1, les structures collectrices 108 et 110 n'ont pas été détaillées. La structure collectrice de face avant 108 peut être une couche métallique, par exemple en aluminium ou en argent, ajourée pour permettre à la lumière du soleil d'atteindre la face avant de la plaque semiconductrice 104. A titre d'exemple, en vue de dessus, la surface de la plaque semiconductrice 104 recouverte par la couche métallique formant la structure collectrice 108 est inférieure à 10% et de préférence inférieure à 5% de la surface totale de la plaque semiconductrice 104 de façon à permettre à la majeure partie du rayonnement solaire incident d'atteindre la face de la plaque semiconductrice 104. A titre d'exemple, la structure collectrice 108 a, vu de dessus, la forme d'un peigne dont les dents forment avec la face avant de la couche 106 des contacts électriques régulièrement répartis sur toute la face avant de la couche 106. A titre de variante, la structure collectrice de face avant 108 est une couche d'un matériau conducteur transparent, par exemple de l'oxyde d'étain et d'indium, s'étendant de façon continue sur sensiblement toute la face avant de la plaque semiconductrice 104.

[0036] La structure collectrice de face arrière 110 peut être une couche métallique, par exemple en aluminium ou en argent, s'étendant de façon continue sur sensiblement toute la face arrière de la plaque semiconductrice 104. Au besoin, si l'on souhaite que la face arrière des cellules photovoltaïques recueille elle aussi de la lumière, par exemple par réflexion sur des surfaces disposées à l'arrière du panneau, la structure collectrice de face arrière 110 peut être une couche métallique ajourée ou une couche d'un matériau conducteur transparent. Dans ce cas, la plaque semiconductrice 104 peut

B17642 - sans soudure comprendre, du côté de sa face arrière, une couche dopée (non représentée) de type de conductivité opposé à celui de la plaque 104, c’est-à-dire de type N dans cet exemple, s'étendant par exemple sur toute la surface de la plaque 104. On parle alors de cellule photovoltaïque bifaciale.

[003 7] Dans l’exemple de la figure 1, la plaque semiconductrice 104 comprend, du côté de sa face arrière, une région 112 dopée de type P de niveau de dopage supérieur à celui de la plaque 104. La structure collectrice de face arrière 110 est en contact avec la plaque 104 par l’intermédiaire de la région 112. A titre d'exemple, la structure 110 est une couche d’aluminium, et la région 112 résulte d’une diffusion de l’aluminium dans la plaque 104.

[0038] Dans le cas de cellules photovoltaïques bifaciales, la structure collectrice 110 est par exemple en argent.

[0039] Dans l’exemple de la figure 1, chaque cellule 102 comprend une pluralité de plots de connexion 114 disposés sur et en contact avec la structure collectrice de face avant 108, et une pluralité de plots de connexion 116 disposés sur et en contact avec la structure collectrice de face arrière 110. Les plots de connexion 114 et 116 sont par exemple à base d’argent et/ou d’étain. Les plots 114 d’une part, et les plots 116 d'autre part, sont alignés dans le sens de la largeur de la cellule.

[0040] Les dimensions latérales des plots de connexion 114 et 116 sont petites par rapport à celles des cellules. A titre d’exemple, les plots de connexion 114 et 116 ont chacun une longueur inférieure à la moitié de la longueur des cellules et une largeur inférieure à 10 % de la longueur des cellules. Les longueurs et les largeurs des plots 114 et 116 sont par exemple inférieures à 3 mm.

B17642 - sans soudure [0041] Les cellules de l'assemblage de la figure 1 sont reliées en série par des éléments conducteurs longilignes 120, par exemple des rubans conducteurs ou des fils conducteurs, par exemple en cuivre. Chaque élément conducteur 120 s'étend longitudinalement dans le sens de la longueur des cellules. Chaque élément conducteur 120 a une extrémité reliée et de préférence connectée électriquement, par exemple soudée, à un plot 116 sur la face arrière d'une cellule et a son autre extrémité soudée à un plot 114 sur la face avant d'une cellule voisine. Dans le cas où les éléments conducteurs 120 sont des rubans, la largeur des rubans peut être comprise entre 0,5 et 3 mm. L'épaisseur des rubans conducteurs est par exemple comprise entre 50 et 200 pm. Dans le cas où les éléments conducteurs 120 sont des fils, le diamètre des fils peut être compris entre 50 et 500 pm. Dans l'exemple représenté, chaque cellule 102 comprend trois plots de connexion de face avant 114 régulièrement alignés et régulièrement répartis dans la direction de la largeur de la cellule, et trois plots de connexion de face arrière 116 régulièrement alignés et répartis dans la direction de la largeur de la cellule. Deux cellules voisines sont alors reliées par trois éléments conducteurs 120 parallèles, régulièrement répartis dans la direction de la largeur des cellules. Le nombre de plots 114/116 par cellule et le nombre d'éléments conducteurs 120 reliant entre elles deux cellules voisines peut toutefois être différent de trois. A titre d'exemple, chaque cellule 102 comprend sept plots de connexion de face avant 114 régulièrement alignés et régulièrement répartis dans la direction de la largeur de la cellule, et sept plots de connexion de face arrière 116 régulièrement alignés et répartis dans la direction de la largeur de la cellule. Deux cellules voisines sont alors reliées par sept éléments conducteurs 120 parallèles, régulièrement répartis dans la direction de la largeur des cellules.

B17642 - sans soudure [0042] Les plots de connexion de face arrière 116 de chaque cellule sont disposés près du bord le plus éloigné de la cellule voisine à laquelle ces plots sont connectés par des éléments conducteurs 120. Les plots 116 de chaque cellule se trouvent ainsi dans la moitié de la cellule la plus éloignée de la cellule voisine connectée à ces plots. A titre d'exemple, chaque plot 116 d’une cellule 102 est situé en totalité dans les 10 % de la cellule 102 les plus éloignés de la cellule voisine connectée au plot. Les plots 114 sont par exemple disposés à l'aplomb des plots 116.

[0043] Du fait de cette disposition des plots, chaque élément conducteur 120 a, en plus d'une partie oblique 122 reliant la face avant d'une cellule à la face arrière d'une cellule voisine, une partie libre horizontale 124 non soudée dont la longueur est supérieure à la moitié de la longueur des cellules, par exemple de l'ordre de la longueur des cellules.

[0044] Aux extrémités (non représentées) de la répétition de cellules, les éléments conducteurs de connexion 120 peuvent être reliés à d'autres assemblages similaires connectés en série ou en parallèle avec l'assemblage 100, ou à un dispositif électronique tel qu'un convertisseur de puissance.

[0045] En fonctionnement, lorsque les cellules sont exposées à la lumière du soleil, le courant produit par chaque cellule est collecté, en face avant par la structure collectrice 108, et, dans le cas d'une cellule bifaciale, en face arrière par la structure collectrice 110. Le courant collecté converge vers les plots 114 et chemine dans les éléments conducteurs 120 vers les plots 116 de la cellule voisine.

[0046] La figure 2 est une vue de dessus d'une cellule photovoltaïque élémentaire 102 de l'assemblage 100 de la figure 1, illustrant plus en détail un exemple de réalisation de la structure collectrice de face avant 108 et des plots de connexion de face avant 114 de la cellule.

B17642 - sans soudure [0047] La structure collectrice 108 de la figure 2 a une forme de peigne comprenant une pluralité de dents 203 reliées entre elles par une bande collectrice 201, continue ou discontinue, s’étendant parallèlement à un grand côté (largeur) de la cellule, au voisinage d'un bord de la cellule. La largeur de la piste collectrice 201 est par exemple comprise entre 50 et 200 pm. Les dents 203 du peigne sont formées par des bandes conductrices perpendiculaires à la bande 201, s'étendant depuis la bande 201 jusqu'au grand côté de la cellule opposé à la bande 201 (dans la direction de la longueur de la cellule). Les dents 203 sont réparties régulièrement sur toute la largeur de la cellule. Chaque dent 203 a par exemple une largeur comprise entre 10 et 100 pm et de préférence entre 2 0 et 50 pm. Le pas de répétition des dents 203 est par exemple compris entre 1 et 3 mm. La structure collectrice 108 de la figure 2 est par exemple en argent ou en aluminium. L'épaisseur de la structure 108 est par exemple comprise entre 5 et 30 pm. Des portions (non représentées) de couches de protection et/ou de couches antireflets peuvent être présentes sur la face avant de la couche 106 entre les dents du peigne. Dans l'exemple de la figure 2, la cellule comprend sept plots de connexion de face avant 114 disposés le long de la bande principale 201 du peigne, régulièrement répartis le long de la bande 201. Chaque plot 114 est situé en partie sur la bande 201.

[0048] Plus généralement, la structure collectrice de face avant 108 peut avoir toute autre forme adaptée à collecter de façon homogène les porteurs de charges générés dans la plaque semiconductrice 104 de la cellule, et à les faire converger vers les plots de connexion de face avant 114 de la cellule.

[0049] Une limitation de l'assemblage décrit en relation avec les figures 1 et 2 est qu'il est relativement complexe à réaliser. En effet, la soudure des éléments conducteurs 120

B17642 - sans soudure aux plots de connexion 114 et 116 des cellules élémentaires

102 nécessite des équipements coûteux et encombrants et est relativement longue à réaliser.

[0050] De plus, les soudures des éléments conducteurs 120 aux plots de connexion 114 et 116 créent un lien mécanique rigide entre les éléments conducteurs 120 et les cellules, pouvant conduire à des dégradations en cas de déformation du panneau photovoltaïque, dues par exemple à des variations de température, à la force du vent, ou encore au poids de la neige.

[0051] Par ailleurs, dans le cas de cellules élémentaires comportant une structure collectrice formée par une couche métallique ajourée, par exemple du type décrit en relation avec la figure 2, le motif conducteur de la structure collectrice doit être choisi apte à faire converger les porteurs de charges collectés vers les plots de connexion correspondant de la cellule. Ceci impose des contraintes sur le choix du motif, qui ne sont pas nécessairement compatibles avec le besoin de minimiser la surface de la plaque semiconductrice 104 occultée par la structure collectrice.

[0052] De plus, la présence de rubans ou fils conducteurs 120, relativement épais, en surface des cellules, dégrade l'esthétique de l'assemblage.

[0053] En outre, la surface des zones de contact électrique entre les éléments conducteurs 120 et les structures collectrices et le nombre de points de contact entre les éléments conducteurs 120 et les structures collectrices sont relativement faibles. Le risque de rupture de la continuité électrique entre les éléments conducteurs 120 et les structures collectrices, et donc de perte de rendement de l'assemblage, est donc relativement élevé.

B17642 - sans soudure [0054] La figure 3 représente de façon schématique un exemple d'un assemblage 300 de cellules photovoltaïques 302 d'un panneau photovoltaïque selon un premier mode de réalisation. La figure 3 comprend une vue (A) et une vue (B) de l'assemblage La vue (A) est une vue en coupe partielle de l'assemblage 300 selon le plan A-A de la vue (B) . La vue (B) est une vue de dessus partielle de l'assemblage 300.

[0055] L'assemblage 300 et les cellules élémentaires 302 de la figure 3 comprennent des éléments communs avec l'assemblage 100 et les cellules élémentaires 102 de la figure 1. Ces éléments communs ne seront pas détaillés à nouveau. Dans la suite, seules les différences par rapport à l'exemple décrit en relation avec les figures 1 et 2 seront mises en exergue.

[0056] Les cellules élémentaires 302 de la figure 3 diffèrent des cellules élémentaires 102 de la figure 1 principalement en ce qu'elles ne comprennent pas de plots de connexion 114 sur leurs structures collectrices de face avant 108, ni de plots de connexion 116 sur leurs structures collectrices de face arrière 110.

[0057] Dans l'assemblage 300 de la figure 3, les cellules 302 sont connectées en série par des nappes conductrices ajourées 3 04, par exemple en cuivre, de préférence en cuivre étamé (c'est-à-dire recouvert d'un alliage à base d'étain). Chaque nappe conductrice 304 s'étend sur une partie de la face avant d'une cellule, et sous une partie de la face arrière d'une cellule voisine. Plus particulièrement, chaque nappe conductrice 304 comprend une partie 304a en contact, par sa face arrière, avec une partie de la structure collectrice de face avant 108 d'une cellule, et une partie 304b en contact, par sa face avant, avec une partie de la structure collectrice de face arrière 110 d'une cellule voisine. Chaque nappe 304 comprend en outre, entre les parties 304a et 304b, une partie oblique 304c s'étendant entre les grands côtés en vis à vis

B17642 - sans soudure des deux cellules voisines qu'elle connecte. Chaque nappe 304 s'étend, dans la direction de la largeur de l'assemblage, sur sensiblement toute la largeur des cellules qu'elle connecte. A titre de variante, la largeur de la nappe peut se limiter à une partie seulement de la largeur des cellules. De préférence, la largeur de la nappe est au moins égale à 90% de la largeur des cellules. A titre d'exemple, dans chaque nappe 304, chacune des parties 304a et 304b de la nappe s'étend, dans la direction de la longueur de l'assemblage, sur une distance allant de un quart à trois quart de la longueur de la cellule, en partant du grand côté de la cellule le plus proche de la cellule voisine connectée à la même nappe 304 .

[0058] On notera que sur la vue (B) de la figure 3, par souci de simplification, seule la nappe 304 centrale de la portion d'assemblage de la vue (A) a été représentée.

[0059] Par nappes conductrices ajourées, on entend ici que chaque nappe 304 comprend des ouvertures traversantes aptes à laisser passer la majeure partie du rayonnement solaire incident en direction de la plaque semiconductrice 104. A titre d'exemple, chaque nappe 304 est constituée de fils conducteurs tressés (non soudés) formant un grillage. A titre de variante, chaque nappe 304 est constituée d'un grillage conducteur monobloc. Du fait des dimensions relativement importantes des nappes 304 dans la direction de la largeur de l'assemblage, l'épaisseur des fils conducteurs constituants les nappes 304 peut être faible, ce qui présente l'avantage de conférer une grande souplesse aux nappes 304. A titre d'exemple, l'épaisseur des fils conducteurs constituants les nappes 304 est comprise entre 10 et 500 pm, par exemple entre 50 et 100 pm.

[0060] Dans l'exemple de la figure 3, les nappes conductrices 304 sont en contact mécaniquement et électriquement avec les

B17642 - sans soudure structures collectrices 108 et 110 des cellules 302, mais ne sont pas directement fixées aux structures collectrices 108 et 110. En particulier, les nappes 304 ne sont pas soudées ni collées aux structures collectrices 108 et 110. Ainsi, en cas de déformation du panneau photovoltaïque, par exemple sous l'effet de variations de la température ou du fait de phénomènes météorologiques, chaque nappe 304 peut glisser le long des faces avant et/ou arrière des cellules qu'elle connecte, ce qui permet de maintenir la connexion électrique entre les cellules sans créer de contraintes mécaniques susceptibles d'endommager les cellules.

[0061] Dans l'exemple de la figure 3, l'assemblage 300 est protégé, en face avant, par une plaque protectrice transparente 306, par exemple en verre ou en plexiglas, et, en face arrière, par une plaque protectrice opaque ou transparente 308. Par souci de simplification, la plaque protectrice supérieure 306 n'a pas été représentée sur la vue (B) de la figure 3. Les cellules photovoltaïques 302 et les nappes de connexion 304 sont par exemple maintenues en compression entre les plaques protectrices 306 et 308, de façon à maintenir un contact électrique entre les nappes de connexion 304 et les cellules 302. A titre d'exemple, les plaques protectrices 306 et 308 peuvent être fixées l'une à l'autre et à l'assemblage de cellules photovoltaïques 302 et de nappes de connexion 304 par un procédé de lamination. L'utilisation d'un procédé de lamination permet notamment d'établir une contrainte de compression résiduelle uniforme perdurant pendant une longue période de temps, typiquement de plusieurs années à plusieurs dizaines d'années. Plus généralement, tout autre moyen de fixation permettant de maintenir les cellules 302 et les nappes 304 en compression entre les plaques protectrices 306 et 308 peut être utilisé.

B17642 - sans soudure [0062] Un avantage de l'assemblage de la figure 3 est qu'il est plus simple à réaliser que des assemblages à base de rubans ou fils conducteurs soudés du type décrit en relation avec la figure 1. En effet, dans le mode de réalisation de la figure 3, les cellules élémentaires 302 et les nappes conductrices 304 peuvent être positionnées en utilisant des équipements classiques de prélèvement et positionnement (pick and place en langue anglaise). On notera en outre que le positionnement relatif des nappes conductrices 304 par rapport aux cellules 302 ne nécessite pas une grande précision du fait des dimensions relativement importantes des nappes 304 .

[0063] Par ailleurs, dans le mode de réalisation de la figure 3, chaque nappe conductrice 304 forme avec les structures collectrices 108 et 110 des cellules qu'elle connecte un contact électrique régulièrement distribué sur toute la largeur des cellules. Ainsi, dans le cas d'une structure collectrice formée par une couche métallique ajourée en contact avec la face avant ou arrière de la plaque semiconductrice 104, il n'est pas nécessaire que les éléments conducteurs de la structure collectrice convergent vers un nombre restreint de plots de connexion. Ceci est illustré par la vue (B) de la figure 3, dans laquelle les structures collectrices de face avant 108 des cellules ont une forme similaire à celle de la figure 2, mais dans laquelle la barre principale 201 du peigne a été retirée, les dents 203 du peigne s'étendant d'un grand côté à l'autre de la cellule. Autrement dit, dans le mode de réalisation de la figure 3, chaque structure collectrice peut être constituée d'une pluralité de motifs conducteurs régulièrement répartis sur une face de la plaque semiconductrice 104 de la cellule, les motifs n'étant pas nécessairement connectés entre eux en l'absence de la nappe 304. Ceci permet d'augmenter la surface de la plaque semiconductrice 104 non masquée par la structure

B17642 - sans soudure collectrice 108 ou 110, et ainsi d'augmenter le rendement de la cellule.

[0064] Un autre avantage du mode de réalisation de la figure 3 est que les nappes conductrices 3 04 peuvent être relativement discrètes, voire invisibles, même à une distance relativement faible, dans la mesure où elles sont constituées de fils conducteurs très fins. Ceci permet d'améliorer l'esthétique de l'assemblage par rapport à une solution à base de rubans ou fils conducteurs du type décrit en relation avec la figure 1.

[0065] Un autre avantage du point de vue de la fiabilité électrique est que le nombre de points de contact et la surface effective de contact entre la nappe conductrice 304 et les structures collectrices sont très importants. Ceci permet de réduire drastiquement, voire d'éliminer, le risque de rupture de continuité électrique au sein de l'assemblage.

[0066] On notera que le premier mode de réalisation ne se limite pas à des assemblages comportant uniquement des cellules connectées en série, mais peut être appliqué plus généralement à tout assemblage comportant au moins deux cellules photovoltaïques connectées en série l'une à l'autre.

[0067] La figure 4 illustre de façon schématique, à titre de variante, un exemple de réalisation d'un assemblage 300 comportant une pluralité de cellules élémentaires 302 connectées en parallèle et en série. Plus particulièrement, dans cet exemple, les cellules 302 sont regroupées par paires de deux cellules voisines connectées en parallèle, les paires de cellules étant connectées en série les unes aux autres. Plus précisément, dans chaque paire de cellules voisines connectées en parallèle, une nappe conductrice supérieure 304 connecte la face avant de la première cellule à la face avant de la deuxième cellule, et une nappe conductrice inférieure 304 connecte la face arrière de la première cellule à la face

B17642 - sans soudure arrière de la deuxième cellule. Deux paires voisines sont quant à elles reliées en série par une nappe conductrice 304 connectant la face avant de la deuxième cellule de la première paire à la face arrière de la première cellule de la deuxième paire.

[0068] La figure 5 est une vue de dessus schématique et partielle d'un autre exemple d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation.

[0069] L'assemblage de la figure 5 comprend M chapelets 300_l, ... 300_M comprenant chacun N cellules photovoltaïques 302 connectées en série, M et N étant des entiers supérieurs ou égaux à deux. Les M chapelets 300_i (avec i entier allant de 1 à M) sont connectés en parallèle entre des bornes principales P+ et P- de l'assemblage. Dans l'exemple représenté, l'assemblage comprend M=4 chapelets 300_l, 300_2, 300_3 et 300_4 comprenant chacun N=8 cellules 302. Les modes de réalisation décrits ne se limitent bien entendu pas à ce cas particulier.

[0070] En vue de dessus, les cellules photovoltaïques sont agencées en matrice selon M rangées et N colonnes. Chaque rangée de la matrice correspond à un chapelet 3 0 0__i. Chaque colonne de la matrice comprend l'ensemble des cellules de même rang j dans les M chapelets (avec j entier allant de 1 à N) .

[0071] Chacun des chapelets 300_i correspond à un assemblage identique ou similaire à l'assemblage 300 de la figure 3.

[0072] Toutefois, dans l'assemblage de la figure 5, chaque nappe conductrice 304 connectant l'une à l'autre deux cellules voisines d'un même chapelet est commune aux M chapelets 300_i de l'assemblage. Autrement dit, chaque nappe conductrice 304 s'étend de façon continue sur sensiblement toute la hauteur de l'assemblage dans la direction des colonnes de la matrice.

B17642 - sans soudure [0073] Ainsi, si on considère deux colonnes de rang j et j+1 de la matrice, une même nappe conductrice ajourée 304 s'étend sur une partie de la face avant de chaque cellule de rang j de la matrice, et sous une partie de la face arrière de chaque cellule de rang j+1 de la matrice. Ainsi, les faces avant des M cellules de rang j de l'assemblage sont connectées entre elles et aux faces arrière des M cellules de rang j+1 de l'assemblage par une même nappe conductrice 304.

[0074] Un avantage de l'assemblage de la figure 5 est que la connexion électrique en parallèle des M chapelets 300_i est réalisée non seulement aux extrémités des chapelets, mais également au niveau de chaque cellule photovoltaïque élémentaire de chaque chapelet, à l'intérieur de la matrice, ce qui permet de mieux répartir les courants collectés.

[0075] Un autre avantage de l'assemblage de la figure 5 est qu'il est relativement aisé à réaliser. A titre d'exemple, les cellules de même rang j peuvent être prélevées et positionnées simultanément par un robot, puis une nappe conductrice ajourée s'étendant de façon continue sur toute la hauteur de l'assemblage peut être positionnée, et ainsi de suite jusqu'à la réalisation complète de l'assemblage. On notera en particulier que le nombre de nappes conductrices 304 à manipuler est divisé par M par rapport à un assemblage de M chapelets en parallèle dans lequel les nappes conductrices 304 ne seraient pas communes aux différents chapelets.

[0076] La figure 6 est une vue en coupe partielle illustrant de façon schématique un autre exemple d'un assemblage 400 de cellules photovoltaïques 302 selon le premier mode de réalisation. L'assemblage 400 de la figure 6 comprend des éléments communs avec l'assemblage 300 de la figure 3. Ces éléments ne seront pas détaillés à nouveau ci-après. Dans la

B17642 - sans soudure suite, seules les différences entre les deux assemblages seront mises en exergue.

[0077] Dans l'exemple de la figure 6, au lieu que les cellules soient côte à côte dans un même plan, les cellules voisines se chevauchent. A titre d'exemple, dans la direction de la longueur de l'assemblage, la zone de chevauchement entre deux cellules voisines à une dimension comprise entre 1 et 10% de la longueur d'une cellule. Comme dans l'exemple de la figure 3, les cellules voisines sont connectées par l'intermédiaire d'une nappe conductrice ajourée 304 ayant une première partie 3 04a en contact, par sa face arrière, avec une partie de la surface de la structure collectrice de face avant 108 d'une cellule, et une deuxième partie 3 04b en contact, par sa face avant, avec une partie de la surface de la structure collectrice de face arrière 110 de la cellule voisine. Dans l'exemple de la figure 6, chaque nappe 304 comprend en outre, entre les parties 304a et 304b, dans la zone de chevauchement ou recouvrement entre les deux cellules qu’elle connecte, une partie 304c en contact à la fois, par sa face arrière, avec la structure collectrice 108 de la première cellule, et, par sa face avant, avec la structure collectrice 110 de la deuxième cellule.

[0078] On notera que les exemples de réalisation des figures 5 et 6 peuvent bien entendu être combinés.

[0079] La figure 7 illustre une variante de réalisation d'une nappe conductrice de connexion 304 d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation. La nappe de connexion 304 de la figure 7 peut notamment être utilisée dans un assemblage du type décrit ci-dessus en relation avec les figures 3 à 6.

[0080] Dans l'exemple de la figure 7, la nappe 304 comprend, dans sa partie 304a, en vis-à-vis de la première cellule (non représentée sur la figure 7) connectée à la nappe, le long du

B17642 - sans soudure bord de la nappe le plus éloigné de la deuxième cellule (non représentée sur la figure 7) connectée à la nappe, une bande conductrice de fixation 351, et, dans sa partie 304b, en visà-vis de la deuxième cellule connectée à la nappe, le long du bord de la nappe le plus éloigné de la première cellule connectée à la nappe, une bande conductrice de fixation 353.

[0081] Les bandes conductrices de fixation 351 et 353 sont par exemple des bandes métalliques, par exemple en cuivre, enduites d'un alliage métallique adapté pour fondre et à fusionner avec le métal des structures collectrices 108 et 110 lors de la lamination des plaques protectrices 306 et 308.

[0082] Un avantage de la variante de la figure 7 est qu'elle permet, en fixant les nappes conductrices de connexion 304 aux structures collectrices des cellules photovoltaïques, de réduire encore le risque de rupture de continuité électrique au sein de l'assemblage. Du fait de la disposition des bandes conductrices de fixation le long des deux bords de la nappe parallèles à la largeur de l'assemblage, une portion de la partie 304a de la nappe 304 reste libre de se déplacer par rapport à la première cellule, et une portion de la partie 304b de la nappe 304 reste libre de se déplacer par rapport à la deuxième cellule. L'avantage de flexibilité de l'assemblage et de relative mobilité des cellules les unes par rapport aux autres au sein de l'assemblage (en particulier dans la direction de la longueur des cellules) est ainsi préservé. A titre d'exemple, la largeur de chacune des bandes conductrices de fixation 351 et 353 (i.e. dans la direction de la longueur des cellules) est inférieure à 20% de la dimension totale de la nappe dans cette direction. Par ailleurs, bien que les bandes 351 et 353 aient été représentées sous la forme de bandes conductrices pleines sur la figure 7, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas à ce cas particulier. A titre de variante, chacune des

B17642 - sans soudure bandes conductrices de fixation 351 et 353 peut correspondre à une portion ajourée de la nappe 304. Autrement dit, chaque nappe conductrice ajourée 304 peut comprendre :

- en partie gauche de la nappe, une première portion de nappe ajourée enduite de l'alliage métallique adapté pour fondre et fusionner avec le métal des structures collectrices 108 et 110 lors de la lamination des plaques protectrices 306 et 308 ;

- en partie droite de la nappe, une deuxième portion de nappe ajourée enduite de l'alliage métallique ; et

- en partie centrale de la nappe, une troisième portion de nappe ajourée non enduite de l'alliage métallique.

[0083] La figure 8 illustre une autre variante de réalisation d'une nappe conductrice de connexion 304 d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon le premier mode de réalisation A la différence des exemples décrits précédemment dans lesquels la nappe conductrice 304 avait, vu de dessus, une forme générale rectangulaire, dans l'exemple de la figure 8, les parties 304a et 304c de la nappe 304 ont une forme dentelée ou en créneau.

[0084] Plus particulièrement, dans cet exemple, la partie 304a de la nappe 304 comprend, du côté du bord de la nappe le plus éloigné de la deuxième cellule (non visible sur la figure 8) connectée à la nappe, une pluralité de dents ou créneaux 305a s'étendant dans la direction de la longueur des cellules, par exemple régulièrement réparties sur la largeur de la nappe De plus, dans cet exemple, la partie 304c de la nappe 304 comprend, du côté du bord de la nappe le plus éloigné de la première cellule (non visible sur la figure 8) connectée à la nappe, une pluralité de dents ou créneaux 305c s'étendant dans la direction de la longueur des cellules, par exemple régulièrement réparties sur la largeur de la nappe. Entre deux dents 305a voisines de la nappe 304, la face supérieure

B17642 - sans soudure de la première cellule connectée à la nappe 304 n'est pas recouverte par la nappe. De plus, entre deux dents 305c voisines de la nappe 304, la face inférieure de la deuxième cellule connectée à la nappe n'est pas recouverte par la nappe [0085] Les motifs conducteurs des structures collectrices de face avant et de face arrière des cellules élémentaires sont choisis de façon que chaque élément conducteur du motif soit connecté à au moins une dent 305a ou 305b de la nappe 304. Une telle nappe conductrice dentelée est par exemple bien adaptée à la connexion de cellules munies de structures collectrices du type décrit ci-après en relation avec la figure 10.

[0086] Les dents 305a et 305c s'étendent par exemple chacune sur sensiblement toute la longueur de la partie 304a, respectivement 304c de la nappe, comme l'illustre la vue (A) de la figure 8. A titre de variante, les dents 305a et 305c s'étendent chacune sur une longueur inférieure à la longueur de la partie 304a, respectivement 304c de la nappe, comme l'illustre la vue (B) de la figure 8.

[0087] Dans l'exemple représenté en figure 8, la partie 304a et la partie 304c de la nappe sont toutes deux munies de dents ou créneaux. A titre de variante, seule l'une des deux parties 304a et 304c de la nappe peut être munie de dents ou créneaux.

[0088] Un avantage de la variante de la figure 8 est qu’elle permet d'augmenter la surface des cellules non recouverte par les nappes 304, et donc le rendement des cellules. De plus, cette variante permet une économie de matériau conducteur pour la réalisation des nappes 304.

[0089] La figure 9 est une vue en coupe illustrant de façon schématique et partielle un exemple d'un assemblage 600 de cellules photovoltaïques 302 d'un panneau photovoltaïque selon un deuxième mode de réalisation. L'assemblage 600 de la

B17642 - sans soudure figure 9 comprend des éléments communs avec l'assemblage 400 de la figure 6. Ces éléments communs ne seront pas décrits à nouveau ci-après. Dans la suite, seules les différences par rapport à l'assemblage de la figure 6 seront mises en exergue.

[0090] De même que dans l'assemblage 400 de la figure 6, les cellules élémentaires 302 voisines de l'assemblage 600 de la figure 9 se chevauchent. Toutefois, à la différence de l'assemblage 400, l'assemblage 600 ne comprend pas de nappes conductrices reliant deux à deux en série les cellules voisines.

[0091] Dans le mode de réalisation de la figure 9, la structure collectrice de face avant d'une cellule est directement en contact, mécaniquement et électriquement, avec la structure collectrice de face arrière d'une cellule voisine, dans la zone de chevauchement entre les deux cellules. Ceci permet d'assurer directement la connexion en série des cellules de l'assemblage, sans éléments de connexion intermédiaire entre les cellules.

[0092] Dans l'assemblage 600, les contacts entre les structures collectrices de face avant et arrière des cellules, dans les zones de chevauchement entre cellules voisines, sont des contacts glissants. Autrement dit, dans la zone de chevauchement entre deux cellules voisines, la face avant de la cellule inférieure n'est pas fixée à la face arrière de la cellule supérieure. En particulier, la structure collectrice de face avant 108 de la cellule inférieure n'est pas soudée, ni collée, à la structure conductrice de face arrière 110 de la cellule supérieure.

[0093] Ainsi, un avantage de l'assemblage 600 est que, en cas de déformation du panneau photovoltaïque, par exemple sous l'effet de variations de température lors de la fabrication et en particulier pendant la phase de lamination des plaques protectrices du panneau, ou du fait de phénomènes

B17642 - sans soudure météorologiques, chaque cellule 302 peut glisser le long des faces avant et/ou arrière des cellules voisines auxquelles elle est connectée, ce qui permet de maintenir la connexion électrique entre les cellules sans créer de contraintes mécaniques susceptibles d'endommager les cellules.

[0094] Un autre avantage de l'assemblage de la figure 9 est qu'il est particulièrement simple à fabriquer dans la mesure où aucun élément de connexion intermédiaire et aucune soudure, colle conductrice ou adhésif conducteur ne sont prévus entre les cellules. Un équipement d'assemblage de cellules simple, facile à automatiser et rapide peut donc être utilisé, par exemple un équipement de type pick and place.

[0095] Par ailleurs, l'élimination des soudures de ruban ou fils conducteurs sur les cellules, sources de défauts, conduit à un meilleur rendement de conversion des cellules, et à une meilleure tenue au vieillissement.

[0096] De plus, du fait de l'absence de rubans ou fils conducteurs et de plots de connexion, une quantité importante de matériau conducteur peut être économisée, ce qui réduit le prix de revient des cellules ainsi que l'empreinte carbone associée à la fabrication des cellules. Une étape de sérigraphie généralement prévue dans la fabrication d'une cellule du type décrit en relation avec la figure 1 pour former les plots de connexion 114, 116 peut en outre être évitée.

[0097] Comme dans les exemples des figures 3 à 8, les cellules élémentaires 302 de l'assemblage 600 peuvent être maintenues par tout support mécanique adapté à éviter des déplacements trop importants des cellules les unes par rapport aux autres, de façon à garantir le maintien de la connexion électrique entre les cellules. Comme dans l'exemple des figures 3 à 8, les cellules élémentaires 302 de l'assemblage 600 sont par exemple maintenues en compression entre une plaque

B17642 - sans soudure protectrice de face avant 306 et une plaque protectrice de face arrière 308.

[0098] Dans le mode de réalisation de la figure 9, les structures collectrices de face avant 108 et de face arrière 110 des cellules sont choisies telles que tous les éléments conducteurs de la structure collectrice de face avant 108 de chaque cellule soient connectées à la structure collectrice de face arrière de la cellule voisine supérieure dans la zone de chevauchement entre les deux cellules, et telles que tous les éléments conducteurs de la structure collectrice de face arrière 110 de chaque cellule soient connectées à la structure collectrice de face avant de la cellule voisine inférieure dans la zone de chevauchement entre les deux cellules. De préférence, la structure collectrice de face arrière 110 de chaque cellule 302 est une couche métallique, par exemple en argent, en étain ou en aluminium, s'étendant de façon continue sur sensiblement toute la face arrière de la cellule. La structure collectrice de face avant 108 de chaque cellule est par exemple une couche métallique ajourée, par exemple en argent ou en aluminium, telle que tous les éléments du motif conducteur de la structure s'étendent jusqu'à la zone de chevauchement de la cellule avec la cellule voisine supérieure Par exemple, le motif conducteur de la structure collectrice de face avant 108 des cellules élémentaires 302 peut être un motif du type décrit ci-dessus en relation avec les figures 2 ou 3, ou encore un motif en forme de feuilles du type décrit en relation avec la figure 4 de la demande de brevet français N°16/54518 susmentionnée.

[0099] La figure 10 est une vue de dessus d'une cellule photovoltaïque élémentaire 602 d'un assemblage de cellules photovoltaïques selon un troisième mode de réalisation. La cellule élémentaire 602 de la figure 10 comprend des éléments communs avec les cellules élémentaires 102 et 302 décrites

B17642 - sans soudure précédemment. Ces éléments communs ne seront pas décrits à nouveau ci-aprês. Dans la suite, seules les différences par rapport aux cellules élémentaires 102 et 302 seront mises en exergue.

[0100] La cellule 602 de la figure 10 diffère des cellules

102 et 302 décrites précédemment principalement par la forme de sa structure collectrice de face avant 108.

[0101] La structure collectrice de face avant 108 de la cellule 602 est formée par une couche métallique ajourée, par exemple en argent ou en aluminium, en contact avec la face avant de la couche semiconductrice 106 de la cellule.

[0102] La structure collectrice 108 de la cellule 602 est constituée d'une ou plusieurs occurrences d'un motif conducteur élémentaire 610 comprenant, en vue de dessus :

- une bande conductrice principale rectiligne 614 s'étendant longitudinalement depuis un bord de la cellule, dans le sens de la longueur de la cellule, sur environ la moitié de la longueur de la cellule ; et

- une pluralité de bandes conductrices secondaires 616 de largeur inférieure à celle de la bande principale 614, s'étendant depuis la périphérie de la bande 614.

[0103] Dans l'exemple représenté, la structure collectrice 108 de la cellule 602 comprend 5 occurrences du motif conducteur élémentaire 610, régulièrement réparties sur toute la largeur de la cellule. Les bandes conductrices principales 614 des différentes occurrences du motif élémentaire 610 partent toutes d'un même bord de la cellule (le bord droit dans l'orientation de la figure 10). Les occurrences voisines du motif élémentaire 610 ont des bandes conductrices secondaires qui se rejoignent, de sorte que l'ensemble du motif conducteur de la structure collectrice 108 est continu.

B17642 - sans soudure [0104] A titre d'exemple, la bande conductrice principale 614 du motif élémentaire 610 a une largeur comprise entre 0,2 et 1 mm. Chaque bande conductrice secondaire 616 du motif élémentaire a par exemple une largeur comprise entre 10 et 100 pm. La largeur des bandes conductrices secondaires est par exemple comprise entre 10 et 50 pm. L'épaisseur de la structure 108 est par exemple comprise entre 10 et 30 pm.

[0105] Dans cet exemple, en vue de dessus, chaque motif conducteur élémentaire 610 s'inscrit dans un rectangle 612 ayant deux côtés 612a et 612b sensiblement parallèles à la longueur de la cellule, de longueur sensiblement égale à la longueur de la cellule, et deux côtés 612c et 612d sensiblement parallèles à la largeur de la cellule, de longueur sensiblement égale à la largeur de la cellule ou à un sous-multiple de la largeur de la cellule. La bande conductrice principale 614 s'étend depuis le centre du côté 612c, orthogonalement au côté 612c, en direction du côté 612d, sur environ la moitié de la longueur des côtés 612a et 612b. Les bandes conductrices secondaires 616 s'étendent depuis les bords longitudinaux de la bande principale 614 et depuis l'extrémité de la bande principale 614 opposée au côté 612c, jusqu'aux côtés 612a, 612b et 612d du rectangle 612. Les bandes conductrices secondaires 616 ont leurs extrémités opposées à la bande conductrice principale 614 régulièrement réparties le long des côtés 612a, 612b et 612d du rectangle 612. Le motif conducteur 610 est par exemple symétrique par rapport à l'axe longitudinal central de la bande conductrice principale 614. Dans cet exemple, le motif conducteur 610 comprend une pluralité de bandes conductrices secondaires 616 courbes s'étendant depuis l'extrémité de la bande 614 opposée au côté 612c, en direction du côté 612d et de la moitié des côtés 612a et 612b la plus éloignée du côté 612c, et formant avec la bande principale 614 un motif en forme de graine de pissenlit. Le motif conducteur 610 de la figure 10 comprend

B17642 - sans soudure en outre une pluralité de bandes conductrices rectilignes secondaires 616 sensiblement orthogonales à la bande principale, s'étendant à espacement régulier de part et d'autre de la bande principale 614, depuis les bords longitudinaux de la bande principale 614 jusqu'aux côtés 612a et 612b du rectangle 612. Les longueurs des bandes conductrices secondaires 616 du motif 610 sont toutes du même ordre de grandeur. A titre d'exemple, les longueurs des bandes conductrices secondaires 616 du motif sont toutes égales à plus ou moins 30% près.

[0106] Ainsi, un avantage du motif conducteur élémentaire 610 de la figure 10 est que toutes les charges collectées par les bandes conductrices secondaires 616 en périphérie du rectangle 612 parcourent sensiblement la même distance via les bandes conductrices secondaires 616 avant d'atteindre la bande conductrice principale 614. Il en résulte une collecte particulièrement efficace des porteurs générés par la lumière en surface de la cellule et une répartition particulièrement homogène du courant collecté, ce qui permet d'améliorer le rendement de la cellule.

[0107] Une structure collectrice identique ou similaire à la structure 108 de la figure 10 peut également être utilisée comme structure collectrice de face arrière 110 d'une cellule photovoltaïque.

[0108] La cellule photovoltaïque 602 de la figure 10 peut être utilisée dans tout type d'assemblage de cellules photovoltaïques. A titre d'exemple, la cellule 602 peut être utilisée dans un assemblage du type décrit en relation avec la figure 1, auquel cas des plots de connexion 114 peuvent être disposés sur et en contact avec la face supérieure de la bande conductrice principale 614 de chaque motif conducteur élémentaire 610 de la structure collectrice 108, par exemple au voisinage du côté 612c du motif. A titre de variante, la

B17642 - sans soudure cellule 602 peut être utilisée dans un assemblage du type décrit en relation avec la figure 3 ou 4, ou encore dans un assemblage du type décrit en relation avec la figure 9, auquel cas les plots de connexion 114 peuvent être omis.

[0109] La figure 11 illustre un exemple d'un dispositif photovoltaïque 700 selon un quatrième mode de réalisation. La figure 11 comprend une vue (A) et une vue (B) du dispositif. La vue (A) est une vue en perspective schématique de la face avant du dispositif, et la vue (B) est une vue en coupe partielle agrandie du dispositif selon le plan B-B de la figure (A).

[0110] Le dispositif 700 de la figure 11 a la forme d'une plaque ondulée, et comporte une pluralité de cellules élémentaire 702 connectées en série. Les cellules élémentaires 702 du dispositif 700 sont par exemple des cellules identiques ou similaires aux cellules 102, connectées en série par des éléments conducteurs de façon similaire à ce qui a été décrit en relation avec la figure 1.

A titre de variante, les cellules élémentaires 702 du dispositif 700 sont des cellules identiques ou similaires aux cellules 302, connectées en série par des nappes conductrices ajourées de façon similaire à ce qui a été décrit en relation avec les figures 3 à 8. Les cellules élémentaires 702 du dispositif 700 peuvent aussi être des cellules identiques ou similaires à la cellule 602 de la figure 10, connectées en série par des rubans conducteurs ou par des nappes conductrices ajourées.

[0111] Dans l'exemple de la figure 11, la direction des ondulations du dispositif 700 est parallèle à la longueur de l'assemblage de cellules 702. Autrement dit, les cellules élémentaires 7 02 sont légèrement courbées dans le sens de leur longueur de façon à épouser la courbure du dispositif, mais ne sont pas courbées dans le sens de leur largeur.

B17642 - sans soudure [0112] De préférence, la longueur de chaque cellule est relativement faible par rapport au rayon de courbure minimal du dispositif, par exemple comprise entre un dixième et un vingtième du rayon de courbure minimal de la plaque pour des cellules d'épaisseur de l'ordre de 200 pm. De cette façon, la courbure des cellules 702 reste limitée. On pourra toutefois prévoir d'utiliser des cellules plus fines, par exemple d'épaisseur comprise entre 80 et 120 pm, de façon à pouvoir augmenter leur longueur. A titre d'exemple, pour des cellules d'épaisseur de l'ordre de 80 pm, la longueur des cellules peut être comprise entre un tiers et un cinquième du rayon de courbure minimal de la plaque.

[0113] Dans l'exemple de la figure 11, le dispositif comprend une plaque de protection de face avant ondulée 704 transparente, par exemple en verre ou en plexiglas, et une plaque de protection de face arrière ondulée 706 transparente ou opaque. Au moins l'une des plaques de protection 704 et 706 est une plaque rigide, de façon à obtenir un panneau photovoltaïque en forme de plaque ondulée rigide.

[0114] A titre d'exemple, les plaques protectrices 704 et 706 peuvent être fixées l'une à l'autre et à l'assemblage de cellules photovoltaïques 702 par un procédé de lamination. Plus généralement, tout autre procédé adapté peut être utilisé Un matériau de collage et/ou de remplissage, non représenté, peut éventuellement être prévu entre les plaques protectrices 704 et 706, notamment à la périphérie de l'assemblage pour assurer l'étanchéité de l'assemblage.

[0115] Sur la vue (B) de la figure 11, on a représenté de façon schématique des liaisons de connexion électrique 708 reliant la face avant de chaque cellule à la face arrière de la cellule voisine. Comme indiqué ci-dessus, on comprendra que ces liaisons peuvent correspondre à des éléments conducteurs tel que décrit en relation avec la figure 1, ou

B17642 - sans soudure à des nappes conductrices tel que décrit en relation avec les figures 3 à 8.

[0116] Un avantage du dispositif 700 de la figure 11 est qu'il peut directement être utilisé comme élément de couverture d'un bâtiment, par exemple en remplacement de tuiles ou ardoises traditionnelles. De préférence, la hauteur et l'espacement des ondulations est compatible avec des éléments de couverture traditionnels tels que des tuiles, de façon à pouvoir utiliser le panneau 700 en combinaison avec de tels éléments de couverture traditionnels. A titre d'exemple, la hauteur (ou amplitude) des ondulations est comprise entre 5 et 15 cm, et le pas (ou période) des ondulations est compris entre 15 et 30 cm.

[0117] A titre de variante, le dispositif 700 peut avoir la forme d'une plaque galbée, par exemple de la forme d'une tuile simple (c'est-à-dire comportant une seule période d'ondulation).

[0118] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se limitent pas aux exemples de dimensions et de matériaux mentionnés dans la présente description.

[0119] En outre, bien que les cellules photovoltaïques décrites comprennent chacune une plaque semiconductrice 104 dopée de type P munie, en face avant, d'une couche dopée de type N, a titre de variante, chaque cellule peut comprendre une plaque semiconductrice dopée de type N munie, en face avant d'une couche dopée de type P.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif photovoltaïque (600) comportant une juxtaposition de cellules élémentaires (302) connectées en série, dans lequel les cellules (302) se chevauchent de façon qu'une première structure collectrice (108) en face avant d'une première cellule soit directement en contact, mécaniquement et électriquement, avec une deuxième structure collectrice (110) en face arrière d'une deuxième cellule, les première (108) et deuxième (110) structures collectrices n'étant pas fixées l'une à l'autre.
2. Dispositif (600) selon la revendication 1, dans lequel la première structure collectrice (108) est formée dans une première couche métallique disposée sur et en contact avec la face avant d'une plaque semiconductrice (104) de la première cellule (302), et la deuxième structure collectrice (110) est formée dans une deuxième couche métallique disposée sous et en contact avec la face arrière d'une plaque semiconductrice (104) de la deuxième cellule (302) .
3. Dispositif (600) selon la revendication 2, dans lequel la première structure collectrice (108) est un motif conducteur discontinu formé dans la première couche métallique.
4. Dispositif (600) selon la revendication 2, dans lequel la première structure collectrice (108) est un motif conducteur continu formé dans la première couche métallique
5. Dispositif (600) selon la revendication 4, dans lequel le motif conducteur de la première structure collectrice (108) est en forme de peigne.
6. Dispositif (600) selon la revendication première structure collectrice (108)

4, dans lequel la comprend une ou

B17642 - sans soudure plusieurs occurrences d'un motif conducteur élémentaire (610) s'inscrivant, en vue de dessus, dans un rectangle (612) et comprenant :

au moins une bande conductrice principale (614) rectiligne s'étendant depuis le milieu d'un premier côté (612c) du rectangle (612), orthogonalement audit premier côté (612c) et en direction d'un deuxième coté (612d) du rectangle (612) opposé au premier côté, sur environ la moitié de la dimension du rectangle (612) dans ladite direction ; et

- une pluralité de bandes conductrices secondaires (616) s'étendant depuis les bords longitudinaux et depuis l'extrémité opposée au premier côté (612c) de la bande conductrice principale (614), jusqu'au deuxième côté (612d) et jusqu'à des troisième (612a) et quatrième (612b) côtés du rectangle (612) orthogonaux aux premier (612c) et deuxième (612d) côtés.
7. Dispositif (600) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel la deuxième structure collectrice (110) est une couche continue s'étendant sur toute la face arrière de la plaque semiconductrice (104) de la deuxième cellule.
8. Dispositif (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel, dans chaque cellule (302), la plaque semiconductrice (104) est une plaque dopée d'un premier type de conductivité comprenant une couche (106) dopée du second type de conductivité située du côté de la face avant de la cellule.
9. Dispositif (600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les cellules élémentaires (302) sont disposées entre une plaque de protection de face avant

35 B17642 - sans soudure transparente (306) et une plaque de protection de face arrière (308) .