FR3140207A1 - METHOD FOR BONDING AN INTERCONNECTION ELEMENT TO A PHOTOVOLTAIC CELL AND ASSOCIATED DEVICE - Google Patents
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Abstract
PROCÉDÉ DE COLLAGE D’UN ÉLÉMENT D’INTERCONNEXION SUR UNE CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE ET DISPOSITIF ASSOCIÉ Un aspect de l’invention concerne un procédé de collage d’un élément d’interconnexion (INTR) sur une cellule photovoltaïque comprenant les étapes de : déposer un film (F1) d’adhésif électriquement conducteur sur l’élément d’interconnexion (INTR) ; etdéposer l’élément d’interconnexion (INTR) sur la cellule photovoltaïque (CELL1), le film (F1) d’adhésif électriquement conducteur étant disposé au contact de la cellule photovoltaïque (CELL1). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 5METHOD FOR BONDING AN INTERCONNECTION ELEMENT TO A PHOTOVOLTAIC CELL AND ASSOCIATED DEVICE One aspect of the invention relates to a method for bonding an interconnection element (INTR) to a photovoltaic cell comprising the steps of: depositing a film (F1) electrically conductive adhesive on the interconnecting element (INTR); anddepositing the interconnection element (INTR) on the photovoltaic cell (CELL1), the film (F1) of electrically conductive adhesive being placed in contact with the photovoltaic cell (CELL1). Figure to be published with the abstract: Figure 5
Description
Le domaine technique de l’invention est celui de l’interconnexion de cellules photovoltaïques et en particulier la connexion d’un élément d’interconnexion sur les cellules photovoltaïques.The technical field of the invention is that of the interconnection of photovoltaic cells and in particular the connection of an interconnection element on the photovoltaic cells.
Un module photovoltaïque terrestre est constitué de cellules photovoltaïques, également dites « solaires », électriquement connectées les unes aux autres (par exemple en série), également dit « interconnectées », et encapsulées dans un empilement de matériaux tels que des polymères et/ou du verre. Cet empilement protège les cellules photovoltaïques de l’environnement extérieur tout en conservant leur fonction de conversion photoélectrique.A terrestrial photovoltaic module is made up of photovoltaic cells, also called "solar", electrically connected to each other (for example in series), also called "interconnected", and encapsulated in a stack of materials such as polymers and/or carbon. glass. This stack protects the photovoltaic cells from the external environment while maintaining their photoelectric conversion function.
Les technologies d’interconnexion sont variées et généralement adaptées aux technologies de cellules photovoltaïque utilisées pour la création du module photovoltaïque ciblé. La façon dont les cellules sont interconnectées entre elles peut permettre d’améliorer les performances du module produit, indépendamment des performances intrinsèques des cellules, en réduisant les pertes dites « CTM » pour « cell to module » en anglais. La technologie d’interconnexion la plus répandue à l’heure actuelle est la soudure de rubans de cuivre gainé sur des pistes conductrices à la surface des cellules, dites « busbars », ces busbars étant créés au préalable lors d’une étape de métallisation de la cellule. Par « gainé », on entend que chaque ruban de cuivre est revêtu d’un alliage fusible pouvant fondre à de relativement basses températures, par exemple inférieures à 250 °C. Il s’agit par exemple d’un alliage contenant de l’étain (c’est la raison pour laquelle la dénomination « ruban étamé » est souvent employée) Les busbars sont généralement réalisées par sérigraphie d’une encre électriquement conductrice sur les faces avant et/ou arrière des cellules. Les cellules peuvent être connectées entre elles en série, à l’aide des rubans de cuivre qui sont soudés sur les busbars présents sur les faces avant et/ou arrière des cellules. Si l’un des modes de réalisation, dit « 3BB » pour « trois busbars » a été prédominant sur le marché, l’augmentation du nombre de busbar présente un intérêt croissant. Quatre, six, voire huit busbars sont envisagées à l’heure actuelle. L’ajout de busbars permet d’augmenter la puissance électrique du module. La redondance entre les busbars permet également de réduire les pertes électriques si un des busbars vient à se rompre, les courants électriques étant déviés vers les busbars intacts.Interconnection technologies are varied and generally adapted to the photovoltaic cell technologies used to create the targeted photovoltaic module. The way in which the cells are interconnected can make it possible to improve the performance of the module produced, independently of the intrinsic performance of the cells, by reducing the so-called “CTM” losses for “cell to module” in English. The most widespread interconnection technology at present is the soldering of sheathed copper ribbons on conductive tracks on the surface of the cells, called “busbars”, these busbars being created beforehand during a metallization step of the cell. By “sheathed” we mean that each copper strip is coated with a fusible alloy that can melt at relatively low temperatures, for example below 250°C. This is for example an alloy containing tin (this is the reason why the name “tin-plated ribbon” is often used) Busbars are generally made by screen printing an electrically conductive ink on the front faces and/or rear of the cells. The cells can be connected together in series, using copper ribbons which are soldered to the busbars present on the front and/or rear faces of the cells. If one of the embodiments, called “3BB” for “three busbars” has been predominant on the market, increasing the number of busbars is of growing interest. Four, six, even eight busbars are currently being considered. Adding busbars increases the electrical power of the module. The redundancy between the busbars also makes it possible to reduce electrical losses if one of the busbars breaks, the electrical currents being diverted towards the intact busbars.
Alternativement aux rubans de cuivre, des conducteurs filaires en cuivre, dit « fils » ou « wires » en anglais, sont également utilisés pour interconnecter les cellules. Les fils offrent, du fait de leur section circulaire, un ombrage réduit sur les cellules. Les fils peuvent être soudés sur les cellules pour réaliser le rôle de moyen de transport des courants électriques et pour servir également de busbars. Pour cela, des plots en pâte d’argent, destinés à être soudés aux fils, sont préalablement sérigraphiés sur les cellules. La soudure des fils est alors réalisée au moyen d’un alliage tel que le SnPb ou SnPbAg ou un alliage métallique contenant du Bi (qui a pour effet d’abaisser la température du point de fusion de l’alliage). Les plots sont disposés à l’intersection entre les électrodes de collecte s’étendant sur les cellules photovoltaïques. Cette manière de faire permet de souder un nombre élevé de fils sur une cellule, par exemple douze ou quinze fils.As an alternative to copper ribbons, copper wire conductors, called “wires” in English, are also used to interconnect cells. The wires offer, due to their circular section, reduced shading on the cells. The wires can be soldered onto the cells to act as a means of transporting electrical currents and to also serve as busbars. To do this, silver paste pads, intended to be soldered to the wires, are first screen-printed on the cells. The wires are then welded using an alloy such as SnPb or SnPbAg or a metal alloy containing Bi (which has the effect of lowering the melting point temperature of the alloy). The pads are arranged at the intersection between the collection electrodes extending over the photovoltaic cells. This way of doing things makes it possible to weld a large number of wires on a cell, for example twelve or fifteen wires.
La soudure en tant que telle, et par exemple au moyen de SnPbAg, présente toutefois un inconvénient pour les cellules à hétérojonction de silicium. En effet, la soudure peut nécessiter un traitement thermique à une température supérieure ou égale à 200 °C. Certains types de cellules, telles que les cellules à hétérojonction de silicium, peuvent être dégradées à ces températures. Les alliages contenant du Bi peuvent permettre une soudure à une température inférieure à 200 °C, n’endommageant pas la cellule. En revanche, les alliages à base de Bi moins ductiles peuvent conduire à des soudures manquant de fiabilité car cassantes.Soldering as such, for example using SnPbAg, however, presents a disadvantage for silicon heterojunction cells. Indeed, the solder may require heat treatment at a temperature greater than or equal to 200°C. Certain cell types, such as silicon heterojunction cells, can be degraded at these temperatures. Alloys containing Bi can allow welding at temperatures below 200°C, without damaging the cell. On the other hand, less ductile Bi-based alloys can lead to welds lacking in reliability because they are brittle.
Afin de remédier à ce problème, la soudure peut être remplacée par un collage. Le collage est par exemple réalisé au moyen d’un adhésif électriquement conducteur, dit « ECA » pour « « Electrical Conductive Adhesive » en anglais. Il s’agit d’un matériau sous forme de pâte, composé d’éléments métalliques (tels que des particules d’argent ou de cuivre) dispersés dans une matrice à base de polymères ou de silicone. L’adhésif électriquement conducteur (que l’on appellera simplement adhésif) présente la particularité de pouvoir réticuler (autrement dit durcir) sous l’effet d’une température inférieure à 200 °C. L’adhésif permet de réaliser un contact électrique et mécanique entre les cellules solaires et les fils conducteurs. L’adhésif également plus souple que les soudures. Il permet donc de réaliser des interconnections plus fiables. Par ailleurs l’adhésif peut également adhérer sur des zones non-métallisées. Ceci permet d’éviter de réaliser des métallisations de grandes surfaces telles que des busbars, le contact électrique pouvant être satisfait par de petites surfaces métallisées, par exemple égale à la surface d’un conducteur de collecte.To remedy this problem, welding can be replaced by bonding. Bonding is for example carried out using an electrically conductive adhesive, called “ECA” for “Electrical Conductive Adhesive” in English. It is a material in the form of a paste, composed of metallic elements (such as silver or copper particles) dispersed in a matrix based on polymers or silicone. The electrically conductive adhesive (which we will simply call adhesive) has the particularity of being able to crosslink (in other words harden) under the effect of a temperature below 200°C. The adhesive makes it possible to make electrical and mechanical contact between the solar cells and the conductive wires. The adhesive is also more flexible than the welds. It therefore makes it possible to create more reliable interconnections. Furthermore, the adhesive can also adhere to non-metallized areas. This makes it possible to avoid making metallizations of large surfaces such as busbars, the electrical contact being able to be satisfied by small metallized surfaces, for example equal to the surface of a collection conductor.
Un adhésif peut être déposé sur une cellule photovoltaïque par sérigraphie. Ce procédé consiste à étaler l’adhésif sur une cellule en faisant passer l’adhésif à travers un masque. Le masque correspond par exemple à un motif négatif. Il peut s’agir d’un maillage (ou d’une toile) recouvert d’une résine qui étanchéifie localement le maillage. Le masque peut également être un pochoir composé d’une fine plaque de métal ouverte localement à l’endroit où l’adhésif doit être déposé.An adhesive can be deposited on a photovoltaic cell by screen printing. This process involves spreading the adhesive onto a cell by passing the adhesive through a mask. The mask corresponds for example to a negative pattern. It may be a mesh (or canvas) covered with a resin which locally seals the mesh. The mask can also be a stencil made up of a thin metal plate opened locally where the adhesive is to be deposited.
Dans un procédé de collage de rubans ou de fils conducteurs sur un cellule, les portions d’adhésif sont déposées sur la cellule et les rubans ou fils conducteurs sont ensuite déposés sur les portions d’adhésif. Afin de réaliser le collage, les portions d’adhésif sont dimensionnées pour compenser une erreur d’alignement des rubans ou fils conducteurs lors de leur mise en contact. Par exemple, pour un fil fin, présentant un diamètre inférieur à 500 µm, par exemple de 350 µm, les portions d’adhésif présenteront par exemple une largeur d’environ 800 µm (offrant ainsi 225 µm d’erreur d’alignement de chaque côté du fil). Il en résulte deux inconvénients majeurs d’un côté :
- une ombre portée plus large que le fil d’autant que cette surface métallisée plane conduit à un ombrage effectif de 100 % de sa largeur alors que le fil cylindrique présente un ombrage effectif correspondant à 70 % de sa largeur (du fait de réflexions sur sa surface courbe) ce qui réduit la puissance électrique (ou le rendement de production) du module ; et de l’autre
- une consommation excessive d’adhésif.
- a shadow cast wider than the wire especially since this flat metallized surface leads to effective shading of 100% of its width whereas the cylindrical wire presents effective shading corresponding to 70% of its width (due to reflections on its curved surface) which reduces the electrical power (or production efficiency) of the module; and on the other
- excessive consumption of adhesive.
Le domaine de la production de l’énergie photovoltaïque vise à diminuer la consommation des particules nécessaires à l’élaboration des adhésifs et en particulier des particules d’argent qui sont utilisées pour réaliser les adhésifs. L’industrie photovoltaïque mondiale consomme en 2022 plus de 10 % de l’argent produit mondialement pour une production électrique annuelle de l’ordre de 100 GW. La consommation actuelle d’argent par unité de puissance électrique est estimée entre 25 mg et 40 mg d’argent par Watt.The field of photovoltaic energy production aims to reduce the consumption of particles necessary for the production of adhesives and in particular silver particles which are used to make adhesives. In 2022, the global photovoltaic industry will consume more than 10% of the money produced globally for an annual electricity production of around 100 GW. Current consumption of silver per unit of electrical power is estimated between 25 mg and 40 mg of silver per Watt.
Il est attendu que cette consommation diminue dans les années futurs. Toutefois, en considérant une consommation d’argent de 5 mg/W d’ici 2035 et pour une production électrique annuelle de 3 TW, des estimations indique que l’industrie photovoltaïque consommera alors plus de 50 % de l’argent produit mondialement. Des efforts particuliers sont donc réalisés pour réduire davantage la consommation d’argent par unité de puissance électrique avec un objectif d’environ 2 mg/W d’ici 2035.It is expected that this consumption will decrease in future years. However, considering a silver consumption of 5 mg/W by 2035 and for an annual electricity production of 3 TW, estimates indicate that the photovoltaic industry will then consume more than 50% of the silver produced worldwide. Special efforts are therefore being made to further reduce the consumption of silver per unit of electrical power with a target of around 2 mg/W by 2035.
L’argent est utilisé pour réaliser les adhésifs et également pour former des électrodes de collecte sur la surface des cellules photovoltaïque. Les adhésifs ont des teneurs en argent élevées, par exemple de l’ordre de 50 % (en poids). Les électrodes ont des teneurs en argent encore plus élevées, dépassant 90 % d’argent pour des métallisations des cellules à hétérojonctions utilisant des pâtes dites « basse température » (recuit à une température d’environ 200 °C au lieu de températures supérieures à 700 °C).Silver is used to make adhesives and also to form collection electrodes on the surface of photovoltaic cells. Adhesives have high silver contents, for example around 50% (by weight). The electrodes have even higher silver contents, exceeding 90% silver for heterojunction cell metallizations using so-called “low temperature” pastes (annealing at a temperature of around 200 °C instead of temperatures above 700 °C).
Il existe donc un besoin de réduire la quantité de pâte utilisée pour la métallisation ainsi que la quantité d’adhésif électriquement conducteur consommé pour l’interconnexion des cellules photovoltaïques.There is therefore a need to reduce the quantity of paste used for metallization as well as the quantity of electrically conductive adhesive consumed for the interconnection of photovoltaic cells.
L’invention répond au problème précité en ce qu’elle propose un procédé de collage d’au moins un élément d’interconnexion sur une première cellule photovoltaïque, le procédé comprenant successivement les étapes suivantes :
- déposer un premier film d’adhésif électriquement conducteur sur chaque élément d’interconnexion ;
- déposer chaque élément d’interconnexion sur la première cellule photovoltaïque, le premier film d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion étant disposé au contact de la première cellule photovoltaïque.
- deposit a first film of electrically conductive adhesive on each interconnection element;
- deposit each interconnection element on the first photovoltaic cell, the first electrically conductive adhesive film of each interconnection element being placed in contact with the first photovoltaic cell.
Le procédé permet de supprimer le besoin de dimensionner des portions d’adhésif électriquement conducteur (que l’on nommera également simplement « adhésif ») qui soient suffisamment large pour compenser une erreur d’alignement de l’élément d’interconnexion. Il en résulte une réduction de la consommation d’adhésif (et donc une réduction de la consommation d’argent nécessaire à l’élaboration de l’adhésif). De plus, l’ombre portée sur la cellule est réduite. L’invention offre un avantage complémentaire en ce qu’elle permet également de supprimer les équipements de sérigraphie d’adhésif nécessaires au dépôt de l’adhésif sur les cellules photovoltaïques, ce qui simplifie l’interconnexion des cellules photovoltaïques et réduit également la surface utile (en termes de surface d’équipements) nécessaire à l’interconnexion des cellules. Il en résulte également une baisse du coût correspondant à l’interconnexion des cellules qui se répercute également sur le coût de fabrication d’un module photovoltaïque.The method eliminates the need to size portions of electrically conductive adhesive (which we will also simply call "adhesive") which are sufficiently large to compensate for an alignment error of the interconnection element. This results in a reduction in adhesive consumption (and therefore a reduction in the consumption of money required to produce the adhesive). In addition, the shadow cast on the cell is reduced. The invention offers a complementary advantage in that it also makes it possible to eliminate the adhesive screen printing equipment necessary for depositing the adhesive on the photovoltaic cells, which simplifies the interconnection of the photovoltaic cells and also reduces the useful surface area. (in terms of equipment surface area) necessary for the interconnection of cells. This also results in a reduction in the cost corresponding to the interconnection of cells which also has an impact on the cost of manufacturing a photovoltaic module.
Préférentiellement, la première cellule comprend des électrodes de collecte parallèles entre elles, chaque élément d’interconnexion étant déposé de manière non-parallèle aux électrodes de collecte, le premier film d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion étant disposé au contact d’au moins une des électrodes de collecte de la première cellule photovoltaïque.Preferably, the first cell comprises collection electrodes parallel to each other, each interconnection element being deposited non-parallel to the collection electrodes, the first electrically conductive adhesive film of each interconnection element being placed in contact with at least one of the collection electrodes of the first photovoltaic cell.
Préférentiellement, chaque électrode de collecte présente une largeur constante. La largeur d’une électrode de collecte est mesurée parallèlement à un plan dans lequel s’étend la première cellule photovoltaïque. Elle correspond par exemple à la plus petite dimension mesurée.Preferably, each collection electrode has a constant width. The width of a collection electrode is measured parallel to a plane in which the first photovoltaic cell extends. It corresponds for example to the smallest dimension measured.
Préférentiellement, pour chaque élément d’interconnexion, le premier film d’adhésif électriquement conducteur présente une largeur inférieure ou égale à la largeur dudit élément d’interconnexion et préférentiellement inférieure ou égale à la moitié de la largeur dudit élément d’interconnexion. La largeur du premier film d’adhésif électriquement conducteur et la largeur dudit élément d’interconnexion sont mesurées parallèlement au plan dans lequel s’étend la première cellule photovoltaïque et perpendiculairement à une direction selon laquelle s’étend ledit élément d’interconnexion.Preferably, for each interconnection element, the first electrically conductive adhesive film has a width less than or equal to the width of said interconnection element and preferably less than or equal to half the width of said interconnection element. The width of the first electrically conductive adhesive film and the width of said interconnection element are measured parallel to the plane in which the first photovoltaic cell extends and perpendicular to a direction in which said interconnection element extends.
Préférentiellement, pour chaque élément d’interconnexion, le premier film d’adhésif électriquement conducteur s’étend sur une première longueur de l’élément d’interconnexion, préférentiellement comprise entre 30 % et 50% de la longueur totale de chaque élément d’interconnexion.Preferably, for each interconnection element, the first electrically conductive adhesive film extends over a first length of the interconnection element, preferably between 30% and 50% of the total length of each interconnection element. .
Le premier film d’adhésif électriquement conducteur est préférentiellement continu sur toute la première longueur.The first electrically conductive adhesive film is preferably continuous over the entire first length.
Le premier film d’adhésif électriquement conducteur est avantageusement discontinu, le premier film d’adhésif électriquement conducteur comprenant des portions d’adhésif électriquement conducteur distribuées sur toute la première longueur de l’élément d’interconnexion.The first electrically conductive adhesive film is advantageously discontinuous, the first electrically conductive adhesive film comprising portions of electrically conductive adhesive distributed over the entire first length of the interconnection element.
Avantageusement, pour chaque élément d’interconnexion, les portions du premier d’adhésif électriquement conducteur sont réparties sur toute la première longueur de sorte que chaque portion d’adhésif électriquement conducteur soit en contact avec au moins une des électrodes de collecte de la première cellule photovoltaïque et de préférence avec une seule des électrodes de collecte de la première cellule photovoltaïque.Advantageously, for each interconnection element, the portions of the first electrically conductive adhesive are distributed over the entire first length so that each portion of electrically conductive adhesive is in contact with at least one of the collection electrodes of the first cell photovoltaic and preferably with only one of the collection electrodes of the first photovoltaic cell.
Avantageusement, le procédé comprend une étape d’agencement de chaque élément d’interconnexion de sorte que le premier film d’adhésif électriquement conducteur soit en regard de la première cellule photovoltaïque, l’étape de dépôt du premier film d’adhésif électriquement conducteur étant préférentiellement réalisée simultanément à cette étape d’agencement.Advantageously, the method comprises a step of arranging each interconnection element so that the first electrically conductive adhesive film faces the first photovoltaic cell, the step of depositing the first electrically conductive adhesive film being preferably carried out simultaneously with this arrangement step.
Préférentiellement, le procédé comprend les étapes complémentaires suivantes :
- déposer un deuxième film d’adhésif électriquement conducteur sur chaque élément d’interconnexion, le deuxième film étant distant du premier film ;
- déposer chaque élément d’interconnexion sur une deuxième cellule photovoltaïque, le deuxième film d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion étant disposé au contact de la deuxième cellule photovoltaïque.
- depositing a second film of electrically conductive adhesive on each interconnecting element, the second film being spaced from the first film;
- deposit each interconnection element on a second photovoltaic cell, the second electrically conductive adhesive film of each interconnection element being placed in contact with the second photovoltaic cell.
Préférentiellement, le dépôt du deuxième film d’adhésif électriquement conducteur est réalisé simultanément au dépôt du premier film d’adhésif électriquement conducteur.Preferably, the deposition of the second electrically conductive adhesive film is carried out simultaneously with the deposition of the first electrically conductive adhesive film.
L’invention concerne également un dispositif de collage d’au moins un élément d’interconnexion sur une première cellule photovoltaïque comprenant :
- au moins un applicateur d’adhésif électriquement conducteur ;
- des moyens de préhension et de guidage de l’élément d’interconnexion ;
- des moyens de support de la première cellule photovoltaïque ; et
- des moyens configurés pour exécuter les étapes du procédé de collage selon l’invention.
- at least one electrically conductive adhesive applicator;
- means for gripping and guiding the interconnection element;
- means for supporting the first photovoltaic cell; And
- means configured to execute the steps of the bonding process according to the invention.
L’invention concerne en outre un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le dispositif selon l’invention à exécuter les étapes du procédé selon l’invention.The invention further relates to a computer program comprising instructions which cause the device according to the invention to execute the steps of the method according to the invention.
L’invention concerne aussi un support lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur précité.The invention also relates to a computer-readable medium, on which the aforementioned computer program is recorded.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.The invention and its various applications will be better understood on reading the following description and examining the accompanying figures.
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.The figures are presented for information purposes only and in no way limit the invention. Unless otherwise specified, the same element appearing in different figures presents a unique reference.
La
- déposer PROC1 un premier film F1 d’adhésif électriquement conducteur sur chaque élément d’interconnexion INTR ; et ensuite
- déposer PROC5 chaque élément d’interconnexion INTR, comprenant un premier film F1 d’adhésif, sur la première cellule photovoltaïque CELL1, le premier film F1 d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion INTR étant disposé au contact de la première cellule photovoltaïque CELL1.
- deposit PROC1 a first film F1 of electrically conductive adhesive on each interconnection element INTR; after that
- deposit PROC5 each INTR interconnection element, comprising a first adhesive film F1, on the first photovoltaic cell CELL1, the first electrically conductive adhesive film F1 of each INTR interconnection element being placed in contact with the first photovoltaic cell CELL1.
Afin de simplifier la description et sauf mention contraire, on nommera adhésif électriquement conducteur simplement « adhésif ».In order to simplify the description and unless otherwise stated, we will call electrically conductive adhesive simply “adhesive”.
Grâce à l’adhésif d’abord déposé sur chaque élément d’interconnexion INTR, il n’y a plus de contrainte sur l’alignement latéral des éléments d’interconnexion.Thanks to the adhesive first deposited on each INTR interconnection element, there is no longer any constraint on the lateral alignment of the interconnection elements.
De plus, puisqu’il n’est plus nécessaire de déposer de larges portions d’adhésif pour réaliser le collage, la consommation d’adhésif s’en trouve donc réduite, et avec elle la consommation de matériau conducteur tel que l’argent. L’ombre portée de l’adhésif (qui est opaque) est également réduite.In addition, since it is no longer necessary to deposit large portions of adhesive to achieve bonding, adhesive consumption is reduced, and with it the consumption of conductive material such as silver. The cast shadow of the adhesive (which is opaque) is also reduced.
Les
Dans l’exemple illustré, l’élément d’interconnexion INTR est un fil conducteur comprenant deux parties s’étendant chacune selon la direction X, séparées par un coude ELB. Un tel élément d’interconnexion peut être utilisé pour interconnecter deux cellules photovoltaïques entre elles, tout en offrant un espace entre les cellules qui soit faible (notamment grâce au coude ELB). Dans l’exemple illustré, l’élément d’interconnexion INTR présente une section circulaire de diamètre D.In the example illustrated, the interconnection element INTR is a conductive wire comprising two parts each extending in direction X, separated by an elbow ELB. Such an interconnection element can be used to interconnect two photovoltaic cells together, while providing a small space between the cells (in particular thanks to the ELB elbow). In the example illustrated, the interconnection element INTR has a circular section of diameter D.
Le premier film F1 d’adhésif s’étend sur une partie de la surface de l’élément d’interconnexion. En l’occurrence, il s’étend sous l’élément d’interconnexion INTR. Il s’étend sur une première longueur L1 le long dudit élément INTR (mesurée ici selon la direction X). Le premier film F1 peut s’étendre depuis une extrémité de l’élément INTR et en direction du coude ELB. Dans l’exemple illustré, il est distant de ladite extrémité, de deux à dix millimètres, et s’étend, selon la direction X, en direction du coude ELB.The first adhesive film F1 extends over part of the surface of the interconnection element. In this case, it extends under the INTR interconnection element. It extends over a first length L1 along said element INTR (measured here in direction X). The first film F1 can extend from one end of the element INTR and towards the elbow ELB. In the example illustrated, it is distant from said end, from two to ten millimeters, and extends, in direction X, towards the ELB elbow.
La première longueur L1 est préférentiellement inférieure à 50 % de la longueur totale L de l’élément d’interconnexion INTR. Dans un mode de mise en œuvre, l’élément d’interconnexion INTR peut ne pas être coupé avant le dépôt du premier film F1. La longueur totale L de l’élément d’interconnexion INTR à considérer est alors avantageusement la longueur prévue dudit élément d’interconnexion INTR. La première longueur L1 est préférentiellement supérieure à 30 % de la longueur totale L de l’élément d’interconnexion INTR.The first length L1 is preferably less than 50% of the total length L of the interconnection element INTR. In one implementation mode, the interconnection element INTR may not be cut before depositing the first film F1. The total length L of the interconnection element INTR to be considered is then advantageously the planned length of said interconnection element INTR. The first length L1 is preferably greater than 30% of the total length L of the interconnection element INTR.
La
Dans un cas limite, le premier film F1 d’adhésif pourrait enrober toute la surface de l’élément d’interconnexion INTR (sur la première longueur L1). Il s’agirait d’un angle plan
Le premier film F1 peut présenter une épaisseur H1 pouvant être comprise entre 10 µm et 50 µm. Le premier film F1 présente une largeur W1 (tenant compte de son épaisseur H1), mesurée selon la direction Y. Il est préférable que la largeur W1 soit dimensionnée de manière à offrir une surface S1 suffisamment grande pour obtenir un collage maximal, tout en évitant d’augmenter l’ombrage effectif de l’élément d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1. En effet, l’adhésif peut être peu transparent voire opaque. Il est donc préférable que W1 ≤ D. La largeur W1 peut être comprise entre 15%×D et 100%×D. Par exemple, pour un élément d’interconnexion filaire, de diamètre D = 350 µm, la largeur W1 du film F1 est comprise entre 50 µm et 350 µm, idéalement comprise entre 100 et 175 µm. Selon un autre exemple, pour un élément d’interconnexion filaire, de diamètre D = 500 µm, la largeur W1 du film F1 est comprise entre 150 µm et 500 µm. Selon un troisième exemple, pour un diamètre de D = 250 µm, la largeur W1 du film F1 peut être comprise entre 60 µm et 125 µm.The first film F1 may have a thickness H1 which may be between 10 µm and 50 µm. The first film F1 has a width W1 (taking into account its thickness H1), measured in the direction Y. It is preferable that the width W1 is dimensioned so as to offer a surface S1 large enough to obtain maximum bonding, while avoiding to increase the effective shading of the interconnection element INTR on the first cell CELL1. In fact, the adhesive may not be very transparent or even opaque. It is therefore preferable that W1 ≤ D. The width W1 can be between 15%×D and 100%×D. For example, for a wire interconnection element, with a diameter D = 350 µm, the width W1 of the film F1 is between 50 µm and 350 µm, ideally between 100 and 175 µm. According to another example, for a wire interconnection element, of diameter D = 500 µm, the width W1 of the film F1 is between 150 µm and 500 µm. According to a third example, for a diameter of D = 250 µm, the width W1 of the film F1 can be between 60 µm and 125 µm.
De manière préférée, la largeur W1 est telle que W1 ≤ D/2.Preferably, the width W1 is such that W1 ≤ D/2.
La largeur W1 réduite du premier film F1 est également applicable dans le cas d’un élément INTR de type ruban, suivant les mêmes enseignements, en considérant que le diamètre d’un conducteur circulaire correspond à la largeur de ce dernier. Ainsi, il est donc préférable que la largeur W1 du premier film F1 soit inférieure ou égale à la largeur de l’élément INTR, qu’il soit de type filaire ou de type ruban. La réduction de l’ombrage (en cas de débordement sur les côtés lors du collage) et la réduction de la quantité d’adhésif utilisé implique également que la largeur W1 du premier film F1 est inférieure à la moitié de la largeur de l’élément INTR, qu’il soit de type filaire ou de type ruban.The reduced width W1 of the first film F1 is also applicable in the case of a ribbon type INTR element, following the same teachings, considering that the diameter of a circular conductor corresponds to the width of the latter. Thus, it is preferable that the width W1 of the first film F1 is less than or equal to the width of the element INTR, whether it is of wire type or of ribbon type. Reducing shading (in case of overhang on the sides during gluing) and reducing the amount of adhesive used also means that the width W1 of the first film F1 is less than half the width of the element INTR, whether wired or ribbon type.
La largeur W1 du premier film F1 peut prendre en compte la viscosité de l’adhésif. En effet, ce dernier, une fois déposé sur l’élément d’interconnexion, subit une compétition entre les forces de capillarité et la gravité. Il ne montre donc pas forcément une épaisseur H1 constante. Il peut, par exemple, former une goutte à l’aplomb de l’élément INTR, réduisant la largeur W1 effective de l’adhésif. Le contact de la goutte sur un surface SURF peut également être réalisé sur une largeur W2, mesurée parallèlement à cette surface, qui peut être plus faible que la largeur W1 du film F1. Il est donc préférable que la dépose du premier F1 prenne en compte la largeur W2 afin de déterminer la largeur W1.The width W1 of the first film F1 can take into account the viscosity of the adhesive. Indeed, the latter, once deposited on the interconnection element, undergoes a competition between the forces of capillarity and gravity. It therefore does not necessarily show a constant H1 thickness. It can, for example, form a drop directly above the INTR element, reducing the effective width W1 of the adhesive. The contact of the drop on a SURF surface can also be made over a width W2, measured parallel to this surface, which can be smaller than the width W1 of the film F1. It is therefore preferable that the removal of the first F1 takes into account the width W2 in order to determine the width W1.
La largeur W1 du premier film F1 (et donc le calcul de l’angle plan correspondant) peut également prendre en compte le phénomène de réflexion lumineuse sur l’élément d’interconnexion INTR, notamment lorsque celui-ci est de forme filaire. En effet, l’ombrage effectif peut être réduit grâce à ces réflexions. Il est donc avantageux de privilégier les réflexions. Or, la présence d’adhésif sur les côtés de l’élément d’interconnexion INTR pourrait limiter les réflexions. C’est la raison pour laquelle, la largeur W1 (et par exemple l’angle plan correspondant) est de préférence telle qu’elle limite la présence d’adhésif sur les côtés de l’élément d’interconnexion.The width W1 of the first film F1 (and therefore the calculation of the corresponding plane angle) can also take into account the phenomenon of light reflection on the interconnection element INTR, particularly when it is of wire form. Indeed, the effective shading can be reduced thanks to these reflections. It is therefore advantageous to prioritize reflections. However, the presence of adhesive on the sides of the INTR interconnection element could limit reflections. This is the reason why the width W1 (and for example the corresponding plane angle) is preferably such that it limits the presence of adhesive on the sides of the interconnection element.
L’élément d’interconnexion INTR peut également être un ruban conducteur. Par ruban, on entend un élément présentant une section rectangulaire. Dans ce cas de figure, l’adhésif est avantageusement déposé sur une des faces du ruban à section rectangulaire. La largeur du premier film F1, mesurée selon une direction transverse à l’élément INTR, est donc préférentiellement inférieure ou égale à la largeur de l’élément d’interconnexion INTR. En pratique il est plus aisé de déposer l’adhésif sur toute la largeur pour ne pas avoir à gérer d’alignement lors du dépôt dudit adhésif. La largeur du premier film F1 est donc égale à la largeur du ruban, voire légèrement supérieure si l’adhésif a légèrement débordé sur les flancs du ruban.The INTR interconnection element can also be a conductive ribbon. By ribbon, we mean an element having a rectangular section. In this case, the adhesive is advantageously deposited on one side of the rectangular section tape. The width of the first film F1, measured in a direction transverse to the element INTR, is therefore preferably less than or equal to the width of the interconnection element INTR. In practice it is easier to deposit the adhesive over the entire width so as not to have to manage alignment when applying said adhesive. The width of the first film F1 is therefore equal to the width of the tape, or even slightly greater if the adhesive has slightly overflowed onto the sides of the tape.
La
Ces portions peuvent présenter des longueurs respectives comprise entre 0,2 mm et 1,5 mm (mesurée selon la direction dans laquelle s’étend l’élément, c’est-à-dire selon la direction X dans les figures). Dans un cas particulier, les portions P1, P2, P3, PN peuvent être réparties selon un pas LP constant, par exemple compris entre 0,5 mm et 3 mm. Le pas LP est préférentiellement défini à partir d’un pas selon lequel des conducteurs de collecte, disposés sur une surface à interconnexion, sont répartis. Des portions courtes, peuvent permettre de connecter chaque conducteur de collecte tout en réduisant la quantité d’adhésif mise en œuvre. En revanche, elles peuvent induire une augmentation de la contrainte en termes de précision d’alignement dans le sens des éléments d’interconnexion (lorsque ceux-ci sont déposés sur lesdits conducteurs de collecte). Une variante consiste alors à réaliser des portions d’adhésif plus longues et réparties selon un plan plus important afin de connecter les conducteurs de collecte par groupe, par exemple deux par deux ou par trois, voire plus. Les conducteurs de collecte peuvent également être reliés entre eux, par exemple deux à deux ou trois à trois, par des pistes s’étend, avec les conducteurs de collecte, sur la surface d’interconnexion (les pistes sont par exemple fabriquées en même temps que les conducteurs de collecte. Les portions du premier film F1 peuvent alors être dimensionnées et réparties pour connecter lesdites pistes. Les portions du premier film F1 peuvent également être dimensionnées et réparties pour connecter un conducteur de collecte dans chaque groupe de conducteurs de collecte connectés par une piste.These portions can have respective lengths of between 0.2 mm and 1.5 mm (measured according to the direction in which the element extends, that is to say according to the direction X in the figures). In a particular case, the portions P1, P2, P3, PN can be distributed according to a constant pitch LP, for example between 0.5 mm and 3 mm. The pitch LP is preferably defined from a pitch according to which collection conductors, arranged on an interconnection surface, are distributed. Short portions can allow each collection conductor to be connected while reducing the quantity of adhesive used. On the other hand, they can induce an increase in the constraint in terms of alignment precision in the direction of the interconnection elements (when these are deposited on said collection conductors). A variant then consists of making longer portions of adhesive and distributed along a larger plane in order to connect the collection conductors in groups, for example two by two or three, or even more. The collection conductors can also be connected together, for example two by two or three by three, by tracks extending, with the collection conductors, on the interconnection surface (the tracks are for example manufactured at the same time as the collection conductors. The portions of the first film F1 can then be sized and distributed to connect said tracks. The portions of the first film F1 can also be sized and distributed to connect a collection conductor in each group of collection conductors connected by a track.
La quantité d’adhésif mise en œuvre peut également être minimisée en formant un premier film, continu ou discontinu, présentant une faible épaisseur H1. Elle peut être comprise en 5 µm et 20 µm.The quantity of adhesive used can also be minimized by forming a first film, continuous or discontinuous, having a low thickness H1. It can be included in 5 µm and 20 µm.
La
- deux applicateurs APP1, APP2 d’adhésif ; et
- des moyens spécifiques PREH, GD, CONV permettant le dépôt du premier film F1 et l’agencement de l’élément d’interconnexion INTR et de la première cellule photovoltaïque CELL1 afin de pouvoir réaliser la dépose de l’élément d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1.
- two adhesive applicators APP1, APP2; And
- specific means PREH, GD, CONV allowing the deposition of the first film F1 and the arrangement of the interconnection element INTR and the first photovoltaic cell CELL1 in order to be able to carry out the deposit of the interconnection element INTR on the first cell CELL1.
Le dispositif DISP illustré comprend également un moyen complémentaire, tel qu’un contrôleur CTRL, configuré mettre en œuvre au moins les moyens précités du dispositif DISP. Il est notamment configuré pour permettre la réalisation des différentes étapes du procédé PROC.The DISP device illustrated also includes complementary means, such as a CTRL controller, configured to implement at least the aforementioned means of the DISP device. It is notably configured to allow the various stages of the PROC process to be carried out.
La mise en œuvre l’étape de dépôt PROC1 du film F1 d’adhésif sur chaque élément d’interconnexion INTR va être décrite au moyen du dispositif DISP. Sauf mention contraire, la description se rapporte à un seul élément d’interconnexion INTR. Les enseignements décrits ci-après sont toutefois applicables à plusieurs éléments d’interconnexion INTR traités par exemple en parallèle et/ou simultanément ou alors séquentiellement.The implementation of the PROC1 deposition step of the adhesive film F1 on each INTR interconnection element will be described using the DISP device. Unless otherwise stated, the description relates to a single INTR interconnect element. The lessons described below are however applicable to several INTR interconnection elements processed for example in parallel and/or simultaneously or sequentially.
Le dispositif DISP peut comprendre au moins un dévidoir sur lequel l’élément d’interconnexion INTR, en fil ou ruban, est enroulé. Le dispositif DISP peut également comprendre un mécanisme TNSR de mise en tension de l’élément d’interconnexion INTR qui permet de dérouler les éléments d’interconnexion INTR avec une vitesse continue et maîtrisée. De plus, le mécanisme TNSR de mise en tension permet de contrôler la force de traction appliquée sur l’élément d’interconnexion INTR afin de ne pas le fragiliser ou au moins d’en maîtriser la déformation.The DISP device may include at least one reel on which the INTR interconnection element, made of wire or ribbon, is wound. The DISP device can also include a TNSR mechanism for tensioning the INTR interconnection element which makes it possible to unwind the INTR interconnection elements with a continuous and controlled speed. In addition, the TNSR tensioning mechanism makes it possible to control the traction force applied to the INTR interconnection element in order not to weaken it or at least to control its deformation.
L’élément d’interconnexion INTR est avancé jusqu’à ce que son extrémité atteigne un moyen de préhension PREH. Il s’agit par exemple d’une pince configurée pour attraper une extrémité de l’élément d’interconnexion INTR. Un rouleau ROLL peut permettre d’aligner l’élément d’interconnexion INTR de sorte qu’il atteigne le moyen de préhension PREH sans encombre. Le rouleau ROLL peut également être positionné entre les deux applicateurs APP1, APP2 pour offrir une surface à une position prédéterminée sur laquelle l’élément d’interconnexion INTR prend appui lors du dépôt de l’adhésif.The interconnection element INTR is advanced until its end reaches a gripping means PREH. This is for example a clamp configured to catch one end of the interconnection element INTR. A ROLL roller can help align the INTR interconnection element so that it reaches the PREH gripping means without hindrance. The ROLL roller can also be positioned between the two applicators APP1, APP2 to provide a surface at a predetermined position on which the interconnection element INTR rests when depositing the adhesive.
Le moyen de préhension PREH est également configuré pour tirer l’extrémité de l’élément d’interconnexion INTR entre les deux applicateurs APP1, APP2. Il peut également être configuré pour mettre en contact l’élément d’interconnexion INTR sur un des deux applicateurs APP1, APP2, voire les deux applicateurs APP1, APP2, tour à tour. Des moyens de guidage GD, comprenant un ou plusieurs guides peuvent permettre de conserver l’alignement de l’élément d’interconnexion INTR de sorte qu’il passe devant le premier applicateur APP1, à une position prédéfinie.The gripping means PREH is also configured to pull the end of the interconnection element INTR between the two applicators APP1, APP2. It can also be configured to bring the INTR interconnection element into contact with one of the two applicators APP1, APP2, or even the two applicators APP1, APP2, in turn. Guiding means GD, comprising one or more guides can make it possible to maintain the alignment of the interconnection element INTR so that it passes in front of the first applicator APP1, at a predefined position.
La
De manière alternative, les applicateurs APP1, APP2 peuvent comprendre une zone chargée d’adhésif, que l’on peut appeler « racleur », contre laquelle vient se frotter l’élément d’interconnexion INTR. Cette zone agit ainsi de manière similaire à un pinceau qui dépose une couche constante d’adhésif.Alternatively, the applicators APP1, APP2 can comprise a zone loaded with adhesive, which can be called a “scraper”, against which the interconnection element INTR rubs. This area thus acts similar to a brush which deposits a constant layer of adhesive.
Les applicateurs APP1, APP2 peuvent également comprend des buses par lesquelles peut s’écouler l’adhésif. Alternativement, ces buses peuvent configurées pour asperger l’adhésif sur l’élément d’interconnexion INTR, à la manière d’une impression par jet d’encre.The APP1, APP2 applicators can also include nozzles through which the adhesive can flow. Alternatively, these nozzles can be configured to spray adhesive onto the INTR interconnect element, similar to inkjet printing.
Les applicateurs APP1, APP2 sont préférentiellement configurés pour déposer les premier et deuxième films F1, F2 à des positions prédéterminées de l’élément d’interconnexion INTR et selon des angles plan prédéterminés. Par exemple, dans les
Dans un mode de mise en œuvre alternatif, permettant de former le premier film F1 discontinu de la
La
Les
Dans la
Le procédé PROC, tel qu’illustré par la
Le moyen de préhension PREH et/ou les moyens de guidage GD permettent par exemple de réaliser l’agencement de l’élément d’interconnexion INTR. Le dispositif DISP peut également comprendre des moyens de support CONV. Il s’agit par exemple d’un convoyeur sur lequel est positionné la première cellule CELL1.The gripping means PREH and/or the guiding means GD make it possible, for example, to arrange the interconnection element INTR. The DISP device may also include CONV support means. This is, for example, a conveyor on which the first cell CELL1 is positioned.
Les moyens de préhension PREH, de guidage GD et de support CONV permettent d’agencer l’élément d’interconnexion INTR et la première cellule CELL1 l’un par rapport à l’autre. Le moyen de préhension PREH tire par exemple l’élément d’interconnexion INTR au-dessus de la première cellule CELL1, le premier film F1 étant disposé à l’aplomb de la première cellule CELL1. Dans les exemples illustrés par les
L’étape de dépôt PROC1 du premier film F1 d’adhésif peut être réalisée avant l’étape d’agencement PROC3. Toutefois, il est avantageux que le dépôt PROC1 du premier film F1 soit réalisé simultanément à cette étape d’agencement PROC3. En effet, l’agencement de l’élément d’interconnexion INTR peut comprendre la translation de l’élément d’interconnexion INTR, par le moyen de préhension PREH, en direction de la première cellule CELL1. Dès lors, il est avantageux de profiter de cette translation pour réaliser, au moyen du premier applicateur APP1, le premier film F1. La durée de mobilisation de l’élément d’interconnexion pour réaliser le premier film est ainsi comprise dans la durée de l’étape d’agencement PROC3.The deposition step PROC1 of the first adhesive film F1 can be carried out before the arrangement step PROC3. However, it is advantageous for the PROC1 deposition of the first film F1 to be carried out simultaneously with this PROC3 arrangement step. Indeed, the arrangement of the interconnection element INTR can include the translation of the interconnection element INTR, by the gripping means PREH, towards the first cell CELL1. Therefore, it is advantageous to take advantage of this translation to produce, using the first applicator APP1, the first film F1. The duration of mobilization of the interconnection element to produce the first film is thus included in the duration of the arrangement step PROC3.
Préférentiellement, le procédé PROC est réalisé de sorte que les différentes étapes puissent être réalisées alors que l’élément d’interconnexion INTR est en translation continue et encore préférentiellement à vitesse constante. Par exemple, pour répondre à des exigences de cadence industrielle, la vitesse de translation de l’élément d’interconnexion INTR peut être comprise entre 200 mm/s et 1000 mm/s. Les étapes de dépôt PROC1 du premier film F1, d’agencement PROC3 et de dépôt de l’élément INTR sur la cellule CELL1 sont alors avantageusement configurées pour être réalisées avec la translation à vitesse constante de l’élément d’interconnexion INTR. Par exemple, lors du dépôt PROC5 de l’élément d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1, le convoyeur CONV et le moyen de préhension PREH déplace la première cellule CELL1 et l’élément d’interconnexion INTR avec une vitesse constante (selon la direction X dans les figures).Preferably, the PROC process is carried out so that the different steps can be carried out while the interconnection element INTR is in continuous translation and even preferably at constant speed. For example, to meet industrial rate requirements, the translation speed of the INTR interconnection element can be between 200 mm/s and 1000 mm/s. The steps of deposition PROC1 of the first film F1, arrangement PROC3 and deposition of the element INTR on the cell CELL1 are then advantageously configured to be carried out with the translation at constant speed of the interconnection element INTR. For example, during the deposit PROC5 of the interconnection element INTR on the first cell CELL1, the conveyor CONV and the gripping means PREH moves the first cell CELL1 and the interconnection element INTR with a constant speed (according to the direction X in the figures).
Le procédé PROC peut également comprendre une étape de découpe PROC4 de chaque élément d’interconnexion INTR. Cette étape peut avoir lieu avant ou après le dépôt du premier film F1. Il peut être plus aisé de découper les éléments d’interconnexion INTR lorsque le dépôt du premier film F1 est réalisé au moyen d’un moyen de préhension PREH et d’un applicateur tel qu’illustré par la
La découpe PROC4 est préférentiellement réalisée avant le dépôt des éléments d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1. Toutefois, elle peut être réalisée à un stade ultérieur du procédé PROC, par exemple après le dépôt des éléments d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1. Toutefois, dans ce dernier cas, une petite partie de l’élément d’interconnexion INTR peut dépasser de la CELL1 ce qui, à terme, tend à augmenter la consommation de matériau pour former l’élément d’interconnexion INTR.The PROC4 cutting is preferably carried out before depositing the INTR interconnection elements on the first cell CELL1. However, it can be carried out at a later stage of the PROC process, for example after depositing the INTR interconnection elements on the first cell CELL1. However, in the latter case, a small part of the INTR interconnection element may protrude from the CELL1 which, ultimately, tends to increase the consumption of material to form the INTR interconnection element.
Le dispositif DISP peut donc comprendre un moyen de découpe CUTR de l’élément d’interconnexion INTR, disposé en amont des applicateurs APP1, APP2 (selon le sens du mouvement de l’élément). Ce moyen de découpe CUTR est par exemple un système de lame et contre-lame similaire à un massicot. Il permet de découper un élément d’interconnexion à une longueur prédéterminée. Lorsque plusieurs éléments d’interconnexion INTR sont coupés en même temps, il est préférable que les lame et contre-lame se ferment de façon parallèle afin de couper tous les éléments INTR en même temps sans les translater pour ne pas les désaligner. La découpe de l’élément d’interconnexion INTR intervient avant ou après le dépôt du premier film F1 et préférentiellement avant le dépôt de l’élément d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1.The DISP device can therefore include a cutting means CUTR of the interconnection element INTR, arranged upstream of the applicators APP1, APP2 (depending on the direction of movement of the element). This CUTR cutting means is for example a blade and counter-blade system similar to a paper cutter. It allows an interconnection element to be cut to a predetermined length. When several INTR interconnection elements are cut at the same time, it is preferable that the blade and counter-blade close in parallel in order to cut all the INTR elements at the same time without translating them so as not to misalign them. The cutting of the interconnection element INTR occurs before or after the deposition of the first film F1 and preferably before the deposition of the interconnection element INTR on the first cell CELL1.
Afin de procéder à l’étape de dépôt PROC5 de l’élément d’interconnexion INTR sur la première cellule photovoltaïque CELL1, le moyen de préhension PREH du dispositif DISP peut être configuré pour mettre l’élément d’interconnexion en contact avec la cellule CELL1. Le dispositif DISP peut également comprendre des moyens configurés pour appliquer une pression sur l’élément d’interconnexion INTR afin de le mettre en contact avec la première cellule CELL1 et également réaliser l’adhésion du premier film F1 sur ladite cellule CELL1.In order to proceed with the step of depositing PROC5 of the interconnection element INTR on the first photovoltaic cell CELL1, the gripping means PREH of the device DISP can be configured to bring the interconnection element into contact with the cell CELL1 . The DISP device can also include means configured to apply pressure on the interconnection element INTR in order to bring it into contact with the first cell CELL1 and also achieve adhesion of the first film F1 to said cell CELL1.
La
Les électrodes de collecte FGR présentent préférentiellement une largeur constante. En effet, le procédé PROC permet de coller un élément d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1 sans recourir à des éléments conducteurs supplémentaires, tels que des busbars. La première cellule CELL1 est donc avantageusement libre de tout busbar. La première cellule CELL1 ne comporte ainsi, sur la face destinée à accueillir l’élément d’interconnexion, que des électrodes de collecte FGR. Les électrodes de collecte FGR n’ont pas non plus besoin de présenter des sections plus larges. Puisque les électrodes de collecte FGR peuvent également être composées d’argent, il en résulte une diminution de l’argent utilisé.The FGR collection electrodes preferably have a constant width. Indeed, the PROC process makes it possible to bond an INTR interconnection element to the first cell CELL1 without resorting to additional conductive elements, such as busbars. The first cell CELL1 is therefore advantageously free of any busbar. The first cell CELL1 thus only includes, on the face intended to accommodate the interconnection element, FGR collection electrodes. FGR collection electrodes also do not need to have larger sections. Since FGR collection electrodes can also be made of silver, this results in a reduction in the silver used.
La
Dans cet exemple, l’élément d’interconnexion INTR connecte, au moyen du premier film F1, au moins une électrode de collecte FGR. De la sorte la circulation des courants électriques est établie. Il est préférable que l’élément d’interconnexion INTR connecte plusieurs électrodes de collecte FGR afin d’assurer une circulation des courants électriques collectés avec une résistance effective faible. Pour cela, l’élément d’interconnexion INTR s’étend préférentiellement de manière non-parallèle aux électrodes de collecte FGR, comme dans ce cas précis où il s’étend perpendiculairement aux électrodes de collecte FGR.In this example, the interconnection element INTR connects, by means of the first film F1, at least one collection electrode FGR. In this way the circulation of electric currents is established. It is preferable for the INTR interconnection element to connect several FGR collection electrodes in order to ensure circulation of the collected electrical currents with low effective resistance. For this, the interconnection element INTR preferably extends non-parallel to the FGR collection electrodes, as in this specific case where it extends perpendicular to the FGR collection electrodes.
Lorsque le premier film F1 est continu sur toute la première longueur L1 d’un élément d’interconnexion INTR, l’élément d’interconnexion INTR est déposé sur au moins une électrode de collecte FGR, le premier film F1 d’adhésif étant au contact au moins une électrode FGR et de préférence toutes les électrodes FGR.When the first film F1 is continuous over the entire first length L1 of an interconnection element INTR, the interconnection element INTR is deposited on at least one collection electrode FGR, the first adhesive film F1 being in contact at least one FGR electrode and preferably all FGR electrodes.
La
Un premier film F1 discontinu permet de réduire davantage la consommation d’adhésif. En revanche, il peut imposer une contrainte d’alignement de l’élément d’interconnexion INTR plus forte qu’un premier film F1 continu. L’étape d’agencement PROC3 de l’élément d’interconnexion INTR est alors mise en œuvre pour tenir compte de la distribution des portions du premier film F1 et la répartition des électrodes de collecte FGR sur la première cellule CELL1. L’élément d’interconnexion INTR est alors agencé de sorte que chaque portion du premier film F1 soit à l’aplomb d’au moins une électrode de collecte FGR. Cet alignement est avantageusement conservé lors de l’étape de dépôt PROC5 de l’élément sur la cellule CELL1.A first discontinuous F1 film makes it possible to further reduce adhesive consumption. On the other hand, it can impose a stronger alignment constraint on the INTR interconnection element than a first continuous F1 film. The arrangement step PROC3 of the interconnection element INTR is then implemented to take into account the distribution of the portions of the first film F1 and the distribution of the collection electrodes FGR on the first cell CELL1. The interconnection element INTR is then arranged so that each portion of the first film F1 is directly above at least one collection electrode FGR. This alignment is advantageously preserved during the PROC5 deposition step of the element on the CELL1 cell.
Un premier film F1 continu augmente la consommation d’adhésif, par rapport à un film discontinu, en revanche, il réduit la contrainte d’alignement sur la première cellule CELL1. Il est important de noter que même continu, le premier film F1 permet de réduire la quantité d’adhésif nécessaire comparé à un film d’adhésif selon l’art antérieur, déposé initialement sur la cellule photovoltaïque, par exemple par sérigraphie, et présentant une largeur suffisamment grande pour permettre une erreur latérale d’alignement (sur les
Le procédé PROC permet avantageusement de coller plusieurs éléments d’interconnexion INTR, par exemple au moins trois éléments d’interconnexion INTR jusqu’à plus de huit éléments INTR. Il est par exemple envisageable de coller douze ou seize éléments d’interconnexion INTR sur la première cellule CELL1. Les étapes et les moyens décrits précédemment sont avantageusement configurés pour coller les éléments d’interconnexion INTR de manière simultanée. Par exemple, le moyen de préhension PREH peut saisir tous les éléments d’interconnexion INTR à la fois. L’applicateur APP1 peut également être configuré pour former un premier film F1 sur tous les éléments INTR en même temps. Il comprend par exemple autant de buses que d’éléments d’interconnexion INTR à traiter en simultané.The PROC process advantageously makes it possible to bond several INTR interconnection elements, for example at least three INTR interconnection elements up to more than eight INTR elements. For example, it is possible to glue twelve or sixteen INTR interconnection elements onto the first cell CELL1. The steps and means described above are advantageously configured to bond the INTR interconnection elements simultaneously. For example, the PREH gripping means can grasp all the INTR interconnection elements at once. The APP1 applicator can also be configured to form a first F1 film on all INTR elements at the same time. For example, it includes as many nozzles as INTR interconnection elements to be processed simultaneously.
De manière complémentaire à ce qui vient d’être décrit, le procédé PROC peut aussi prévoir le collage d’au moins un élément d’interconnexion INTR tel que décrit avec une deuxième cellule photovoltaïque CELL2. Pour cela, le procédé PROC comprend les étapes complémentaires suivantes :
- déposer PROC2 un deuxième film F2 d’adhésif sur chaque élément d’interconnexion INTR, le deuxième film F2 étant distant du premier film F1, par exemple, de plus de 5 mm ; et
- déposer PROC6 chaque élément d’interconnexion INTR comprenant un deuxième film F1 d’adhésif sur une deuxième cellule photovoltaïque CELL2, le deuxième film F2 d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion INTR étant au contact de la deuxième cellule photovoltaïque CELL2.
- PROC2 deposit a second adhesive film F2 on each interconnection element INTR, the second film F2 being spaced from the first film F1, for example, by more than 5 mm; And
- deposit PROC6 each INTR interconnection element comprising a second adhesive film F1 on a second photovoltaic cell CELL2, the second electrically conductive adhesive film F2 of each INTR interconnection element being in contact with the second photovoltaic cell CELL2.
Les
Il est important de noter que le deuxième film F2 peut être déposé avant que la deuxième extrémité ne soit créée, c’est-à-dire avant que l’élément d’interconnexion INTR ne soit coupé, par exemple grâce au moyen de découpe CUTR. Le deuxième film F2 peut être disposé sur l’élément d’interconnexion INTR en tenant compte de la deuxième extrémité ou tout du moins de sa position prévue.It is important to note that the second film F2 can be deposited before the second end is created, that is to say before the interconnection element INTR is cut, for example using the cutting means CUTR . The second film F2 can be placed on the interconnection element INTR taking into account the second end or at least its intended position.
Dans le mode de réalisation des
Le deuxième film F2 peut être déposé au moyen du deuxième applicateur APP2. Pour cela le deuxième applicateur APP2 peut présenter les mêmes caractéristiques que le premier applicateur APP1. Le deuxième applicateur APP2 peut être orienté de manière opposée au premier applicateur APP1. Les moyens de préhension PREH et de guidage GD sont alors également configurés pour que le deuxième applicateur APP2 puisse être appliqué contre l’élément d’interconnexion INTR.The second film F2 can be deposited using the second applicator APP2. For this, the second applicator APP2 can have the same characteristics as the first applicator APP1. The second applicator APP2 can be oriented opposite the first applicator APP1. The gripping means PREH and guiding means GD are then also configured so that the second applicator APP2 can be applied against the interconnection element INTR.
Les deux applicateurs APP1, APP2 peuvent être à l’aplomb l’un de l’autre. Dans ce cas-là, le premier application APP1 forme le premier film F1 d’adhésif avant le deuxième film F2 d’adhésif. De manière avantageuse, les deux applicateurs APP1, APP2 peuvent présenter un écart relatif l’un par rapport à l’autre de sorte que les deux films F1, F2 d’adhésif soient déposés simultanément. Il en résulte ainsi un gain de temps permettant de conserver une cadence industrielle.The two applicators APP1, APP2 can be directly above each other. In this case, the first application APP1 forms the first adhesive film F1 before the second adhesive film F2. Advantageously, the two applicators APP1, APP2 can have a relative distance from each other so that the two adhesive films F1, F2 are deposited simultaneously. This results in a saving of time making it possible to maintain an industrial rate.
Le dispositif DISP peut également comprendre un moyen de support complémentaire pour agencer la deuxième cellule CELL2 par rapport à l’élément d’interconnexion INTR. Ce moyen est par exemple configuré pour déposer la deuxième cellule sur l’éléments d’interconnexion INTR et en particulier sur le deuxième film F2 d’adhésif. Le deuxième film F2 d’adhésif peut également être continu (illustré par la
Le dispositif DISP peut également comprendre un moyen de mise en forme SHPR de l’élément d’interconnexion INTR, configuré pour former le coude ELB tel qu’illustré dans la
Selon une mise en œuvre avantageuse, le procédé PROC comprend également une étape PROC7 de traitement thermique de chaque premier film F1 d’adhésif. Le traitement thermique est avantageusement réalisé pour réticuler le premier film F1 (autrement dit solidifier l’adhésif du premier film F1). De cette manière, la connexion mécanique et électrique entre les éléments d’interconnexion INTR et la première cellule CELL1 est figée. De manière encore préférée, l’étape PROC7 de traitement thermique est également configurée pour traiter chaque deuxième film F2 d’adhésif. Pour cela, le dispositif DISP peut comprendre un moyen de traitement, tel qu’un four. Le four peut être constitué de plaques chauffantes et/ou de lampes à infra-rouge. L’ensemble comprenant l’élément d’interconnexion INTR déposé sur la première cellule CELL1 et éventuellement déposé sur la deuxième cellule CELL2, est placé dans le moyen de traitement. Le traitement thermique est alors réalisé en chauffant l’ensemble tout en contrôlant que la température moyenne de l’ensemble et notamment des cellules CELL1, CELL2. La température est avantageusement inférieure à 200 °C et préférentiellement inférieure à 175 °C. La température moyenne est par exemple comprise entre 120 °C et 200 °C et de manière préférée entre 150 °C et 175 °C. La durée du traitement thermique dépend de la nature de l’adhésif mis en œuvre et de la température moyenne de traitement. Elle peut toutefois être comprise entre 5 s et 30 s. Le traitement thermique est avantageusement réalisé de manière à permettre d’effectuer le traitement tout en conservant une translation de l’élément d’interconnexion. De cette manière, le collage de l’élément d’interconnexion sur la ou les cellules est réalisée en continue.According to an advantageous implementation, the PROC process also includes a PROC7 step of heat treatment of each first adhesive film F1. The heat treatment is advantageously carried out to crosslink the first film F1 (in other words to solidify the adhesive of the first film F1). In this way, the mechanical and electrical connection between the interconnection elements INTR and the first cell CELL1 is fixed. Even more preferably, the heat treatment step PROC7 is also configured to treat each second adhesive film F2. For this, the DISP device may include a processing means, such as an oven. The oven can be made up of hotplates and/or infrared lamps. The assembly comprising the interconnection element INTR deposited on the first cell CELL1 and possibly deposited on the second cell CELL2, is placed in the processing means. The heat treatment is then carried out by heating the assembly while controlling the average temperature of the assembly and in particular of the cells CELL1, CELL2. The temperature is advantageously less than 200°C and preferably less than 175°C. The average temperature is for example between 120°C and 200°C and preferably between 150°C and 175°C. The duration of the heat treatment depends on the nature of the adhesive used and the average treatment temperature. However, it can be between 5 s and 30 s. The heat treatment is advantageously carried out in such a way as to allow the treatment to be carried out while maintaining a translation of the interconnection element. In this way, the bonding of the interconnection element to the cell(s) is carried out continuously.
Claims (11)
- déposer (PROC1) un premier film (F1) d’adhésif électriquement conducteur sur chaque élément d’interconnexion (INTR) ;
- déposer (PROC5) chaque élément d’interconnexion (INTR) sur la première cellule photovoltaïque (CELL1), le premier film (F1) d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion (INTR) étant disposé au contact de la première cellule photovoltaïque (CELL1).
- deposit (PROC1) a first film (F1) of electrically conductive adhesive on each interconnection element (INTR);
- deposit (PROC5) each interconnection element (INTR) on the first photovoltaic cell (CELL1), the first film (F1) of electrically conductive adhesive of each interconnection element (INTR) being placed in contact with the first photovoltaic cell (CELL1).
- déposer (PROC2) un deuxième film (F2) d’adhésif électriquement conducteur sur chaque élément d’interconnexion (INTR), le deuxième film (F2) étant distant du premier film (F1) ;
- déposer (PROC6) chaque élément d’interconnexion (INTR) sur une deuxième cellule photovoltaïque (CELL2), le deuxième film (F2) d’adhésif électriquement conducteur de chaque élément d’interconnexion (INTR) étant disposé au contact de la deuxième cellule photovoltaïque (CELL2).
- deposit (PROC2) a second film (F2) of electrically conductive adhesive on each interconnection element (INTR), the second film (F2) being spaced from the first film (F1);
- deposit (PROC6) each interconnection element (INTR) on a second photovoltaic cell (CELL2), the second film (F2) of electrically conductive adhesive of each interconnection element (INTR) being placed in contact with the second photovoltaic cell (CELL2).
- au moins un applicateur (APP1, APP2) d’adhésif électriquement conducteur ;
- des moyens de préhension (PREH) et de guidage (GD) de l’élément d’interconnexion (INTR) ;
- des moyens (CONV) de support de la première cellule photovoltaïque (CELL1) ; et
- des moyens (CTRL) configurés pour exécuter les étapes du procédé (PROC) de collage selon l’une des revendications précédentes.
- at least one applicator (APP1, APP2) of electrically conductive adhesive;
- means for gripping (PREH) and guiding (GD) of the interconnection element (INTR);
- means (CONV) for supporting the first photovoltaic cell (CELL1); And
- means (CTRL) configured to execute the steps of the bonding process (PROC) according to one of the preceding claims.
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2023
- 2023-09-21 WO PCT/EP2023/076133 patent/WO2024062062A1/en unknown
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