ITMI20110257U1 - Ricevitore a cella solare destinato all'utilizzo in un sistema fotovoltaico a concentrazione impiegante celle solari a semiconduttori iii-v. - Google Patents

Description

Titolo: “Ricevitore a cella solare destinato all’ utilizzo in un sistema fotovoltaico a concentrazione impiegante celle solari a semiconduttori -V”

STATO DELL'ARTE

[001] Le celle solari sono utilizzate per trasformare l'energia solare o radiante in elettricità. Storicamente, l'energia solare (in ambito sia spaziale sia terrestre) è stata fornita prevalentemente per mezzo di celle solari al silicio (Si). Tuttavia, nei diversi anni passati, la cospicua produzione di celle solari multigiunzione ΙΠ-Υ ad alta efficienza ha portato a considerare questa tecnologia alternativa per produrre energia in ambito terrestre. Rispetto alle celle al silicio, le celle multigiunzione ΙΠ-V sono generalmente più resistenti aH'irraggiamento e possiedono maggiori efficienze di conversione dell'energia, ma tendono ad essere più costose. Alcune attuali celle multigiunzione LH-V hanno efficienze energetiche che superano il 27%, laddove le tecnologie al silicio generalmente raggiungono soltanto circa il 17%. Sottoposte a concentrazione, alcune attuali celle multigiunzione III-V presentano efficienze energetiche superiori al 37%. Quando è predominante la necessità di schiere solari di potenza molto elevata o di dimensioni più ridotte in una navicella spaziale o altro sistema ad energia solare, spesso si utilizzano celle multigiunzione al posto di, o in combinazione ibrida con, celle a base di Silicio per ridurre la dimensione della schiera.

[002] In termini generali, le celle multigiunzione sono di polarità n-p e sono costituite da composti di InGaP/(In)GaAs/Ge. Gli strati di una cella solare multigiunzione a composto semiconduttore ΙΠ-V possono essere accresciuti tramite deposizione chimica in fase vapore da precursori metallo-organici (MOCVD) su substrati in Ge. L'uso del substrato in Ge consente di formare una giunzione tra n- e p-Ge. Le strutture della cella solare possono essere accresciute su substrati in Ge del diametro di 100 mm (4 pollici) con una densità di massa media di circa 86 mg/cm<2>.

[003] In alcune celle multigiunzione, la cella intermedia è una cella InGaAs in quanto opposta ad una cella GaAs. La concentrazione di indio può essere dell'ordine di circa Γ1, 5% per la cella intermedia in InGaAs. In alcune implementazioni, tale configurazione presenta un'efficienza accresciuta. Gli strati di InGaAs sono sostanzialmente perfettamente accoppiati a livello reticolare al substrato in Ge.

[004] Indipendentemente dal tipo di cella utilizzata, un problema conosciuto dei sistemi ad energia solare consiste nel fatto che singole celle solari possono essere danneggiate oppure ombreggiate da un ostacolo. Per esempio, il danneggiamento può verificarsi in conseguenza dell'esposizione di una cella solare a severe condizioni ambientali. La capacità di trasportare corrente di un pannello avente una o più celle danneggiate od ombreggiate si riduce e l'uscita da altri pannelli in serie con quel pannello polarizza inversamente le celle danneggiate od ombreggiate. La tensione attraverso le celle danneggiate od ombreggiate aumenta di conseguenza in una polarità inversa fino a che l'intera tensione d'uscita di tutti i pannelli nella serie viene applicata alle celle danneggiate od ombreggiate nel pannello interessato. Ciò provoca il guasto definitivo delle celle danneggiate od ombreggiate.

[005] Poiché un sistema a celle solari per applicazioni terrestri ha migliaia di celle solari, la sua uscita in tensione è normalmente dell'ordine di centinaia di volt e la sua uscita in corrente è dell'ordine delle decine di ampère. A questi livelli di potenza d'uscita, se i terminali delle celle solari non sono protetti, tendono a verificarsi scariche elettriche incontrollate sotto forma di scintille e ciò può essere fonte di danneggiamento delle celle solari e dell'intero sistema.

[006] La cella solare multigiunzione costituisce parte di un ricevitore a cella solare che può essere utilizzato nel sistema a celle solari a concentrazione. I ricevitori a cella solare possono essere utilizzati in ambienti nei quali l'acqua, il calore estremo e l'umidità possono inficiare l'operatività e/o provocare dei guasti. Norme e requisiti di prova sono stati istituiti per assicurare che un ricevitore a cella solare soddisfi requisiti minimi durante l'utilizzo. Una specifica norma industriale è la IEC62108. I ricevitori a cella solare devono essere costruiti in maniera da soddisfare i requisiti di queste norme per assicurare un'operatività adeguata.

SOMMARIO

[007] Un aspetto della presente applicazione è un ricevitore a cella solare, destinato all'utilizzo in un sistema solare a concentrazione per trasformare l’energia solare in elettricità, che include un supporto, una cella solare montata sul supporto ed avente uno o più strati di composto semiconduttore ΠΙ-Υ, ed un elemento ottico posizionato sopra la cella solare su un lato opposto rispetto al supporto e formante un canale ottico con un ingresso allargato non rivolto verso la cella solare ed un'uscita ristretta rivolta verso la cella solare il quale concentra l'energia solare sulla cella solare. Il ricevitore a cella solare può comprendere un telaio posizionato sopra il supporto ed avente un'altezza al di sopra del supporto maggiore di quella della cella solare. Il telaio può estendersi tutt'intomo e racchiudere la cella solare in uno spazio interno. Nello spazio interno tra l'elemento ottico ed il telaio può essere contenuto un incapsulante che può ricoprire porzioni del supporto e della cella solare. L'incapsulante può avere un'altezza ampliata ai bordi esterni in corrispondenza sia del supporto che del telaio.

[008] Naturalmente, la presente invenzione non è limitata alle caratteristiche ed ai benefici di cui sopra. Gli esperti del ramo riconosceranno ulteriori caratteristiche e benefici leggendo la seguente descrizione dettagliata e prendendo visione dei disegni d'accompagnamento .

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[009] La presente invenzione verrà ora qui di seguito descritta in maniera più completa con riferimento ai disegni d'accompagnamento, nei quali è rappresentata qualcuna, ma non la totalità, delle forme di realizzazione dell'invenzione. I disegni che illustrano le forme di realizzazione sono rappresentazioni schematiche non in scala. Ai fini della presente descrizione e delle annesse rivendicazioni, tutti gli intervalli includono i punti massimi e minimi divulgati ed includono qualsiasi intervallo intermedio all’interno degli stessi, che può o meno essere specificatamente enumerato nel contesto.

[0010] La Figura 1 è una vista in prospettiva di un'implementazione di un modulo di celle solari.

[0011] La Figura 2 è una vista in prospettiva di un’implementazione di un elemento ottico secondario .

[0012] La Figura 3 è una vista in prospettiva parzialmente esplosa di un'implementazione di un ricevitore a cella solare.

[0013] La Figura 4 è una vista in prospettiva parzialmente esplosa che rappresenta in maggior dettaglio la cella solare ed il substrato ceramico metallizzato di Figura 3.

[0014] La Figura 5 è una sezione della cella solare, del substrato ceramico metallizzato e del dissipatore di calore, eseguita lungo la linea X-X’ di Figura 3.

[0015] La Figura 6 è una vista in prospettiva di un ricevitore a cella solare con un telaio ed un incapsulante.

[0016] La Figura 7 è una sezione trasversale eseguita lungo la linea Y-Y’ di Figura 6.

[0017] La Figura 8 è una sezione trasversale di incapsulante posizionato dentro un telaio.

[0018] La Figura 9 è una sezione trasversale di incapsulante posizionato dentro un telaio.

[0019] La Figura 10 è una sezione trasversale di incapsulante posizionato dentro un telaio.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

[0020] La Figura 1 rappresenta un'implementazione di un modulo 200 di celle solari comprendente una schiera di lenti 210 e i corrispondenti ricevitori 100 a cella solare. Ciascuna delle lenti 210 è allineata con uno dei ricevitori 100 a cella solare. Il modulo 200 di celle solari può contenere varie quantità di lenti 210 e ricevitori 100 a cella solare. La Figura 1 contiene un modulo 200 con quindici lenti 210 e ricevitori 100 a cella solare allineati in una configurazione 3x5.

[0021] Le lenti 210 sono ricavate su una lamina continua 211 di materiale ottico (per es., acrilico). In alcune implementazioni, zone della lamina 211 non utilizzate per le lenti 210 sono rese parzialmente o interamente opache. Ricavando le lenti 210 da una lamina continua 211, i costi possono essere sostanzialmente diminuiti. In primo luogo, producendo le lenti 210 su lamine estese, vengono diminuiti i costi di produzione. In secondo luogo, vengono diminuiti i costi di assemblaggio poiché è necessario allineare un solo elemento (vale a dire, la lamina 211 delle lenti) con i ricevitori 100 a cella solare. In quest'implementazione, la lamina 211 è sovrapposta ad un telaio di allineamento 221 di un alloggiamento 220.

[0022] Nell'alloggiamento 220 può essere posizionata una o più aperture di ventilazione 228. Le aperture 228 possono essere posizionate per facilitare il flusso d'aria attraverso l'alloggiamento 220. In una forma di realizzazione, le aperture 228 sono posizionate sulle pareti laterali dell'alloggiamento 220 e circa 3” al di sotto delle lenti 210. La dimensione delle aperture 228 può essere variabile. In una forma di realizzazione, ciascuna apertura ha una forma circolare dal diametro di circa 1”. Una protezione 229 può occupare le aperture 228 e fungere da filtro per ostacolare l'immissione di umidità e residui neU'alloggiamento 220. La protezione 229 può essere costruito in una molteplicità di materiali, inclusi, ma non limitati a, GORETEX, nylon, e polivinilidene.

[0023] Il telaio 221 può includere una pluralità di elementi di allineamento del telaio, quali fori. Gli elementi di allineamento possono essere filettati o adattati altrimenti per ricevere un dispositivo di fissaggio. La lamina 211 può includere elementi di allineamento della lamina quali perni, viti o altre attrezzature che si allineano e congiungono con gli elementi di allineamento del telaio. Gli elementi di allineamento del telaio e gli elementi di allineamento della lamina sono disposti in maniera tale che, congiungendo gli elementi di allineamento della lamina con gli elementi di allineamento del telaio, ciascuna delle lenti 210 sia allineata con un corrispondente ricevitore 100 a cella solare. Gli elementi di allineamento sono generalmente situati in un punto centrale definito da quattro delle lenti 210. in una forma di realizzazione, un elemento di allineamento è situato in un punto centrale definito dalle lenti 210a, 210b, 21 Oc, and 21 Od. Un altro elemento di allineamento può essere situato in un punto centrale definito da altre quattro lenti 210. Questo schema di dislocazione degli elementi di allineamento in un punto centrale definito da quattro lenti può ripetersi lungo l'intera lamina 211.

[0024] In alcune implementazioni, la superficie d'appoggio 222 dell'alloggiamento 220 comprende elementi di allineamento che assicurano che ciascuno dei ricevitori 100 a cella solare sia situato in una posizione prestabilita. Questi elementi possono congiungersi con ciascuno dei ricevitori 100 a cella solare.

[0025] In alcune implementazioni, ciascuna delle lenti 210 è una lente di Fresnel. Il corrispondente ricevitore 100 a cella solare è posizionato sulla superficie 222 ad un'estremità opposta deH'alloggiamento 220. Ciascuno dei ricevitori 100 a cella solare include una corrispondente cella solare 102 disposta lungo il cammino ottico della corrispondente lente 210, vale a dire, in maniera tale per cui la corrispondente cella solare 102 riceve la luce che passa attraverso la corrispondente lente 210. In alcune implementazioni, sono impiegati elementi ottici aggiuntivi per disporre la cella solare lungo il cammino otico della lente. Per esempio, elementi ottici secondari 104 corrispondono a ciascuna coppia di ricevitori 100 a cella solare e lenti 210. Gli elementi otici secondari 104 raccolgono la luce dalla lente 210 e la indirizzano sulla cella solare 102 del ricevitore 100 a cella solare. In alcune implementazioni, ciascuno dei ricevitori 100 a cella solare è provvisto di un corrispondente elemento ottico secondario 104.

[0026] Un altro elemento ottico include un concentratore 106 che è posizionato tra ciascuna delle coppie di ricevitori 100 a cella solare e lenti 210. il concentratore 106 concentra la luce sulla cella solare 102.

[0027] Per quanto alcune lenti di Fresnel riescano a concentrare una quantità di luce solare maggiore rispeto ad alcune lenti convesse, le implementazioni possono utilizzare qualsiasi tipologia di lente 210 che concentri la luce solare incidente. Per esempio, qualsiasi lente 210 può assumere la forma di una lente biconvessa, di una lente pianoconvessa o di una lente convessa-concava. Le lenti 210 possono anche comprendere un rivestimento anti-riflesso multistrato. In un modulo 200, tutte le lenti 210 possono essere identiche, oppure il modulo 200 può includere due o più lenti 210 differenti.

[0028] In base alla lunghezza focale delle lenti 210 può essere scelta una distanza X tra la lamina 211 comprendente le lenti 210 e le celle solari 102 dei corrispondenti ricevitori 100 a cella solare. In alcune implementazioni fallo ggiamento 220 è configurato in modo che la cella solare 102 di ogni ricevitore 100 a cella solare sia disposta in corrispondenza o nei pressi del fuoco della rispettiva lente 210. In alcune implementazioni, la lunghezza focale di ciascuna delle lenti 210 misura tra circa 25,4 cm (10 pollici) e 76,2 cm (30 pollici). In alcune implementazioni, la lunghezza focale di ciascuna lente 210 misura tra circa 38,1 cm (15 pollici) e 50,8 cm (20 pollici). In alcune implementazioni, la lunghezza focale di ciascuna lente 210 misura circa 40,085 cm (17,75 pollici). In alcune implementazioni, la lunghezza focale di ciascuna lente 210 è variabile e l'alloggiamento 220 prevede molteplici differenti distanze (per es., quelle che sono superiori e/o inferiori alla distanza X) tra la lamina 211 e la superficie 222.

[0029] L’alloggiamento 220 e la lamina 211 delle lenti possono formare uno spazio interno chiuso che protegge i ricevitori 100 a cella solare dall'ambiente.

[0030] Alcune implementazioni delle lenti 210 concentrano la luce solare incidente di 1000 volte la concentrazione normale (cioè 1000 Soli) o più. Altre implementazioni possono includere altre concentrazioni. In termini generali, l'efficienza di conversione dell'energia solare in elettricità aumenta in condizioni d'illuminazione concentrata. Per esempio, a circa 1000 Soli, un singolo ricevitore a cella solare può generare 25 watt o più di potenza elettrica. In un altro esempio, a circa 460 Soli o più, un singolo ricevitore a cella solare può generare 14 watt o più di potenza elettrica. La quantità di energia elettrica che un ricevitore a cella solare può produrre può variare, per esempio, in funzione della combinazione delle caratteristiche della cella solare (per es., dimensione, composizione) e delle proprietà delle ottiche associate (per es., concentrazione, fuoco, allineamento).

[0031] In alcune implementazioni, la cella solare 102 di ciascuno dei rispettivi ricevitori 100 a cella solare è una cella solare a tripla giunzione III-V, in cui ognuna delle tre sottocelle è disposta in serie. In applicazioni in cui sono impiegati moduli multipli 200 di celle solari, tipicamente i ricevitori 100 dei moduli 200 di celle solari sono elettricamente collegati l'uno all’altro in serie. Comunque, altre applicazioni possono utilizzare un collegamento in parallelo o in serie -parallelo. Per esempio, i ricevitori 100 facenti parte di un dato modulo 200 possono essere elettricamente collegati insieme in serie, ma i moduli 200 sono collegati l'uno all'altro in parallelo.

[0032] Come spiegato in precedenza, un elemento ottico secondario ("SOE") 104 può essere posizionato tra la lente 210 e la corrispondente cella solare 102.

Un'implementazione di un SOE è rappresentata in Fig. 2. Il SOE 104 è disposto all'interno dell'alloggiamento 220 del modulo 200 di celle solari ed è generalmente concepito per fare da collettore dell’energia solare concentrata da una delle corrispondenti lenti 210. In alcune implementazioni, ciascuno dei ricevitori 100 a cella solare ha un corrispettivo SOE 104. In altri moduli 200 può esserci meno di un SOE 104 per ciascun ricevitore 100 a cella solare.

[0033] Il SOE 104 comprende un elemento ottico 401 con un ingresso ottico 402 ed un'uscita ottica 403, un corpo 404 e linguette per il montaggio 405. Il SOE 104 è montato in modo che l'elemento ottico 401 sia disposto al di sopra della cella solare 102 del corrispondente ricevitore 100 a cella solare. Per quanto possa variare a seconda dell'implementazione, il SOE 104 è montato in modo che l'uscita ottica 403 disti circa 0,5 millimetri dalla cella solare 102 (per es., la dimensione 406 è circa 0,5 millimetri). In alcune implementazioni, le linguette per il montaggio 405 sono unite alla superficie 222 dell'alloggiamento 220. il SOE 104 può essere fatto in metallo, plastica oppure vetro o altro materiali.

[0034] In alcune implementazioni, l'elemento ottico 401 ha una sezione trasversale generalmente quadrata che si rastrema dall'ingresso 402 all'uscita 403. La superfìcie interna 407 dell'elemento ottico riflette la luce verso il basso verso l'uscita 403. La superficie interna 407, in alcune implementazioni, è rivestita in argento o altro materiale ad alto potere riflettente. In alcuni casi, il rivestimento riflettente è protetto da un rivestimento passivante quale Si02per proteggere da ossidazione, opacamento o corrosione. Il percorso dall'ingresso ottico 402 all'uscita ottica 403 forma un canale ottico rastremato che cattura l'energia solare dalla corrispondente lente 210 e la indirizza verso la corrispondente cella solare 102. Come mostrato in questa implementazione, il SOE 104 comprende un elemento ottico 401 avente quattro pareti riflettenti. In altre implementazioni, possono essere impiegate forme differenti (per es., a tre facce formanti una sezione trasversale triangolare).

[0035] In condizioni ideali, la corrispondente lente 210 associata al SOE 104 fa convergere la luce direttamente sulla cella solare 102 senza che la luce incida il SOE 104. Nella maggior parte delle circostanze, la lente 210 non fa convergere la luce direttamente sulla cella solare 102. Ciò può avvenire per una molteplicità di ragioni, che includono, ma non sono limitate a, aberrazione cromatica del design di una lente rifrangente, disallineamento della cella solare 102 rispetto alla lente 210 durante la costruzione, disallineamento durante il funzionamento dovuto ad errore del tracciatore, incurvamento strutturale e carico del vento. Di conseguenza, nella maggior parte delle condizioni, la lente 210 fa convergere la luce in modo tale per cui essa viene deviata dal SOE 104. La differenza tra un assetto ideale ed un assetto disallineato può essere una minima variazione nel posizionamento della lente 210 di meno di 1°. Il SOE 104 funge pertanto da catturatore di perdite luminose per far sì che la cella solare 102 sia raggiunta da una maggior quantità di luce nelle circostanze in cui la lente corrispondente 210 non faccia convergere la luce direttamente sulla cella solare 102. Il SOE 104 può includere una zona intermedia riflettente multistrato così come divulgato nella domanda di brevetto statunitense N° di serie 12/402,814 depositata il 12 marzo 1989, che è quivi incorporata nella sua interezza per riferimento.

[0036] La zona intermedia riflettente multistrato può essere realizzata in materiali diversi ed avere caratteristiche ottiche diverse tali per cui la deviazione dei fasci di luce dal SOE 104 e la loro trasmissione alla cella solare 102 ottimizzino l'irradiamento complessivo sulla superficie della cella solare 102 lungo l'arco dello spettro solare incidente. Per esempio, in alcune implementazioni, la superficie interna 407 può essere rivestita in argento o altro materiale ad alto potere riflettente. In alcuni casi, il rivestimento riflettente è protetto da un rivestimento passivante quale Si02per proteggere il SOE 104 da ossidazione, opacamente o corrosione. Il SOE 104 può anche rendere omogenea (per es., miscelare) la luce. In alcuni casi, esso ha qualche effetto di concentrazione.

[0037] In alcune implementazioni, l'ingresso ottico 402 è di forma quadrata e misura circa 49,60 mm x 49,60 mm (dimensione 408), l'uscita ottica è di forma quadrata e misura 9,9 mm x 9,9 mm (dimensione 409) e l'altezza deH'elemento ottico è circa 70,104 mm (dimensione 410). Le dimensioni 408, 409 e 410 possono variare con la conformazione del modulo 200 di celle solari e del ricevitore 100 a cella solare. Per esempio, in alcune implementazioni le dimensioni dell'uscita ottica 403 sono approssimativamente uguali alle dimensioni della cella solare 102. Per un SOE 104 avente queste dimensioni, il semiangolo d'inclinazione è di 15,8 gradi.

[0038] Ciascuna delle celle solari 102 può essere una cella solare a tripla- giunzione a composto semiconduttore ΙΠ-V che comprende una cella superiore, una cella intermedia ed una cella inferiore disposte in serie. In un'altra forma di realizzazione, le celle solari 102 sono celle solari multigiunzione aventi una polarità n-p e sono costituite da composti III-V di InGaP/(In)GaAs su un substrato in Ge. In ogni caso, le celle solari 102 sono posizionate in modo da ricevere l'energia solare fatta convergere dal SOE 104 e/o dalla corrispondente lente 210.

[0039] Sulla cella solare 102 si può disporre un rivestimento anti-riflesso. Il rivestimento anti-riflesso può essere un rivestimento anti-riflesso multistrato che garantisce bassa riflettenza in un certo intervallo di lunghezza d'onda, per es. da 0,3 a 1,8 μτη. Un esempio di rivestimento anti-riflesso è uno stack dielettrico doppio strato Ti0x/Al203.

[0040] Come rappresentato in Fig. 3, le linguette 405 del SOE 104 possono essere configurate per l’attacco del SOE ad una staffa 116 tramite uno o più dispositivi di fissaggio 118. La staffa 116 è predisposta per montare il SOE 104 su un dissipatore di calore 120 tramite uno o più dispositivi di fissaggio 122. La staffa 116 è termoconduttiva cosicché l'energia termica generata dal SOE 104 durante il funzionamento può essere trasferita al dissipatore di calore 120 e dissipata.

[0041] In una forma di realizzazione come mostrato nelle Figure 3 e 4, un concentratore 106 è disposto tra l'uscita 403 del SOE 104 e la cella solare 102. Il concentratore 106 è preferibilmente in vetro e possiede un ingresso ottico 108 ed un'uscita ottica 110. In una forma di realizzazione, il concentratore 106 è in vetro pieno. Il concentratore 106 amplifica la luce uscente dal SOE 104 e indirizza la luce amplificata verso la cella solare 102. In alcune implementazioni, il concentratore 106 ha una sezione trasversale generalmente quadrata che si rastrema dall'ingresso 108 all'uscita 110. In alcune implementazioni, l'ingresso ottico 108 del concentratore 106 è di forma quadrata e misura ca. 2 cm x 2 cm e l'uscita ottica 110 misura circa 0,9 cm x 0,9 cm. Le dimensioni del concentratore 106 possono variare con la conformazione del modulo 200 di celle solari e del ricevitore 100 a cella solare. Per esempio, in alcune implementazioni, le dimensioni dell'uscita ottica 110 sono approssimativamente uguali alle dimensioni della cella solare 102. In una forma di realizzazione, il concentratore 106 è un concentratore IX. La superfìcie inferiore del concentratore 106 può essere direttamente fissata alla superficie superiore della cella solare 102 usando un adesivo 151 quale un adesivo siliconico. La cella solare 102 converte la luce solare entrante direttamente in elettricità grazie all'effetto fotovoltaico.

[0042] In alcune forme di realizzazione come illustrato nelle Figure 1 e 3, lungo il cammino ottico tra la lente 210 e la cella solare 102 corrispondenti sono posizionati sia un SOE 104 che un concentratore 106. Altre forme di realizzazione possono includere solamente uno di questi elementi ottici posizionati lungo il cammino ottico. Altre forme di realizzazione possono non includere né l'uno né l'altro di questi elementi lungo il cammino ottico. In un modulo 200, ciascuna delle coppie lente 210 / cella solare 102 può includere un'uguale o differente combinazione di elementi per indirizzare la luce.

[0043] Come rappresentato nelle Figure 3 e 4, un diodo di bypass 124 è collegato in parallelo alla cella solare 102. In alcune implementazioni, il diodo 124 è un dispositivo semiconduttore quale un diodo di bypass Schottky o una giunzione p-n cresciuta epitassialmente. A fini d’illustrazione, il diodo di bypass 124 è un diodo di bypass Schottky. I terminali di connessione esterna 125 e 127 sono predisposti per connettere la cella solare 102 ed il diodo 124 ad altri dispositivi, per es., ricevitori a cella solare adiacenti (non raffigurati).

[0044] La funzionalità del diodo di bypass 124 può essere apprezzata considerando celle solari 102 multiple collegate in serie. Ciascuna cella solare 102 può essere immaginata come una batteria, con il catodo di ognuno dei diodi 124 collegato al morsetto positivo della "batteria" associata e l'anodo di ognuno dei diodi 124 collegato al morsetto negativo della "batteria" associata. Quando uno dei ricevitori 100 a cella solare collegati in serie viene danneggiato od ombreggiato, la sua uscita in tensione viene ridotta o eliminata (per es., al di sotto di una tensione di soglia associata al diodo 124). Perciò, il diodo associato 124 diventa polarizzato direttamente, e una corrente di bypass fluisce soltanto attraverso quel diodo 124 ( e non attraverso la cella solare 102). In questo modo, i ricevitori 100 a cella solare non danneggiati o non ombreggiati continuano a generare elettricità dall'energia solare ricevuta da queste celle solari. Se non fosse per il diodo di bypass 124, sostanzialmente tutta l'elettricità prodotta dagli altri ricevitori a cella solare passerebbe attraverso il ricevitore a cella solare ombreggiato o danneggiato, distruggendolo e creando un circuito aperto all'intemo, per es., del pannello o della schiera.

[0045] Il ricevitore 100 a cella solare include anche un substrato ceramico 126 quale un substrato in allumina per il montaggio della cella solare 102 e del dissipatore di calore 120 per dissipare il calore generato dalla cella solare 102 durante il funzionamento. Le Figure 4 e 5 illustrano in maggior dettaglio la cella solare 102 ed il substrato ceramico 126. Il substrato ceramico 126 ha le superimi superiore ed inferiore 128 e 130 metallizzate. Entrambe le superimi 128 e 130 del substrato ceramico 126 sono metallizzate per accrescere la capacità di trasmissione del calore del substrato ceramico 126, consentendo al ricevitore 100 a cella solare di affrontare adeguatamente rapide variazioni di temperatura che si verificano a seguito di variazioni repentine nelle condizioni operative della cella solare. Per esempio, la cella solare 102 genera energia termica durante la conversione della luce in elettricità. Avere entrambe le superfici superiore ed inferiore 128 e 130 del substrato ceramico 126 metallizzate rende possibile una più rapida trasmissione dell'energia termica dalla cella solare 102 al dissipatore di calore 120 per la dissipazione. La condizione opposta si verifica quando la cella solare 102 diviene improvvisamente ombreggiata. Cioè, la cella solare 102 smette di produrre elettricità e si raffredda rapidamente così come il SOE 104. Le superimi metallizzate superiore ed inferiore 128 e 130 del substrato ceramico 126 prevengono un raffreddamento troppo rapido della cella solare 102 trasferendo energia termica dal dissipatore di calore 120 alla cella solare 102 e, a seconda delle condizioni termiche, anche al SOE 104. L'accresciuta capacità di trasmissione del calore del ricevitore 100 a cella solare riduce l'entità della sollecitazione impartita all'interfaccia tra la cella solare 102 ed il substrato ceramico 126 durante le rapide variazioni di temperatura, assicurando un'affidabile interfaccia cella solare-substrato.

[0046] La superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126 è a contatto con la cella solare 102 e possiede zone conduttive separate 132 e 134 per fornire percorsi conduttivi elettricamente isolati alla cella solare 102. La prima zona conduttiva 132 fornisce un punto di contatto elettrico anodico per la cella solare 102 e la seconda zona conduttiva 134 fornisce un punto di contatto elettrico catodico per la cella solare 102. La cella solare 102 ha una superficie inferiore conduttiva 136 non visibile in Figura 4, ma visibile nella sezione trasversale di Figura 5, che è posizionata sulla e connessa alla prima zona conduttiva 132 della superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126. L'opposta superficie superiore 138 della cella solare 102 ha un'area di contatto conduttiva 140 connessa alla seconda zona conduttiva 134 del substrato ceramico 126.

[0047] In una forma di realizzazione, la superficie inferiore conduttiva 136 della cella solare 102 costituisce un terminale anodico della cella solare 102 e l'area di contatto conduttiva 140 disposta in corrispondenza della superficie superiore 138 della cella solare 102 costituisce un terminale catodico. Secondo questa forma di realizzazione, la superficie inferiore conduttiva 136 della cella solare 102 è posizionata sulla prima zona conduttiva 132 del substrato ceramico 126 ed è elettricamente isolata dalla seconda zona conduttiva 134 per assicurare l'adeguato funzionamento della cella solare 102. In una forma di realizzazione, la prima zona conduttiva 132 del substrato ceramico 126 è almeno parzialmente circondata su tre lati dalla seconda zona conduttiva 134 intorno ad una zona perimetrale del substrato ceramico 126.

[0048] In una forma di realizzazione, l'area di contatto conduttiva 140 disposta in corrispondenza della superficie superiore 138 della cella solare 102 occupa la parte perimetrale della cella solare 102. In alcune implementazioni, l'area di contatto conduttiva superiore 140 può essere più piccola o più grande per sistemare il tipo di connessione desiderato. Per esempio, l'area di contatto conduttiva superiore 140 può interessare soltanto uno, due o tre lati (o porzioni degli stessi) della cella solare 102. In alcune implementazioni, l'area di contatto conduttiva superiore 140 è resa più piccola possibile per massimizzare l'area che converte l'energia solare in elettricità, tuttavia permettendo nel contempo il collegamento elettrico. Per quanto le dimensioni specifiche della cella solare 102 varieranno a seconda dell'applicazione, le dimensioni standard sono di circa 1 cm<2>. Per esempio, un insieme standard di dimensioni può essere circa 12,58 mm x 12,58 mm totali, spessore circa 0,160, e un'area attiva complessiva di circa 108 mm<2>. Per esempio, in una cella solare 102 che misuri approssimativamente 12,58 mm x 12,58 mm, l’area di contatto conduttiva superiore 140 può essere larga 0,98 mm e l'area attiva può misurare circa 10 mm x 10 mm.

[0049] L'area di contatto conduttiva superiore 140 della cella solare 102 può essere realizzata in una molteplicità di materiali conduttivi, per es. , rame, argento e/o argento rivestito in oro. In quest'implementazione, è il lato catodico (ossia l'emettitore) nconduttivo della cella solare 102 a ricevere la luce e, coerentemente, l'area di contatto conduttiva superiore 140 è disposta sul lato catodico della cella solare 102. In una forma di realizzazione, l’area di contatto conduttiva superiore 140 della cella solare 102 è connessa a filo ( wire-bonded) alla seconda zona conduttiva 134 della superfìcie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126 tramite uno o più fili di interconnessione 142. Il numero di fili di interconnessione 142 utilizzati in una determinata implementazione può essere correlato, tra l'altro, alla quantità di corrente generata dalla cella solare 102. Generalmente, maggiore è la corrente, maggiore è il numero di fili di interconnessione 142 utilizzati.

[0050] Il diodo di bypass 124 unisce la prima zona conduttiva 132 della superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126 alla seconda zona conduttiva 134. In una forma di realizzazione, un terminale catodico del diodo di bypass 124 è collegato al terminale anodico della cella solare 102 tramite la prima zona conduttiva 132 del substrato ceramico 126 ed un terminale anodico del diodo di bypass 124 è collegato elettricamente al terminale catodico della cella solare 102 tramite la seconda zona conduttiva 134 del substrato ceramico 126. Il terminale anodico della cella solare 102 è costituito dalla superfìcie inferiore conduttiva 136 della cella solare 102 come sopra descritto e non visibile in Figura 4, ma visibile nella sezione trasversale di Figura 5. Il terminale catodico della cella solare 102 è costituito dall'area di contatto conduttiva superiore 140 della cella solare 102 come sopra pure descritto.

[0051] I terminali di connessione esterna 125, 127 posti sulla superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126 rendono possibile il collegamento elettrico di un dispositivo alla cella solare 102 e al diodo di bypass 124. In alcune implementazioni, i terminali di connessione 125 e 127 corrispondono ai terminali anodici e catodici e sono concepiti per accogliere attacchi femmina (non mostrati) per la connessione a ricevitori a cella solare adiacenti.

[0052] La superficie superiore 128 del substrato ceramico 126 può essere metallizzata fissando al substrato gli strati di metallizzazione 132 e 134. In una forma di realizzazione, negli strati di metallizzazione 132, 134 sono ricavati dei fori 144. La Figura 4 mostra il substrato ceramico 126 avente due strati di metallizzazione 132 e 134 fissati alla superficie superiore 128 del substrato (la superficie metallizzata inferiore non è visibile in Figura 4, ma è visibile nella sezione trasversale di Figura 5). Dei rilievi possono corrispondentemente essere ricavati sul substrato ceramico 102. I rilievi sono almeno parzialmente alloggiati nei fori 144 ricavati negli strati di metallizzazione 132 e 134. I fori 144 negli strati di metallizzazione 132 e 134 sono quindi riempiti con una lega per saldatura o altro tipo di materiale di fissaggio quale un adesivo, unendo gli strati di metallizzazione 132 e 134 alla superficie superiore 128 del substrato ceramico 126.

La superfìcie inferiore 130 del substrato ceramico 126 può essere metallizzata in maniera analoga. In alternativa, sul substrato ceramico 126 non è predisposto alcun rilievo ed il substrato è relativamente piano entro le normali tolleranze di lavorazione.

[0053] La Figura 5 rappresenta una sezione trasversale della cella solare 102, del substrato ceramico 126 e del dissipatore di calore 120 del ricevitore 100 a cella solare eseguita lungo la linea identificata con X-X' in Figura 3. Il SOE 104, il concentratore di luce 106 e i terminali 125,127 non sono mostrati in Figura 5 per semplicità di rappresentazione. Le superfici superiore ed inferiore 128 e 130 del substrato ceramico 126 possono avere rilievi che sono alloggiati almeno parzialmente nei fori 144 ricavati negli strati di metallizzazione 132, 134 e 148 per unire gli strati di metallizzazione al substrato ceramico 126 come sopra descritto. In alternativa, il substrato ceramico 126 è relativamente piano entro le normali tolleranze di lavorazione. In entrambi i casi, le superfici superiore ed inferiore del substrato ceramico sono metallizzate. La superfìcie metallizzata superiore 128 del substrato 126 possiede zone conduttive separate 132 e 134 per fornire i collegamenti anodico e catodico isolati elettricamente alla cella solare 102 come sopra descritto.

[0054] La cella solare 102 ha una superficie inferiore conduttiva 136 connessa alla zona conduttiva 132 della superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126. In una forma di realizzazione, la superficie inferiore conduttiva 136 della cella solare 102 costituisce il terminale anodico della cella solare 102 e l'area di contatto conduttiva 140 posta in corrispondenza della superfìcie superiore 138 della cella solare 102 costituisce il terminale catodico della cella solare 102. La superficie inferiore conduttiva 136 della cella solare 102 è posizionata sulla prima zona conduttiva 132 della superficie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126 ed è elettricamente isolata dalla seconda zona conduttiva 134 per assicurare l'adeguato funzionamento della cella solare 102.

[0055] La superficie inferiore 130 del substrato ceramico 126 possiede anche uno strato di metallizzazione 148 che è incollato al dissipatore di calore 120 con un mezzo di fissaggio 150 ad alta conducibilità termica, quale un adesivo epossidico con carica metallica o una lega per saldatura. La presenza della carica metallica in un adesivo epossidico quale il silicone aumenta la conducibilità termica deH'interfaccia tra il substrato ceramico 126 ed il dissipatore di calore 120, migliorando ulteriormente le caratteristiche di trasmissione del calore del ricevitore 100 a cella solare. In una forma di realizzazione, il mezzo di fissaggio 150 ad elevata conducibilità termica è un adesivo epossidico con carica metallica avente uno spessore 4pox>. approssimativamente compreso tra 1 e 3 millesimi di pollice. L'adesivo epossidico con carica metallica può essere applicato alla superfìcie metallizzata inferiore 130 del substrato ceramico 126, al dissipatore di calore 120 o ad entrambi e quindi fatto indurire per incollare il dissipatore di calore 120 al substrato 126. In una forma di realizzazione, il dissipatore di calore 120 è un dissipatore di calore monoblocco estruso in alluminio come mostrato in Figura 3.

[0056] Il ricevitore 100 a cella solare può essere realizzato predisponendo il substrato ceramico metallizzato 126 e connettendo la superficie inferiore conduttiva 136 della cella solare alla prima zona conduttiva 132 della superficie metallizzata superiore 128 del substrato 126. L'area di contatto conduttiva 140 disposta in corrispondenza della superficie superiore 138 della cella solare 102 viene connessa alla seconda zona conduttiva 134 della superfìcie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126, per es. tramite uno o più fili di interconnessione 142. Il dissipatore di calore 120 è incollato alla superficie metallizzata inferiore 130 del substrato ceramico 126 con l'adesivo epossidico con carica metallica 150.

[0057] Come rappresentato in Figura 6, un telaio 170 può essere fissato alla superficie metallica 128 del substrato ceramico 126 ed estendersi tutt'intomo alla cella solare 102 ed ai relativi componenti. Il telaio 170 include una zona centrale aperta 174 e costituisce uno sbarramento per un incapsulante 160 che ricopre una porzione del ricevitore 100 a cella solare. L’incapsulante 160 protegge il ricevitore 100 a cella solare da fenomeni ambientali quali acqua (per es., pioggia, ghiaccio, neve), variazioni di temperatura ed umidità. Il telaio 170 può anche costituire una schermatura per fornire protezione da raggi fuori asse e per sigillare i terminali di connessione 125, 127.

[0058] Il telaio 170 può presentare varie forme in sezione se visto in un piano che interseca i lati inferiore e superiore 172, 173. La Figura 7 contiene una forma rettangolare con lati contrapposti interno ed esterno 171, 177 e lati contrapposti inferiore e superiore 172, 173. Il telaio 170 può anche presentare una molteplicità di altre forme in sezione a seconda dell'applicazione. In una specifica forma di realizzazione, il telaio 170 presenta una forma irregolare.

[0059] D telaio 170 può essere pieno come rappresentato in Figura 7, oppure può essere cavo con uno spazio interno aperto 178 come rappresentato in Figura 9. La Figura 9 contiene un telaio 170 che delimita interamente lo spazio interno 178. In un'altra forma di realizzazione (non raffigurata), il telaio 170 delimita fondamentalmente tre lati dello spazio interno 178, essendo lo spazio interno 178 aperto sul lato inferiore (vale a dire, quello opposto al lato superiore 173).

[0060] Il telaio 170 può essere costruito in uno o più pezzi. In una forma di realizzazione, il telaio 170 è costruito in due pezzi dalla sostanziale forma ad L. Le forme esterna ed interna del telaio 170 possono variare a seconda dell'applicazione. La forma esterna è determinata dai lati esterni 177 del telaio 170 e la forma interna è determinata dai lati interni 171. La Figura 6 contiene un telaio 170 con forme interna ed esterna quadrate. Le forme interna ed esterna possono anche includere, ma non essere limitate a, forme rettangolari, circolari, ovali e trapezoidali. Inoltre, le forme interna ed esterna possono essere uguali o diverse. Il telaio 170 può essere costruito in una molteplicità di materiali, compresi quelli ceramici.

[0061] La Figura 7 rappresenta una sezione trasversale delfincapsulante 160 posizionato dentro il telaio 170 e sopra una porzione del ricevitore 100 a cella solare. L'incapsulante 160 si espande sopra una porzione del concentratore 106, la superfìcie metallizzata superiore 128 del substrato ceramico 126, porzioni della cella solare 102 comprendenti l'area di contatto 140 ed i fili di interconnessione 142 che vanno dall'area di contatto 140 alla superfìcie metallizzata superiore 128. Un adesivo trasparente 151 che fissa il concentratore 106 alla cella solare 102 impedisce all'incapsulante 160 di spandersi tra il concentratore 106 e la cella solare 102.

[0062] L'incapsulante 160 è inizialmente allo stato fluido per fluire nelle diverse aree dentro il telaio 170. L'incapsulante 160 successivamente indurisce assumendo uno stato più solido per proteggere permanentemente il ricevitore 100 a cella solare. In una forma di realizzazione, l’incapsulante 160 è SLYGARD 184 disponibile presso Dow Corning Corporation.

[0063] La Figura 8 è una sezione semplificata simile alla Figura 7 che rappresenta le dimensioni e la disposizione del telaio 170 e dell'incapsulante 160. Il telaio 170 include un'altezza "a" misurata tra un lato inferiore 172 ed un lato superiore 173. L'altezza "a" fornisce il posizionamento del lato superiore 173 lungo una parte intermedia del concentratore 106 e la sua sporgenza dalla superficie metallica superiore 128 ad una distanza superiore rispetto a quella del lato inferiore 109 del concentratore 106. Un lato interno 171 del telaio 170 è rivolto verso il concentratore 106 e può essere piano ed allineato in modo sostanzialmente perpendicolare alla superficie metallica superiore 128. II lato interno 171 è posizionato ad una distanza "b" dall'intersezione tra i lati inferiore ed intermedio 109, 111 del concentratore 106. In alcune forme di realizzazione, la distanza "b" può misurare tra 2,0 mm e 5,0 mm.

[0064] La distanza tra il telaio 170 ed il concentratore 106 e le caratteristiche fisiche delfincapsulante 160 determinano un'alta tensione superficiale nel l’incapsulante 160 allorché viene posto dentro lo spazio interno 178. Ciò fa sì che l’incapsulante 160 risalga lungo il lato intermedio 111 del concentratore 106 ed il lato interno 171 del telaio 170. Ciò rende la superfìcie superiore delfincapsulante 160 sostanzialmente concava con i bordi interno ed esterno 161, 162 di altezza ampliata e una parte intermedia 163 di altezza ridotta. L'altezza dei bordi interno ed esterno 161, 162 misurata dalla superficie metallica superiore 128 è compresa tra circa 1,0 mm e 3,0 mm. In parecchie specifiche forme di realizzazione, le altezze misurano tra circa 1,75 mm e 1,90 mm. L'altezza delfincapsulante 160 in corrispondenza del bordo interno 161 può essere diversa rispetto a quella in corrispondenza del bordo esterno 162. L'altezza della parte intermedia 163 misura tra 0,50 mm e 2,0 mm. In parecchie specifiche forme di realizzazione, quest’altezza misura tra circa 0,65 mm e 0,85 mm.

[0065] Come illustrato nelle Figure 7 e 8, l'altezza delfincapsulante 160 al di sopra della superficie metallica superiore 128 è adeguata a coprire i fili di interconnessione 142 (che si innalzano rispetto alla superficie 128 di circa 0,35-0,40 mm). L'altezza delfincapsulante 160 al di sopra dei fili di interconnessione 142 è compresa tra 0,20 rtìm e 0,50 mm. In parecchie specifiche forme di realizzazione, l'altezza al di sopra dei fili di interconnessione 142 misura tra circa 0,32 mm e 0,41 mm.

[0066] La Figura 7 contiene il telaio 170 interamente posizionato sopra la superficie superiore 128 del substrato 126. Il telaio 170 può anche sporgere esternamente oltre la superficie 128 come rappresentato in Figura 9. Il telaio 170 è posizionato con il lato esterno 177 disposto lateralmente esternamente alla superficie 128 e sopra il dissipatore di calore 120. Tra il telaio 170 ed il dissipatore di calore 120 è posizionato un materiale 180. Il materiale 180 può essere un adesivo per unire il telaio 170 al dissipatore di calore 120 e/o un sigillante per impedire la fuoriuscita deirincapsulante 160.

[0067] In una forma di realizzazione di un ricevitore 100 a cella solare come rappresentato in Figura 9, il mezzo di fissaggio 150 è SLYGARD 577. SLYGARD 577 è utilizzato anche per il trattamento dei bordi attorno alla superficie metallizzata inferiore 130 e per il materiale 180 tra il telaio 170 ed il dissipatore di calore 120. Lo spazio interno 178 del telaio 170 è riempito con un materiale 181. Questo materiale 181 può anche essere posizionato attorno al lato esterno 177 del telaio 170. In una forma di realizzazione, il materiale 181 è silicone SS- 109.

[0068] In un'altra forma di realizzazione (non illustrata) il telaio 170 è sovrapposto interamente al dissipatore di calore 120 e non si estende sopra la superficie 128.

[0069] In una forma di realizzazione come illustrato in Figura 10, il lato interno 171 del telaio 170 comprende una parte inclinata 175 che diverge dal concentratore 106. La parte inclinata 175 va da un punto intermedio lungo il lato interno 171 al lato superiore 173 del telaio 170. In una specifica forma di realizzazione, l'angolazione della parte 175 sostanzialmente corrisponde all'angolazione del lato intermedio 111 del concentratore 106. Ciò rende i lati 175 e 111 sostanzialmente paralleli. La parte inclinata 175 regola l'altezza del bordo esterno 162. La parte inclinata 175 può anche regolare l'altezza del bordo interno 161. In una forma di realizzazione, l'altezza del bordo interno 161 è uguale all'altezza dell’intersezione tra il lato interno 171 e la parte inclinata 175.

[0070] La parte inclinata 175 può estendersi tutt'intomo al telaio 170, oppure può essere situata lungo solamente una o più parti del telaio 170. In una forma di realizzazione, una prima parte inclinata 175 si estende lungo una prima parte del telaio 170 ed è rivolta verso una prima faccia del concentratore rettangolare 106, mentre una seconda parte inclinata 175 si estende lungo una seconda opposta parte del telaio 170 ed è rivolta verso una seconda faccia del concentratore rettangolare. L'angolazione della parte inclinata 175 può essere la stessa lungo le varie parti del telaio 170, oppure può variare.

[0071] Il telaio 170 può essere posizionato sopra uno o più componenti del ricevitore 100 a cella solare. La Figura 6 presenta il telaio 170 posizionato sopra ai terminali di connessione 125, 127 (non rappresentati in Figura 6). Il telaio 170 include inoltre aperture 176 che ospitano conduttori 190 per il collegamento con i terminali di connessione 125, 127. Queste aperture 176 possono soltanto estendersi internamente rispetto al lato esterno 177 e terminare in un punto interno del telaio 170 lontano dal lato interno 171 al fine di non diventare un punto di possibile fuoriuscita dell'incapsulante 160. Il telaio 170 può inoltre estendersi sopra il diodo di bypass 124. Il lato inferiore 172 del telaio 170 può includere delle aperture per alloggiare i vari componenti. In queste varie forme di realizzazione, il lato interno 171 del telaio 170 è posizionato tra i componenti e la cella solare 102 per fornire una superficie per l’incapsulante 160 ed evitare la fuoriuscita dell'incapsulante.

[0072] 11 telaio 170 può essere centrato attorno al concentratore 106 e alla cella solare 102. In alternativa, il telaio 170 può essere decentrato con una parte del telaio 170 più vicina al concentratore 106 e alla cella solare 102 rispetto ad un'altra parte.

[0073] In alcune forme di realizzazione, la zona centrale 174 del telaio 170 è una parte unica. L'incapsulante 160 può essere introdotto nella zona centrale 174 e successivamente fatto fluire attraverso la zona 174 andando a coprire i vari componenti. La zona centrale 174 può anche essere suddivisa in due o più parti separate. La strutturazione del ricevitore 100 a cella solare richiede che l'incapsulante 160 sia introdotto separatamente in ciascuna delle parti.

[0074] in fase di assemblaggio, il telaio 170 viene attaccato al substrato 126 e/o al dissipatore di calore 120. Per il fissaggio può essere utilizzato un adesivo, così come per evitare la fuoriuscita dell'incapsulante 160 durante le successive fasi dell' assemblaggio.

[0075] Dopo aver attaccato il telaio 170, nello spazio interno 178 viene introdotto l'incapsulante 160, che può essere a base siliconica. L’incapsulante 160 ha una tensione superficiale che determina altezze ampliate in corrispondenza dei bordi esterni. Dopo l'introduzione, l'incapsulante 160 viene indurito a caldo o mediante altro processo all'uopo adeguato.

[0076] La cella solare 102 può essere un dispositivo multigiunzione ΙΙΐ-V con un certo numero di sottocelle solari sovrapposte. La cella solare 102 può comprendere sottocelle superiori, intermedie ed inferiori aventi intervalli di banda per massimizzare l’assorbimento dell'energia solare. Una cella solare applicabile è divulgata nella Domanda statunitense n° di Serie 12/148,553 depositata il 18 aprile 2008, che è quivi incorporata nella sua interezza per riferimento.

[0077] La staffa 116 (Figura 3) può estendersi sopra il telaio 170 con i dispositivi di fissaggio 122 per il fissaggio al dissipatore di calore 120 in punti all'esterno del telaio 170. Un lato inferiore della staffa 116 può essere addossato al lato superiore 173 deL telaio 170 o essere al di sopra di esso. In alternativa, la staffa 116 può essere posizionata dentro la zona centrale 174 del telaio 170.

[0078] In varie implementazioni qui descritte, viene impiegata una cella solare a tripla giunzione a composto semiconduttore III-V, ma potrebbero essere utilizzate anche altre tipologie di celle solari a seconda dell'applicazione. Le celle solari 102 possono essere realizzate, per es., in silicio (comprendendo quello amorfo, nanocristallino o protocristallino), telluriuro di cadmio, CIGS (diseleniuro di rame indio gallio), CIS (films di calcopirite in seleniuro di rame-indio (CuInSe2)), arseniuro di gallio (per es., multigiunzioni GaAs), coloranti fotoassorbenti, (per es., colorante di rutenio metalloorganico), o semiconduttori organici (per es., polifenilenvinilene, ftalocianina di rame o fullereni di carbonio).

[0079] Dal momento che un singolo modulo 200 di celle solari non può generare elettricità sufficiente per una data applicazione, due o più moduli 200 di celle solari possono essere raggruppati in una schiera. Queste schiere sono talvolta definite "pannelli" o "pannelli solari".

[0080] Per quanto siano state presentate e descritte forme particolari di realizzazione della presente invenzione, gli esperti del ramo comprenderanno che, sulla base dei dettami qui fomiti, possono essere apportate variazioni e modifiche senza derogare da quest'invenzione e dai suoi aspetti più generali e, pertanto, le annesse rivendicazioni devono contemplare nel loro campo di applicazione tutte tali variazioni e modifiche così come sono contemplate nel campo di applicazione di quest'invenzione. Inoltre, dev'essere inteso che l'invenzione è definita esclusivamente dalle annesse rivendicazioni.

[0081] Gli esperti del ramo comprenderanno che, in generale, i termini qui utilizzati, e specialmente nelle annesse rivendicazioni (per es., nei corpi delle annesse rivendicazioni) sono generalmente intesi come termini "aperti" (per es., il termine "includendo" dev’essere interpretato come "includendo ma non limitandosi a", il termine "avente" dev'essere interpretato come "avente almeno", il termine "include" dev'essere interpretato come "include ma non è limitato a", "comprende" e loro variazioni, come "comprende" e "comprendendo" devono essere intesi in un significato aperto, omnicomprensivo, cioè come "includendo, ma non limitandosi a", ecc.). Gli esperti del ramo comprenderanno inoltre che se s'intende una numerosità specifica nell'introduzione dell'enunciazione di una rivendicazione, l'intenzione sarà esplicitamente enunciata nella rivendicazione ed in assenza di tale enunciazione non vi è alcuna intenzione del genere. Per esempio, come aiuto alla comprensione, le seguenti annesse rivendicazioni possono contenere l'utilizzo delle espressioni introduttive "almeno una " e "una o più" per introdurre le enunciazioni di rivendicazioni. Tuttavia, l'utilizzo di tali espressioni non dev'essere inteso per implicare che l'introduzione dell'enunciazione di una rivendicazione con gli articoli indefiniti "un" o "uno/una" limiti ogni particolare rivendicazione contenente enunciazioni di rivendicazioni così introdotte ad invenzioni contenenti una sola enunciazione del genere, neppure quando la medesima rivendicazione include le espressioni "una o più" o "almeno una " ed articoli indefiniti come "un" o "uno/una" (per es., "un" o "uno/una" deve tipicamente essere interpretato nel senso di "almeno una di numero" o "una di numero o più"); altrettanto vale per l'utilizzo che viene fatto degli articoli definiti per introdurre le enunciazioni delle rivendicazioni. Inoltre, anche se una specifica numerosità viene esplicitamente enunciata nell'introduzione dell'enunciazione di una rivendicazione, gli esperti del rampo riconosceranno che tale testo dev'essere tipicamente interpretato significando almeno la numerosità enunciata (per es., la semplice enunciazione di "due enunciazioni", senza altri elementi di modifica, significa tipicamente almeno due enunciazioni, o due o più enunciazioni).

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Ricevitore a cella solare destinato all'utilizzo in un sistema solare a concentrazione per convertire energia solare in elettricità, caratterizzato dal fatto che il ricevitore a cella solare include un supporto, una cella solare montata sul supporto e comprendente uno o più strati di composto semiconduttore ffl-V, ed un elemento ottico posizionato sopra la cella solare dalla parte opposta rispetto al supporto e formante un canale ottico con un ingresso allargato non rivolto verso la cella solare ed un'uscita ristretta rivolta verso la cella solare, il quale concentra l'energia solare sulla cella solare, e dal fatto che il ricevitore a cella solare comprende inoltre: un telaio posizionato sopra il supporto ed avente un'altezza al di sopra del supporto maggiore di quella della cella solare, il telaio estendendosi tutf intorno e racchiudendo la cella solare in uno spazio interno; e un incapsulante contenuto nello spazio interno tra l'elemento ottico ed il telaio e ricoprente porzioni del supporto e della cella solare, l'incapsulante avendo un'altezza ampliata ai bordi esterni in corrispondenza sia dell'elemento ottico che del telaio.
2. 2. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'altezza del bordo esterno è compresa tra circa 1,0 mm e 3,0 mm e una parte intermedia delTincapsulante ha un'altezza compresa tra circa 0,50 mm e 1 ,0 mm.
3. 3. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che l'altezza del bordo esterno in corrispondenza dell’elemento ottico è diversa dall'altezza del bordo esterno in corrispondenza del telaio.
4. 4. Ricevitore a cella a solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il telaio include un lato inferiore nascosto rivolto verso il supporto che si estende sopra primi e secondi terminali elettrici montati sul supporto e costituenti rispettivamente connessioni anodica e catodica con attacchi femmina per la giunzione a ricevitori a cella solare adiacenti.
5. 5. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che esso comprende inoltre fili di interconnessione che si estendono tra la cella solare ed il supporto, i fili di interconnessione essendo completamente ricoperti dall 'incapsulante.
6. 6. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l'incapsulante ricopre i fili di interconnessione e si estende al di sopra dei fili di interconnessione per un'altezza compresa tra 0,20 min e 0,50 mm.
7. 7. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il telaio include un lato interno che si innalza dal supporto ed è rivolto verso l'elemento ottico, essendo il lato interno posizionato ad una distanza compresa tra 2,0 mm e 5,0 mm dall'elemento ottico.
8. 8. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il telaio include un interno cavo riempito di un materiale per evitare la fuoriuscita deH'incapsulante.
9. 9. Ricevitore a cella solare secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il supporto è montato su un dissipatore di calore ed almeno una porzione del telaio è direttamente posizionata sopra il dissipatore di calore e lontana dal supporto.