PT105579A - SOLAR CELLS, ITS MODULES AND ITS MANUFACTURING PROCESS - Google Patents

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PT105579A
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PT105579A
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Joaquim Gabriel Magalhaes Mendes
Adelio Miguel Magalhaes Mendes
Luisa Manuela Madureira Andrade
Jose Miguel Lopes Macaira Nogueira
Fernando Manuel Da Silva Ribeiro
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Efacec Engenharia E Sist S S A
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    • Y02E10/549—Organic PV cells

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Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIVULGA CÉLULAS SOLARES (1) SENSIBILIZADAS COM CORANTE (DYE-SENSITIZED SOLAR CELL - DSC) COM UTILIZAÇÃO DE COLECTORES DE CORRENTE ELÉCTRICA INCORPORADOS NO SUBSTRATO DE VIDRO (2) E RESPECTIVA SELAGEM (3, 4) QUE AUMENTA A ESTABILIDADE A LONGO PRAZO. NAS CONFIGURAÇÕES EXISTENTES A RECOLHA ELECTRÓNICA TEM PERDAS SIGNIFICATIVAS, DEVIDO AOS SUBSTRATOS UTILIZADOS TEREM UMA ELEVADA RESISTÊNCIA INTERNA E UM BAIXO FACTOR DE PREENCHIMENTO. NA PRESENTE INVENÇÃO, SÃO INSERIDAS LINHAS CONDUTORAS (2) DE ESPESSURA MUITO REDUZIDA NO VIDRO (6), PROTEGIDAS POR UMA CAMADA CONVENCIONAL DE TCO, DE FORMA A AUMENTAR A CONDUTIVIDADE ELECTRÓNICA DESDE A PARTE CENTRAL DO SUBSTRATO ATÉ AOS SEUS LIMITES EXTERNOS PARA RECOLHA (5, 7). O PROCESSO EMPREGA UM PRECURSOR DE VIDRO, EM PÓ OU SOB A FORMA DE PASTA, QUE CIRCUNDA TODO O PERÍMETRO EXTERNO DO SUBSTRATO. O PRECURSOR DE VIDRO É AQUECIDO ATÉ À FUSÃO, POR LASER, SELANDO COMPLETAMENTE OS DOIS SUBSTRATOS DO MÓDULO.The present invention relates to a dye-sensitized solar cells (DYE-SENSITIZED SOLAR CELL-DSC), USING ELECTRICAL CURRENT COLLECTORS INCORPORATED IN THE GLASS SUBSTRATE (2) AND THEIR SEALING (3, 4) THAT INCREASES STABILITY LONG TERM. IN THE EXISTING SETTINGS THE ELECTRONIC COLLECTION HAS SIGNIFICANT LOSSES, DUE TO THE SUBSTRATES USED HAVE HIGH INTERNAL RESISTANCE AND A LOW FILLING FACTOR. In the present invention, very thinner (6) thickened conductive lines (2) are inset, protected by a conventional layer of TCO, in order to increase the electronic conducibility from the central part of the substage to its external limits for collection ( 5, 7). THE PROCESS EMPLOYS A PRECURSOR OF GLASS, IN POWDER OR IN THE FORM OF PASTE, THAT CIRCULATES ALL THE EXTERNAL PERIMETER OF THE SUBSTRATE. THE GLASS PRECURSOR IS WARM UP TO THE FUSION, BY LASER, COMPLETELY SEALING THE TWO SUBSTRATES OF THE MODULE.

Description

DESCRIÇÃO "CÉLULAS SOLARES, SEUS MÓDULOS E SEU PROCESSO DE FABRICO"DESCRIPTION " SOLAR CELLS, ITS MODULES AND ITS MANUFACTURING PROCESS "

Domínio técnico da invenção A presente invenção diz respeito ao fabrico de módulos de células solares sensibilizadas com corante, através de um processo de selagem de substratos por laser e através da melhoria de substratos com óxido condutor transparente, pela inserção de linhas condutoras no substrato para permitir uma maior condutividade electrónica.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to the manufacture of dye-sensitized solar cell modules by means of a laser substrate sealing process and by the improvement of substrates with transparent conductive oxide by the insertion of conductive lines in the substrate to allow greater electronic conductivity.

Sumário da invenção A presente invenção descreve um novo processo de fabrico de módulos de células solares sensibilizadas com corante que mostram uma melhoria de estabilidade a longo prazo e maior eficiência global. É descrito um processo inovador de selagem de substratos. Um feixe laser é usado para auxiliar a fusão do vidro e consequente selagem do módulo. Além disso, os substratos de óxido condutor transparente (TCO) são melhorados para permitir uma maior condutividade electrónica. A presente invenção descreve um processo de fabrico de célula solar que compreende os passos de: preparar um substrato de vidro de foto-eléctrodo (10) e um substrato de vidro de contra-eléctrodo (11), aplicando aos referidos substratos uma camada de TCO (8); depositar ambos os materiais do foto-eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); se necessário, sinterizar os referidos eléctrodos (10, 11); 1 depositar material de soldadura para vidro (4) nos substratos apto a poder unir os dois substratos e a poder isolar a célula solar; se necessário, evaporar solventes dos materiais depositados; aproximar e alinhar o substrato de vidro de foto-eléctrodo (10) com o substrato de vidro de contra-eléctrodo (11); soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (4) previamente depositado.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention describes a novel process for the manufacture of dye-sensitized solar cell modules which show improved long-term stability and overall efficiency. An innovative process for sealing substrates is described. A laser beam is used to aid the fusion of the glass and consequent sealing of the module. In addition, transparent conductive oxide (TCO) substrates are enhanced to allow greater electronic conductivity. The present invention describes a process for manufacturing a solar cell comprising the steps of: preparing a photo-electrode glass substrate (10) and a counter-electrode glass substrate (11), applying to said substrates a layer of TCO (8); depositing both the materials of the photoelectrode (10) and the counter-electrode (11); if necessary, sintering said electrodes (10, 11); 1 depositing welding material for glass (4) on the substrates so as to be able to join the two substrates and to be able to isolate the solar cell; if necessary, evaporate solvents from the deposited materials; and aligning the photo-electrode glass substrate (10) with the counter-electrode glass substrate (11); laser welding the two substrates together through the previously deposited glass (4) welding material.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de a referida soldagem laser ser realizada num padrão de avanço-recuo, apto a dispersar o calor ao longo de um dado comprimento da linha de soldadura, de forma a obter um aquecimento e arrefecimento progressivo originando uma linha de soldadura estável.A preferred embodiment of the present invention has the feature that said laser welding is performed in an advancement-recoil pattern, capable of dispersing the heat along a given length of the welding line, so as to obtain a progressive heating and cooling resulting in a stable welding line.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de previamente incorporar ou depositar sobre um ou ambos referidos substratos uma malha condutora apta a transportar corrente com o exterior da célula.A preferred embodiment of the present invention has the further feature of comprising the step of pre-incorporating or depositing on one or both of said substrates a conductive mesh capable of carrying current with the exterior of the cell.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender depositar, em momento adequado, sobre o foto-eléctrodo (10) o material activo, em particular o corante activo.A preferred embodiment of the present invention has the feature of comprising depositing, at a suitable time, the active material, in particular the active dye, on the photoelectrode (10).

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de recircular solvente para remover material activo do foto-eléctrodo que não tenha sido adsorvido. 2A preferred embodiment of the present invention has the further feature of comprising the step of recirculating solvent to remove active material from the photodetect that has not been adsorbed. 2

Uma realização preferencial da presente invenção tem a característica de compreender adicionalmente os passos de: furar um dos substratos de forma a poder posteriormente receber o electrólito (1) da célula; posteriormente introduzir o electrólito (1) da célula através de um ou mais furos previamente realizados; selar o ou os furos realizados.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the steps of: piercing one of the substrates so that it can subsequently receive the electrolyte (1) from the cell; subsequently introducing the cell electrolyte (1) through one or more holes previously made; seal the hole (s) made.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender selar o ou os furos realizados através de laser e material de soldadura para vidro.A preferred embodiment of the present invention has the feature of comprising sealing the hole (s) made by laser and glass soldering material.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de depositar do corante no foto-eléctrodo (10) ser realizado através da injecção do referido material activo por um dos furos e com recolha do referido material activo por outro furo.A preferred embodiment of the present invention has the feature of depositing the dye in the photoelectrode (10) by injecting said active material through one of the holes and collecting said active material through another hole.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de submeter e manter uma pressão adequada a unir os substratos entre si.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the step of subjecting and maintaining adequate pressure to bond the substrates together.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de aquecer os elementos previamente à soldadura laser.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the step of heating the elements prior to laser welding.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de o passo de aquecimento ser feito entre 100°C e 300°C. 3A preferred embodiment of the present invention has the feature that the heating step is done between 100 ° C and 300 ° C. 3

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de manter os referidos substratos espaçados com uma distância (12) pré-determinada e constante ao longo de toda a área activa da célula durante o processo de soldadura.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the step of maintaining said spaced substrates with a predetermined and constant distance (12) along the entire active area of the cell during the welding process.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de o referido espaçamento ser obtido com recurso a um espaçador de metal colocado entre os referidos substratos.A preferred embodiment of the present invention has the feature that said spacing is obtained using a metal spacer placed between said substrates.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de o material de soldadura para vidro (4) ser pasta de vidro ou pó de vidro com ponto de fusão suficientemente baixo para que a soldadura não cause a deterioração dos componentes interiores da célula por sobreaquecimento.A preferred embodiment of the present invention has the feature that the glass soldering material (4) is glass paste or glass powder of sufficiently low melting point so that the weld does not cause deterioration of the inner components of the cell by overheating.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de o material activo do foto-eléctrodo (10) ser um corante seleccionado entre: corantes baseados em complexos de bipiridil de ruténio; corantes orgânicos como porfirinas, ftalocianinas, cianinas e merocianinas, hemicianina, antocianina, indolina, cumarina, Eosina Y, perileno, antraquinona, pentaceno, trifenilamina; quantum dots; ou combinações destes.A preferred embodiment of the present invention has the feature that the photoelectrode active material (10) is a dye selected from: dyes based on ruthenium bipyridyl complexes; organic dyes such as porphyrins, phthalocyanines, cyanines and merocyanines, hemicyin, anthocyanin, indoline, coumarin, Eosin Y, perylene, anthraquinone, pentacene, triphenylamine; quantum dots; or combinations thereof.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de o material da malha condutora comprender um metal seleccionado entre: Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn, ou materiais compósitos à base destes metais, ou misturas de dois ou mais destes. 4A preferred embodiment of the present invention has the feature that the conductive mesh material comprises a metal selected from: Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn, or composites based on these metals, or mixtures of two or more thereof. 4

Uma realização preferencial da presente invenção tem a característica de o laser ter uma potência máxima nos comprimentos de onda entre 1000 nm e 1200 nm e uma potência máxima entre 5W e 60W. A presente invenção descreve ainda um processo de fabrico de módulo de uma pluralidade de células solares fabricadas de acordo o atrás descrito caracterizado por compreender adicionalmente os passos de: dispor as células solares adjacentes com a mesma disposição dos referidos substratos de foto-eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); depositar material de soldadura para vidro (3) nos substratos, apto a poder unir os dois substratos e isolar o módulo de células solares; soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (3) previamente depositado.A preferred embodiment of the present invention has the feature that the laser has a maximum power in the wavelengths between 1000 nm and 1200 nm and a maximum power between 5W and 60W. The present invention further describes a module manufacturing process of a plurality of solar cells manufactured according to the above described characterized in that it further comprises the steps of: arranging the adjacent solar cells with the same arrangement of said photoelectrode substrates (10) and counter-electrode (11); depositing welding material for glass (3) on the substrates, being able to join the two substrates and isolating the solar cell module; laser welding the two substrates together through the previously deposited glass (3) welding material.

Uma realização preferencial da presente invenção tem a característica de compreender adicionalmente os passos de: dispor as células solares adjacentes com a disposição inversa dos referidos substratos de foto-eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); depositar material de soldadura para vidro (3) nos substratos, apto a poder unir os dois substratos e isolar o módulo de células solares; depositar material condutor (13) nos substratos, apto a ligar electricamente o foto-eléctrodo (10) ao contra-eléctrodo (11) de células adjacentes; depositar material de soldadura para vidro (4) nos substratos, apto a poder isolar o referido material condutor (13) dos restantes elementos das células; 5 soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (3, 4) previamente depositado.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the steps of: arranging the adjacent solar cells with the inverse arrangement of said photoelectrode substrates (10) and counter-electrode (11); depositing welding material for glass (3) on the substrates, being able to join the two substrates and isolating the solar cell module; depositing conductive material (13) on the substrates, capable of electrically connecting the photoelectrode (10) to the counter-electrode (11) of adjacent cells; depositing welding material for glass (4) on the substrates, being able to isolate said conductive material (13) from the remaining elements of the cells; 5 laser welding the two substrates together through the previously deposited glass soldering material (3, 4).

Uma realização preferencial da presente invenção tem a caracteristica de compreender adicionalmente o passo de cortar por laser, se presente, a camada TCO depositada em um ou ambos substratos e, se presente, a malha condutora embebida ou depositada em um ou ambos substratos, de forma a separar electricamente as células solares adjacentes. A presente invenção descreve ainda um dispositivo obtenível pelo processo de fabrico de acordo com qualquer um dos atrás descritos.A preferred embodiment of the present invention has the feature of further comprising the step of laser cutting, if present, the TCO layer deposited on one or both substrates and, if present, the conductive mesh embedded or deposited on one or both substrates, in a manner to electrically separate the adjacent solar cells. The present invention further describes a device obtainable by the manufacturing process according to any of the above described.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

As células solares sensibilizadas com corante (DSCs) podem contribuir grandemente para resolver o actual paradigma energético, uma vez que são capazes de converter a energia solar em energia eléctrica, imitando o processo natural da fotossintese. Este sistema resulta de uma combinação bem sucedida de vários materiais: foto-eléctrodo de nanopartículas de T1O2 onde as moléculas orgânico-metálicas de corante são adsorvidas, electrólito que contém o par redox de iodeto/triiodeto e contra-eléctrodo de platina. A descoberta do efeito fotoeléctrico pelo cientista Edmond Becquerel em 1839 mostrou a possibilidade de conversão de energia solar em electricidade atraindo assim a atenção de muitos investigadores. No entanto, a ciência foto-electroquímica moderna apenas se tornou de interesse prático após os primeiros estudos foto-electroquímicos da interface semicondutor/electrólito desenvolvidos por 6Dye-sensitized solar cells (DSCs) can greatly contribute to resolving the current energy paradigm, as they are able to convert solar energy into electrical energy, mimicking the natural process of photosynthesis. This system results from a successful combination of various materials: photo-electrode of T1O2 nanoparticles where organic-metallic molecules of dye are adsorbed, electrolyte containing the iodide / triiodide redox pair and platinum counter electrode. The discovery of the photoelectric effect by scientist Edmond Becquerel in 1839 showed the possibility of converting solar energy into electricity attracting the attention of many researchers. However, modern photo-electrochemical science only became of practical interest after the first photo-electrochemical studies of the semiconductor / electrolyte interface developed by 6

Gerisher.[l] Apesar de várias tentativas em usar células foto-electroquimicas sensibilizadas com corante na conversão de energia solar em energia eléctrica, esses sistemas mostraram uma eficiência global muito baixa, condicionando a sua entrada no mercado. Apenas após a publicação dos trabalhos de Brian 0'Regan e Michael Grátzel em 1991 é que as DSCs começaram a ser consideradas como uma alternativa promissora de baixo custo relativamente aos dispositivos convencionais.[2] No referido trabalho é descrito o uso de filmes de nanoparticulas de T1O2 com grande área superficial, permitindo obter eficiências globais superiores a 7 %. 0 principio de funcionamento deste tipo de células foto-electroquimicas e o seu processo de fabrico são descritas por Michael Grátzel e seus co-autores nos documentos U.S. 4,927,721 e U.S. 5,084,365.[3, 4] Actualmente as DSCs mostram aproximadamente 11 % de eficiência, um valor modesto quando comparado com os 15-18 % de eficiência das células de silicio, mas compensado pelo seu melhor desempenho em condições de operação especificas. Por outro lado, as DSCs têm um custo significativamente menor do que as células de silicio.Gerisher [1] Despite several attempts to use dye-sensed photo-electrochemical cells in the conversion of solar energy to electrical energy, these systems have shown a very low overall efficiency, conditioning their entry into the market. Only after the publication of Brian O'Regan and Michael Gratzel's work in 1991 did DSCs begin to be regarded as a promising low-cost alternative to conventional devices. In the mentioned work the use of films of nanoparticles of T1O2 with great surface area is described, allowing to obtain global efficiencies superior to 7%. The principle of operation of this type of photoelectrochemical cells and their manufacturing process are described by Michael Gratzel and co-authors in US 4,927,721 and 5,084,365. [3, 4] Currently the DSCs show approximately 11% efficiency, a modest value when compared to the 15-18% efficiency of silicon cells, but offset by its better performance under specific operating conditions. On the other hand, DSCs have a significantly lower cost than silicon cells.

Na tecnologia das DSCs, o semicondutor é uma camada de óxido de mesoporoso composto por partículas de T1O2 de tamanho da ordem de grandeza dos nanometros que é sinterizada para permitir a condução electrónica entre as partículas. Adsorvida à superfície do óxido está uma monocamada de moléculas de corante que após absorção de luz são promovidas a um estado excitado de energia. Como resultado, os electrões do estado fundamental do corante são injectados na banda de condução do semicondutor, dando origem à formação de electrões excitados e à subsequente separação de carga. Os electrões livres da banda de 7 condução difundem através do semicondutor para o circuito externo, realizando trabalho eléctrico. Assim que os electrões atingem o contra-eléctrodo, normalmente uma camada fina de platina, reagem com o electrólito que preenche o espaço entre os dois eléctrodos, geralmente uma solução de um solvente de liquidos iónicos contendo um sistema redox de triiodeto/iodeto. 0 estado original oxidado do corante é subsequentemente reposto por doação de electrões do electrólito, que é regenerado no contra-eléctrodo de platina por redução do triiodeto. 0 electrólito permite, portanto, o transporte de cargas entre os dois eléctrodos da DSC, fechando o ciclo. Para além dos vários esforços que têm vindo a ser desenvolvidos no campo da eficiência e estabilidade a longo prazo das DSCs, o aumento de escala da tecnologia DSC para células de maiores dimensões também necessita de progredir rapidamente. No entanto, o tamanho da célula e a condutividade dos substratos influenciam a resistência interna das células solares. Se a área activa da DSC é aumentada para produzir uma maior quantidade de energia, a eficiência global diminui devido às grandes resistências verificadas na superfície de óxido condutor transparente (TCO). Por esta razão, são normalmente utilizadas células de tamanho reduzido, com uma área activa menor do que 1 cm2, para obter valores de alta eficiência em estudos não-industriais. Para o aumento de escala das DSCs foram considerados três configurações diferentes de módulos: i) configuração de módulos em paralelo; ii) configuração de módulos em série em tipo-Z e tipo-W e iii) configuração em série mononolítica. Cada configuração tem vantagens e desvantagens, demonstradas em trabalhos anteriores. Na configuração em paralelo são incorporadas linhas condutoras numa célula de grandes dimensões para recolher a corrente.In the DSC technology, the semiconductor is a layer of mesoporous oxide composed of particles of T1O2 of size of the order of magnitude of the nanometers that is sintered to allow the electronic conduction between the particles. Adsorbed to the surface of the oxide is a monolayer of dye molecules which upon absorption of light are promoted to an excited state of energy. As a result, the dye ground state electrons are injected into the conducting band of the semiconductor, giving rise to excited electron formation and subsequent charge separation. The free electrons of the conduction band diffuse through the semiconductor to the external circuit, performing electrical work. As soon as the electrons reach the counter electrode, usually a thin layer of platinum, they react with the electrolyte filling the space between the two electrodes, usually a solution of a solvent of ionic liquids containing a triiodide / iodide redox system. The oxidized original state of the dye is subsequently replaced by electron donation of the electrolyte, which is regenerated at the platinum counter electrode by reduction of the triiodide. The electrolyte therefore allows the transport of charges between the two electrodes of the DSC, closing the cycle. In addition to the various efforts that have been made in the field of long-term efficiency and stability of DSCs, the scaling up of DSC technology to larger cells also needs to progress rapidly. However, the cell size and conductivity of the substrates influence the internal resistance of the solar cells. If the active area of the DSC is increased to produce a greater amount of energy, the overall efficiency decreases due to the high resistance verified on the transparent conductive oxide (TCO) surface. For this reason, cells of reduced size, with an active area of less than 1 cm2, are usually used to obtain high efficiency values in non-industrial studies. In order to increase the DSC scale, three different module configurations were considered: i) configuration of modules in parallel; ii) configuration of Z-type and W-type series modules and iii) mononolytic series configuration. Each configuration has advantages and disadvantages, demonstrated in previous work. In parallel configuration conductive lines are incorporated into a large cell to collect the current.

Estas linhas condutoras têm, no entanto, de ser protegidas do electrólito. As células individuais são ligadas externamente e, em seguida, são combinadas num painel solar. 0 primeiro projecto de um módulo montado em paralelo foi testado em 1995, usando linhas condutoras protegidos por polímeros ou esmaltes cerâmicos para recolher a corrente num módulo de substrato de vidro com 10 x 10 cm2. [5] Todos os materiais seleccionados para reduzir a resistência à condução de corrente foram corroídos pelo electrólito, mesmo quando protegidos, devido a pequenas fugas na interface revestida com o substrato. Para garantir um isolamento satisfatória eram necessárias várias camadas espessas de revestimento, resultando num aumento da espessura da célula e provocando uma consequente redução no factor de preenchimento (fill factor) . Apesar de ser reconhecido que na configuração em paralelo a superfície de área activa é maior, em 1997 os trabalhos relativamente a esta configuração foram suspensos, sendo retomados apenas em 2001. Neste momento, e após identificação de novos revestimentos protectores para as linhas condutoras de prata, foi desenvolvida uma nova configuração resultando numa eficiência do módulo de 6 % (18 x 10 cm2) . O desafio mantém-se ainda no aumento do factor de preenchimento, sendo necessário para isso a redução da espessura da célula.These conductor lines must, however, be protected from the electrolyte. The individual cells are attached externally and then are combined into a solar panel. The first design of a parallel mounted module was tested in 1995 using polymer-protected conductor lines or ceramic enamels to collect current in a 10 x 10 cm2 glass substrate module. [5] All materials selected to reduce current-carrying resistance were corroded by the electrolyte, even when protected, due to minor leakage at the interface coated with the substrate. To ensure satisfactory insulation several thick coating layers were required, resulting in an increase in cell thickness and resulting in a reduction in fill factor. Although it is recognized that in parallel configuration the area of active area is larger, in 1997 the work on this configuration was suspended and only resumed in 2001. At this time, and after identification of new protective coatings for the conductive silver lines , a new configuration was developed resulting in a module efficiency of 6% (18 x 10 cm2). The challenge is still to increase the fill factor, which requires the reduction of cell thickness.

Para a configuração de módulos em série, todas as células são fabricadas simultaneamente já com as ligações em série integradas, sejam módulos montados em configuração-Z ou -W. Na ligação integrada em série do tipo-Z o substrato de vidro revestido com a camada de TCO é estruturado por gravação laser. Em seguida, o semicondutor e a camada de contra-eléctrodo são impressos por uma impressora de filmes 9 finos nos respectivos substratos ao mesmo tempo que as linhas condutoras de prata e que o material selante. O material selante, frita de vidro, um polímero ou uma pasta de vidro, é impresso em ambos os lados das linhas de prata actuando como barreira protectora.[6] Após o processo de sinterização do semiconductor e contra-eléctrodo, este último é alinhado com o foto-eléctrodo do substrato adjacente e selado de acordo com as características do material selante seleccionado. É obtida uma selagem em torno das linhas de prata e o contacto eléctrico do tipo-Z é formado. É possível obter elevados valores de eficiência desde que uma camada de partículas de maior dimensão para dispersão de luz seja aplicada sobre a camada do semicondutor nanoestruturado. Não existem contrastes na produção de energia entre as células individuais constituintes do módulo uma vez que o foto- e o contra-eléctrodos estão posicionados em substratos diferentes. Por outro lado, na configuração do tipo-W o foto- e contra-eléctrodos estão posicionados no mesmo substrato, resultando que a energia produzida é independente do lado de iluminação da célula solar. Tal como na configuração do tipo-Z, a camada de TCO é estruturada por gravação laser. No entanto, o semicondutor, o contra-eléctrodo e o material selante são impressos por uma impressora de filmes finos alternadamente nos dois substratos. Depois do processo de sinterização de ambos os eléctrodos, os dois substratos são alinhados de forma a que o contra-eléctrodo seja posicionado directamente sobre o semicondutor do substrato adjacente. É obtida uma selagem hermética e o contacto do tipo-W é formado. A principal vantagem desta configuração é que não são necessárias linhas condutoras de prata e, por essa razão, este tipo de desenho de módulo tem um processo de fabrico mais simples. No entanto, esta configuração só é 10 vantajosa em termos de custo se o desempenho do módulo for melhorada, uma vez que a camada de partículas de maior dimensão para dispersão de luznão pode ser aplicada neste caso (uma vez que metade das células constituintes são iluminadas pelo contra-eléctrodo) . Vários estudos foram conduzidos no sentido de aumentar o número de fotões absorvidos pelas moléculas de corante neste tipo de configuração. Por exemplo, a camada de platina e de electrólito podem ser menos espessas e o foto-eléctrodo das células iluminadas pelo contra-eléctrodo poderá ser mais espesso de forma a igualar a eficiência das células iluminadas pelo foto-eléctrodo. A configuração monolítica foi proposta por Kay et al. em 1996. Estes autores desenvolveram uma DSC que permite uma ligação em série num único substrato de vidro. De facto, esta configuração elimina um substrato de vidro (um dos componentes mais dispendiosos da DSC), sendo ambos os eléctrodos aplicados em camadas no mesmo substrato de vidro. A camada de TCO sobre o substrato de vidro é estruturada por gravação laser. De seguida, são aplicadas três camadas no substrato de vidro através de uma impressora de filmes finos: primeiro o foto-eléctrodo nanoporoso; depois uma camada porosa de um isolante eléctrico para prevenir curto-circuito nos casos em que o material do contra-eléctrodo forma contacto óhmico com o foto-eléctrodo; finalmente o contra-eléctrodo poroso de grafite é aplicado sobre o extremo de TCO e no isolante adjacente, ligando consequentemente a célula solar em série. Ao mesmo tempo o material selante é impresso. Depois da sinterização dos eléctrodos é assegurada uma selagem hermética entre as células. Esta configuração não necessita de linhas condutoras de prata e necessita apenas de um 11 substrato de vidro coberto com uma camada de TCO. Além disso permite ajustar a distância entre os eléctrodos através da variação da espessura da camada de isolante eléctrico. No entanto, esta configuração de sequência de camadas monolíticas não permite a obtenção de células semitransparentes devido ao uso da mencionada camada isoladora. Além disso os contra-eléctrodos feitos de camadas de grafite possuem elevada resistência à condução de corrente eléctrica e baixa actividade catalítica. Esta configuração foi suspensa em 2000 uma vez que necessita de melhoramentos no que diz respeito aos materiais seleccionados, principalmente no que diz respeito ao contra-eléctrodo de carbono.For the configuration of serial modules, all cells are manufactured simultaneously with integrated serial connections, whether they are modules in Z-configuration or -W configuration. In the Z-type series integrated bonding the glass substrate coated with the TCO layer is structured by laser engraving. Thereafter, the semiconductor and the counter-electrode layer are printed by a thin film printer 9 on the respective substrates at the same time as the silver conductor lines and the sealant material. The sealant material, glass frit, a polymer or a glass paste, is printed on both sides of the silver lines acting as a protective barrier. After the sintering process of the semiconductor and counter-electrode, the latter is aligned with the photo-electrode of the adjacent substrate and sealed according to the characteristics of the selected sealant material. A seal is obtained around the silver lines and the Z-type electrical contact is formed. High efficiency values can be obtained as long as a larger particle layer for light scattering is applied over the nanostructured semiconductor layer. There are no contrasts in energy production between the individual constituent cells of the module since the photo- and the counter-electrodes are positioned on different substrates. On the other hand, in the W-type configuration the photo- and counter-electrodes are positioned on the same substrate, resulting that the energy produced is independent of the illumination side of the solar cell. As in the Z-type configuration, the TCO layer is structured by laser engraving. However, the semiconductor, the counter electrode and the sealant material are printed by a fine film printer alternately on both substrates. After the sintering process of both electrodes, the two substrates are aligned so that the counter electrode is positioned directly on the semiconductor of the adjacent substrate. An airtight seal is obtained and the W-type contact is formed. The main advantage of this configuration is that silver conductive lines are not required and, for this reason, this type of module design has a simpler manufacturing process. However, this configuration is only cost-effective if the performance of the module is improved, since the larger particle layer for light scattering can not be applied in this case (since half of the constituent cells are illuminated by the counter-electrode). Several studies have been conducted in order to increase the number of photons absorbed by the dye molecules in this type of configuration. For example, the platinum and electrolyte layer may be less thick and the photo-electrode of the cells illuminated by the counter electrode may be thicker so as to equal the efficiency of the cells illuminated by the photoelectrode. The monolithic configuration was proposed by Kay et al. in 1996. These authors developed a DSC that allows a series bonding on a single glass substrate. In fact, this configuration eliminates a glass substrate (one of the most costly components of DSC), both electrodes being layered on the same glass substrate. The TCO layer on the glass substrate is structured by laser engraving. Subsequently, three layers are applied to the glass substrate through a thin film printer: first the nanoporous photo-electrode; then a porous layer of an electrical insulation to prevent short circuit in cases where the counter electrode material forms ohmic contact with the photoelectrode; finally the porous graphite counter electrode is applied over the TCO end and the adjacent insulation, consequently connecting the solar cell in series. At the same time the sealant material is printed. After the sintering of the electrodes, a tight seal between the cells is ensured. This configuration does not require silver conductive lines and only requires a glass substrate covered with a TCO layer. In addition it allows adjusting the distance between the electrodes by varying the thickness of the layer of electrical insulation. However, this monolithic layer sequence configuration does not allow semi-transparent cells to be obtained due to the use of said insulation layer. In addition, the counter electrodes made of graphite layers have high resistance to electric current conduction and low catalytic activity. This configuration was suspended in 2000 since it needs improvements with respect to the selected materials, especially with regard to the carbon counter electrode.

[1] Gerischer, H. J. Electrochem. Soc. 1966, 113, 1174.[1] Gerischer, H. J. Electrochem. Soc., 1966, 113, 1174.

[2] B. 0'Regan, and M. Grãtzel, A Low-Cost, High-Efficiency[2] B. O'Regan, and M. Gratzel, A Low-Cost, High-Efficiency

Solar-Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiCu Films. Nature 353 (1991) 737-740.Solar-Cell Based on Dye-Sensitized Colloidal TiCu Films. Nature 353 (1991) 737-740.

[3] M. Grãtzel, and P. Liska, Photo-Electrochemical Cell, US 4,927,721, 1990.[3] M. Gratzel, and P. Liska, Photo-Electrochemical Cell, US 4,927,721, 1990.

[4] M. Grãtzel, and P. Liska, Photo-Electrochemical cell and process of making same, US 5,084,365, 1992.[4] M. Gratzel, and P. Liska, Photo-Electrochemical Cell and Process of Making Same, US 5,084,365, 1992.

[5] G. E. Tulloch, Light and energy - dye solar cells for the 21st century. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 164 (2004) 209-219.[5] G. E. Tulloch, Light and energy - dye solar cells for the 21st century. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 164 (2004) 209-219.

[6] A. Mendes, J. Mendes, H. Ribeiro, M. Grãtzel, L. Andrade, L. Gonçalves, C. Costa, Glass sealing of dye-sensitized solar cells, PCT/IB2009/055511, 2009. 12[6] A. Mendes, J. Mendes, H. Ribeiro, M. Grãtzel, L. Andrade, L. Gonçalves, C. Costa, Glass sealing of dye-sensitized solar cells, PCT / IB2009 / 055511, 2009. 12

Descrição geral da invenção A presente invenção descreve o processo de fabrico de módulos de células solares sensibilizadas com corante usando óxidos transparentes altamente condutores incorporados no substrato de vidro e a sua correspondente selagem, recorrendo a um processo capaz de melhorar o tempo de vida do módulo.General Description of the Invention The present invention describes the process of manufacturing dye-sensitized solar cell modules using highly conductive transparent oxides incorporated in the glass substrate and their corresponding sealing using a process capable of improving the life of the module.

Nos substratos de vidro aqui revelados é aplicada uma malha de linhas condutoras muito finas de prata (2) inseridas em ranhuras feitas no vidro sem TCO, que é depois revestido com uma camada convencional de TCO (6) . Esta malha de linhas altamente condutoras faz a recolha dos electrões da camada de TCO e transporta-os para os limites do módulo. Esta tecnologia permite minimizar o problema inerente às elevadas resistências internas do TCO e consequente baixo factor de preenchimento das DSCs durante o aumento de escala deste tipo de células solares. 0 método de selagem destes substratos de vidro ETCO (do inglês Embedded TCO) é também descrito na presente invenção. É usado um método de selagem rápido e pouco dispendioso, baseado num processo de fusão assistido por laser de pasta de vidro a baixa temperatura. 0 processo de selagem usado na presente invenção ocorre através da aplicação de um cordão de pasta de vidro (3 e 4) no perímetro externo do substrato do foto-eléctrodo da célula depois de impresso e sinterizado. 0 substrato de vidro com o contra-eléctrodo já sinterizado (11) é depois posicionado sobre o substrato de vidro do fotoelétrodo (10) e o processo de adesão entre o material selante e os substratos é iniciado por aplicação de pressão. Os dois 13 substratos previamente unidos são então preferencialmente aquecidos a 100-300°C, temperatura preferencialmente inferior à temperatura que todos os componentes da célula podem aguentar.In the glass substrates disclosed herein, a mesh of very fine silver conductor lines (2) is inserted into grooves made in the glass without TCO, which is then coated with a conventional layer of TCO (6). This mesh of highly conductive lines collects electrons from the TCO layer and transports them to the boundaries of the module. This technology allows to minimize the problem inherent to the high internal resistance of the TCO and consequent low filling factor of the DSCs during the scaling of this type of solar cells. The method of sealing these ETCO (Embedded TCO) glass substrates is also described in the present invention. A fast and inexpensive sealing method is used, based on a laser-assisted low-temperature glass-paste melting process. The sealing process used in the present invention occurs by applying a glass paste strand (3 and 4) to the outer perimeter of the photo-electrode substrate of the cell after printing and sintering. The glass substrate having the sintered counter-electrode 11 is then positioned on the glass substrate of the photoelectrode 10 and the adhesion process between the sealant material and the substrates is initiated by applying pressure. The two previously bonded substrates are then preferably heated to 100-300Â ° C, preferably below the temperature which all components of the cell can withstand.

Normalmente um módulo de células fotovoltaicas deve conter várias células individuais conectadas em série e organizadas em configuração Z- ou W-. Em ambos os casos, as áreas activas individuais devem ser separadas a fim de evitar migrações iónicas entre células, para que não sejam verificados gradientes de potencial - fenómeno de electroforese. Este fenómeno é evitado de forma muito eficiente usando o processo de selagem com pasta de vidro mencionado anteriormente.Typically a photovoltaic cell module must contain several individual cells connected in series and arranged in a Z- or W- configuration. In both cases, the individual active areas must be separated in order to avoid ionic migrations between cells, so that potential gradients - electrophoresis phenomena are not verified. This phenomenon is very efficiently avoided using the aforementioned glass paste sealing process.

Descrição das FigurasDescription of Figures

Para uma mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem, limitar o objecto da presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a more complete understanding of the invention, the following are attached figures which represent preferred embodiments of the invention which, however, are not intended to limit the subject matter of the present invention.

Na Figura 1 é apresentada uma representação esquemática do desenho do módulo de DSCs baseado na tecnologia e no processo de selagem assistida por feixe laser. Em particular a referida figura exibe: 1. Célula individual, composta pelos elementos representados na Figura 2/ 2. Malha de material conductivo seleccionado para colector embebido no substrato; 3. Cordão de soldadura do módulo; 4. Cordão de soldadura de cada célula individual; 14 5. Interrupção feita por laser das linhas de prata do colector embebido no substrato; 6. Substrato de vidro do módulo de DSCs baseado na tecnologia de colectores embebidos; 7. Colector prata que recolhe a corrente de toda a malha de material conductivo embebido no substrato.In Figure 1 there is shown a schematic representation of the DSC module design based on the technology and the laser beam assisted sealing process. In particular, said figure shows: 1. Individual cell, composed of the elements shown in Figure 2 / 2. Selected conductive material mesh for collector embedded in the substrate; 3. Welding cord of the module; 4. Weld bead of each individual cell; 14 5. Interruption by laser of the silver lines of the collector embedded in the substrate; 6. Glass substrate of DSCs module based on embedded collector technology; 7. Silver collector that collects the current from the entire mesh of conductive material embedded in the substrate.

Na Figura 2 está apresentada um corte longitudinal do módulo de DSC montado numa configuração-W. As setas representam o fluxo de electrões através do módulo. Em particular esta figura exibe: 4. Cordão de soldadura de cada célula individual; 6. Substrato de vidro do módulo de DSCs baseado na tecnologia de colectores embebidos; 8. Óxido condutor transparente (TCO); 9. Interrupção feita por laser do TCO; 10. Foto-eléctrodo (semiconductor como um corante adsorvido na sua superfície); 11. Contra-eléctrodo; 12. Espaço entre os eléctrodos preenchido pelo electrólito.In Figure 2 there is shown a longitudinal section of the DSC module mounted in a W-configuration. The arrows represent the flow of electrons through the module. In particular this figure shows: 4. Weld bead of each individual cell; 6. Glass substrate of DSCs module based on embedded collector technology; 8. Transparent conductive oxide (TCO); 9. Laser interruption of the TCO; 10. Photo-electrode (semiconductor as a dye adsorbed on its surface); 11. Counter-electrode; 12. Electrode-filled space between the electrodes.

Na Figura 3 está apresentada um corte longitudinal do módulo de DSC montado numa configuração-Z. As setas representam o fluxo de electrões através do módulo. Em particular esta figura exibe: 4. Cordão de soldadura de cada célula individual; 6. Substrato de vidro do módulo de DSCs baseado na tecnologia de colectores embebidos; 8. Óxido condutor transparente (TCO); 9. Interrupção feita por laser do TCO; 10. Foto-eléctrodo (semiconductor como um corante adsorvido na sua superfície); 15 11. Contra-eléctrodo; 12. Espaço entre os eléctrodos preenchido pelo electrólito. 13. Colector de prata. A Figura 4 apresenta um esboço do fluxo electrónico num módulo de DSCs montado com uma configuração-W. As setas representam o fluxo de electrões através do módulo. Em particular a figura referida exibe: 10. Foto-eléctrodo (semiconductor como um corante adsorvido na sua superfície); 11. Contra-eléctrodo; 14. Fluxo electrónico. A Figura 5 apresenta, como um exemplo ilustrativo não limitativo, um esboço do fluxo electrónico num módulo de DSCs montado com uma configuração-Z. As setas representam o fluxo de electrões através do módulo. Em particular a figura referida exibe: 10. Foto-eléctrodo (semiconductor como um corante adsorvido na sua superfície); 11. Contra-eléctrodo; 14. Fluxo electrónico.In Figure 3 there is shown a longitudinal section of the DSC module mounted in a Z-configuration. The arrows represent the flow of electrons through the module. In particular this figure shows: 4. Weld bead of each individual cell; 6. Glass substrate of DSCs module based on embedded collector technology; 8. Transparent conductive oxide (TCO); 9. Laser interruption of the TCO; 10. Photo-electrode (semiconductor as a dye adsorbed on its surface); 15. Counter-electrode; 12. Electrode-filled space between the electrodes. 13. Silver collector. Figure 4 shows an outline of the electronic flow in a DSC module assembled with a W-configuration. The arrows represent the flow of electrons through the module. In particular the said figure shows: 10. Photo-electrode (semiconductor as a dye adsorbed on its surface); 11. Counter-electrode; 14. Electronic flow. Figure 5 shows, as an illustrative non-limiting example, an outline of the electronic flow in a DSC module mounted with a Z-configuration. The arrows represent the flow of electrons through the module. In particular the said figure shows: 10. Photo-electrode (semiconductor as a dye adsorbed on its surface); 11. Counter-electrode; 14. Electronic flow.

Descrição detalhada da invenção A presente invenção revela um processo completo de fabrico de módulos de DSCs compostos por um número optimizado de células individuais (1). Cada célula individual tem de ser isolada das células vizinhas usando um selante apropriado (4), estável em termos mecânicos e térmicos e quimicamente inerte ao electrólito. Para além disto, o material selante deve evitar transporte de massa entre as células vizinhas. 16DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention discloses a complete process for manufacturing DSC modules composed of an optimized number of individual cells (1). Each individual cell must be isolated from neighboring cells using a suitable sealant (4), thermally stable and chemically inert to the electrolyte. In addition, the sealant material should avoid mass transport between neighboring cells. 16

Na presente invenção é usado um método de selagem rápido e pouco dispendioso, baseado num processo de fusão, assistido por feixe laser, de pasta de vidro a baixa temperatura. A descrição deste método é feita abaixo. Os módulos podem ser montados com uma configuração em Z- ou W-. Os substratos de vidro do módulo são revestidos com uma malha de linhas condutoras muito finas (2) inseridas em ranhuras desenhadas no vidro sem TCO ou depositadas sobre o substrato de vidro, sendo protegidas posteriormente com uma camada de TCO convencional. Este novo substrato contém uma malha de linhas altamente condutoras incorporadas ou depositadas no substrato de vidro por baixo da camada de TCO. 0 TCO é uma camada muito fina, habitualmente com cerca de 200 nm a 300 nm, ou cerca de 300 a 400 nm, ou cerca de 400 a 500 nm, ou cerca de 500 a 600 nm, ou cerca de 600 a 700 nm, ou até mesmo de 100 nm a 1000 nm.In the present invention, a fast and inexpensive sealing method based on a laser beam-assisted melting process of glass paste at low temperature is used. The description of this method is done below. The modules can be mounted with a Z- or W- configuration. The glass substrates of the module are coated with a mesh of very fine conductive lines (2) inserted into grooves drawn on glass without TCO or deposited on the glass substrate, and are subsequently protected with a conventional TCO layer. This new substrate contains a mesh of highly conductive lines embedded or deposited on the glass substrate beneath the TCO layer. The TCO is a very thin layer, usually about 200 nm to 300 nm, or about 300 to 400 nm, or about 400 to 500 nm, or about 500 to 600 nm, or about 600 to 700 nm, or even from 100 nm to 1000 nm.

Dependendo da configuração do módulo seleccionada, o processo de montagem deve incluir os seguintes passos: i) Preparação dos substratos de vidro, depositando preferencialmente a referida malha metálica, e perfuração de furos no substrato preferencialmente correspondente ao contra-eléctrodo para enchimento do módulo com electrólito; ii) Lavagem dos substratos de vidro preferencialmente com água destilada e detergentes, devendo ser posteriormente preferencialmente sonicados em etanol durante 30 minutos e secos por convecção de ar. iii) Impressão do foto-eléctrodo e contra-eléctrodo nos respectivos substratos de vidro; iv) Sinterização dos foto- e contra-eléctrodos; 17 v) Impressão do cordão de pasta de vidro do módulo e das células individuais; vi) Selagem assistida por laser do módulo e células individuais; vii) Etapa de coloração do foto-eléctrodo através da injecção de uma solução de corante por um dos furos do contra-eléctrodo, e recolha da solução de corante por um segundo furo para reprocessarnento; viii) Recirculação com solvente puro (acetonitrilo ou etanol) para remover moléculas de corante que não foram adsorvidas e secagem preferencialmente com azoto; ix) Introdução do electrólito através dos furos da parte anterior do módulo; x) Selagem dos furos preferencialmente com pó de vidro e fusão a laser.Depending on the configuration of the module selected, the assembly process should include the following steps: i) Preparation of the glass substrates, preferably depositing said metal mesh, and drilling holes in the substrate preferably corresponding to the counter electrode for filling the module with electrolyte ; ii) Washing of the glass substrates preferably with distilled water and detergents, and then preferably sonicated in ethanol for 30 minutes and dried by air convection. iii) Photo-electrode and counter-electrode printing on the respective glass substrates; (iv) photo- and anti-electrode sintering; 17 (v) Printing the glass paste bead of the module and individual cells; vi) Laser-assisted sealing of the module and individual cells; (vii) photo-electrode staining step by injecting a solution of dye into one of the counter electrode holes, and collecting the dye solution through a second bore for reprocessing; viii) Recirculation with pure solvent (acetonitrile or ethanol) to remove dye molecules that were not adsorbed and preferentially dried with nitrogen; ix) Introduction of the electrolyte through the holes in the front of the module; x) Sealing the holes preferably with glass powder and laser fusion.

Cada célula individual (1) que constitui o módulo descrito na presente invenção consiste num primeiro eléctrodo (10) composto por uma camada mesoporosa de um óxido condutor transparente de partículas nanométricas, depositadas sobre um substrato de vidro incorporando a referida malha metálica (6 e 8). Adsorvido na superfície do óxido semicondutor está uma camada de moléculas de corante. A foto-excitação do corante resulta na injecção de um electrão na banda de condução do óxido. O segundo eléctrodo (11), também depositado no substrato de vidro preferencialmente incorporando a referida malha metálica (6 e 8) , é revestido com um material catalisador capaz de superar a elevada energia de activação da transferência electrónica no contra-eléctrodo. O espaço entre os dois eléctrodos (12) é preenchido com um electrólito, 18 normalmente um par redox disperso num solvente orgânico. Os dois eléctrodos são selados usando um cordão de um percursor de pasta de vidro (9). 0 cordão da pasta de vidro é depois aquecido até à sua temperatura de fusão, assistida pelo uso de um feixe laser, permitindo a selagem dos dois substratos de vidro.[6]Each individual cell (1) forming the module described in the present invention consists of a first electrode (10) composed of a mesoporous layer of a transparent conductive oxide of nanometric particles deposited on a glass substrate incorporating said metal mesh (6 and 8 ). Adsorbed on the surface of the semiconductor oxide is a layer of dye molecules. Photo-excitation of the dye results in the injection of an electron into the conduction band of the oxide. The second electrode 11, also deposited on the glass substrate preferably incorporating said metal mesh 6 and 8, is coated with a catalyst material capable of overcoming the high activation energy of the electronic transfer in the counter-electrode. The space between the two electrodes (12) is filled with an electrolyte, usually a redox pair dispersed in an organic solvent. The two electrodes are sealed using a bead of a glass paste precursor (9). The glass paste strand is then heated to its melt temperature, assisted by the use of a laser beam, allowing the sealing of the two glass substrates. [6]

Os substratos de vidro são normalmente revestidos com uma camada de óxido condutor transparente (8) (p.e. Sn02:F ou Sn02:In com elevada transmissão óptica (&gt; 80%) e baixas resistências óhmicas (&lt;10 Q/quadrado). No entanto, em células de grandes dimensões usadas no aumento de escalada tecnologia DSC observam-se resistências elevadas na superfície do TCO, responsáveis pela elevada resistência interna e baixo factor de preenchimento. Tal como já mencionado, a presente invenção inclui um novo substrato de vidro incorporando a referida malha metálica e uma camada convencional de TCO. [7] Este substrato é composto por uma malha de linhas condutoras muito finas (2) (por ex. Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn ou uma mistura destes metais um compósitos destes metais) inseridas em ranhuras desenhadas no vidro ou depositadas sobre o substrato que são depois revestidas com uma camada de TCO convencional (6) . Esta rede de linhas altamente condutoras faz a recolha de electrões da camada de TCO conduzindo-os até a periferia dos módulos. A camada de semiconductor que constitui o foto-eléctrodo (10) é tipicamente obtida por aplicação de uma pasta de um óxido metálico de partículas nanocristalinas sobre um substrato condutor, impresso por uma impressora de filmes finos ou pela técnica de &quot;doctor blading&quot;. Os filmes de óxido nanocristalino devem preferencialmente possuir 19 elevadas áreas superficiais, com partículas de tamanho médio de 20 nm, disponibilizando uma área superficial significativamente elevada à adsorção de corante. O dióxido de titânio é o semicondutor preferencialmente usado em DSCs (forma anatase). Apesar disso, os óxidos com bandas de condução mais alargadas como ZnO, Nb20s ou SnC&gt;2 podem também ser considerados. Estruturas nanocristalinas modificadas de TÍO2 podem ser igualmente utilizadas: nanotubos, nanofios e nanocones. Estas estruturas ordenadas e orientadas aumentam a condutividade eléctrica nos foto-eléctrodos de TÍO2, favorecendo a circulação electrónica através do filme. Além disto, nanoestruturas ordenadas parecem induzir efeitos de dispersão óptica, resultando em eficiências de recolha de electrões mais elevada. Uma segunda camada pode ser sinterizada sobre a camada transparente, actuando como uma camada dispersora de luz. Essa camada consiste em partículas de Ti02 de dimensões maiores (entre 100 e 400 nm) que funcionam como um sistema de dispersão óptica. Os corantes adsorvidos na superfície do semiconductor são baseados em complexos de bipiridil de ruténio; corantes orgânicos como porfirinas, ftalocianinas, cianinas e merocianinas, hemicianina, antocianina, indolina, cumarina, Eosina Y, perileno, antraquinona, pentaceno, trifenilamina; quantum dots; e o uso simultâneo de vários corantes com diferentes respostas espectrais. As células são coradas depois do processo de selagem ter sido realizado por recirculação de corante, injectando a solução num dos furos e recolhendo-a através do segundo furo. Logo após, faz-se preferencialmente circular um solvente puro (acetonitrilo e etanol) para remover moléculas de corante que não foram adsorvidas, seguido da passagem preferencial de uma corrente de azoto para secar os eléctrodos. 20Glass substrates are usually coated with a transparent conductive oxide layer (8) (eg Sn02: F or Sn02: In with high optical transmission (> 80%) and low ohmic resistances (<10 Q / square). However, in large cells used in the scaling up DSC technology high surface resistance of the TCO is observed, responsible for the high internal resistance and low fill factor. As already mentioned, the present invention includes a new glass substrate incorporating (2) (eg Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn, or a mixture of these metals 1, 2, 3, 4 and 5). composites of these metals) inserted into grooves drawn on the glass or deposited on the substrate which are then coated with a conventional TCO layer 6. This network of highly conductive lines collects electrons from the bed of TCO to the periphery of the modules. The semiconductor layer constituting the photoelectrode 10 is typically obtained by applying a paste of a metal oxide of nanocrystalline particles onto a conductive substrate, printed by a thin film printer or by the &quot; doctor blading &quot; technique. Nanocrystalline oxide films should preferably have 19 high surface areas, with average particle size of 20 nm, providing a significantly high surface area to the dye adsorption. Titanium dioxide is the semiconductor preferably used in DSCs (anatase form). Nevertheless, oxides with wider conduction bands such as ZnO, Nb20s or SnC &gt; 2 may also be considered. Modified nanocrystalline structures of TiO2 can also be used: nanotubes, nanowires and nanocones. These ordered and oriented structures increase the electrical conductivity in the TiO2 photoelectrodes, favoring the electronic circulation through the film. In addition, ordered nanostructures appear to induce optical dispersion effects, resulting in higher electron withdrawal efficiencies. A second layer may be sintered on the transparent layer, acting as a light scattering layer. This layer consists of larger Ti02 particles (between 100 and 400 nm) that function as an optical dispersion system. The dyes adsorbed on the surface of the semiconductor are based on ruthenium bipyridyl complexes; organic dyes such as porphyrins, phthalocyanines, cyanines and merocyanines, hemicyin, anthocyanin, indoline, coumarin, Eosin Y, perylene, anthraquinone, pentacene, triphenylamine; quantum dots; and the simultaneous use of various dyes with different spectral responses. The cells are stained after the sealing process has been performed by recirculating dye, injecting the solution into one of the holes and collecting it through the second bore. Subsequently, a pure solvent (acetonitrile and ethanol) is preferably circulated to remove dye molecules which have not been adsorbed, followed by the preferential passage of a stream of nitrogen to dry the electrodes. 20

Os electrões foto-excitados circulam pelo circuito externo até ao contra-eléctrodo (11) onde são transferidos para o electrólito (12), tipicamente reduzindo o ião triiodeto a iodeto na presença de um catalisador capaz de assegurar uma cinética de reacção rápida. A platina é normalmente o material usado como catalisador uma vez que não só permite elevadas densidades de corrente de permuta, como também é transparente. Catalisadores baseados em carbono (p.e. carbono, carbon black, grafite, carbono activado, grafeno, nanotubos de carbono de parede simples ou polímeros condutores) podem também ser usados como contra-eléctrodos em DSCs. 0 contra-eléctrodo pode ser também aplicado por uma impressora de filmes finos. 0 par redox que constitui o electrólito (12) tem como função permitir a regeneração do corante depois da injecção electrónica na banda de condução do semicondutor e transportar as cargas positivas (lacunas) em direcção ao contra-eléctrodo. 0 electrólito líquido mais comummente usado em DSCs é baseado no par triodeto/iodeto, dissolvido em solventes não voláteis como líquidos iónicos ou em solventes voláteis pouco viscosos como acetonitrilo. 0 electrólito é preferencialmente introduzido no interior da célula depois do processo de selagem usando os mesmos furos usados para a injecção do corante. 0 processo de selagem usado na presente invenção considera a aplicação preferencial de um cordão de pasta de vidro (3 e 4) no perímetro externo do substrato do foto-eléctrodo da célula depois da impressão e sinterização do semicondutor. Os solventes da pasta de vidro são parcialmente evaporados, seguindo-se o posicionamento do substrato com o contra-eléctrodo (11), previamente sinterizado, sobre o substrato 21 de vidro do foto-eléctrodo (10). A aderência entre o selante e o substrato de vidro é iniciada por aplicação de pressão. O conjunto dos dois substratos é então aquecido a 100-300 °C, temperatura inferior à temperatura a que todos os componentes da célula podem ser sujeitos. Esta etapa de aquecimento é realizada de acordo com o descrito pelos fabricantes da pasta de vidro, para permitir uma eficiente evaporação dos solventes; nesta etapa a célula não está ainda selada. Este processo de fabrico de DSC evita um processo de aquecimento longo sugerido na patente WO/2007/067402. O foto-eléctrodo (10) e o contra-eléctrodo (11) são montados de forma a que estejam espaçados com uma distância determinada e constante ao longo de toda a área activa da célula (12). A precisão desta distância é normalmente alcançada através do uso de um espaçador como uma estrutura de metal. De forma a realizar o processo de soldadura com uma aderência permanente de ambos os substratos de vidro é necessário que, depois do contacto entre ambos os substratos, seja atingida a temperatura de fusão da pasta de vidro. No entanto, os componentes interiores da célula não podem ser aquecidos a temperaturas superiores a 300 °C com o risco de serem degradados. A temperatura é alcançada por utilização de um feixe laser que é direccionado perpendicularmente e sobre o contra-eléctrodo. Este feixe atravessa o contra-eléctrodo (11) e é focado no cordão da pasta de vidro, causando apenas um aquecimento local capaz de evitar o sobreaquecimento dos restantes componentes da célula e permitindo a respectiva fusão do material. O feixe laser percorre todo o cordão de pasta de vidro impresso na célula/módulo, num padrão de avanço e recuo. O avanço é preferencialmente sempre maior que o recuo. Isto permite uma selagem mais eficiente uma 22 vez que o calor é distribuído de forma mais uniforme ao longo de uma área de pasta maior.Photo-excited electrons circulate through the external circuit to the counter electrode (11) where they are transferred to the electrolyte (12), typically reducing the triiodide ion to iodide in the presence of a catalyst capable of ensuring fast reaction kinetics. Platinum is usually the material used as a catalyst since it not only allows high exchange current densities, but is also transparent. Carbon-based catalysts (eg carbon, carbon black, graphite, activated carbon, graphene, single-walled carbon nanotubes or conductive polymers) may also be used as counter electrodes in DSCs. The counter-electrode may also be applied by a thin film printer. The redox pair constituting the electrolyte 12 has the function of allowing the dye regeneration after the electronic injection into the semiconductor conduction web and transporting the positive charges (gaps) towards the counter electrode. The liquid electrolyte most commonly used in DSCs is based on the triodeto / iodide pair, dissolved in non-volatile solvents as ionic liquids or in low viscous volatile solvents such as acetonitrile. The electrolyte is preferably introduced into the interior of the cell after the sealing process using the same holes used for the injection of the dye. The sealing process used in the present invention contemplates the preferential application of a glass paste strand (3 and 4) on the outer perimeter of the photo-electrode substrate of the cell after printing and sintering the semiconductor. The solvents of the glass paste are partially evaporated, followed by the positioning of the substrate with the pre-sintered counter electrode 11 on the glass substrate 21 of the photoelectrode 10. The adhesion between the sealant and the glass substrate is initiated by applying pressure. The set of the two substrates is then heated to 100-300 ° C, temperature lower than the temperature at which all components of the cell can be subjected. This heating step is performed as described by the glass paste manufacturers to allow efficient evaporation of the solvents; at this stage the cell is not yet sealed. This DSC manufacturing process avoids a long heating process suggested in WO / 2007/067402. The photoelectrode 10 and the counter electrode 11 are mounted such that they are spaced a fixed and constant distance along the entire active area of the cell 12. The accuracy of this distance is usually achieved through the use of a spacer as a metal frame. In order to carry out the welding process with a permanent adhesion of both glass substrates it is necessary that, after contact between both substrates, the melting temperature of the glass paste is reached. However, the interior components of the cell can not be heated to temperatures above 300 ° C with the risk of degradation. The temperature is reached by use of a laser beam which is directed perpendicularly and on the counter-electrode. This bundle passes through the counter electrode (11) and is focused on the bead of the glass paste, causing only local heating to prevent overheating of the remaining components of the cell and allowing the respective melting of the material. The laser beam runs through the entire glass bead imprinted on the cell / module, in an advancing and retreating pattern. The feed is preferably always larger than the feed back. This allows for more efficient sealing as heat is evenly distributed over a larger paste area.

As linhas metálicas dos colectores de corrente desenhados no vidro podem necessitar de um procedimento de selagem especial, dependendo do material utilizado. Para o caso da pasta de prata pode ser necessário focar o feixe laser no mesmo substrato onde esta se encontra aplicada, ou seja, pelo foto-eléctrodo. 0 percursor de vidro usado como selante (3 e 4) deve ter um ponto de fusão baixo, com um coeficiente de expansão térmica semelhante ao do substrato onde se encontra aplicado e não deve preferencialmente conter chumbo. Um exemplo de uma pasta deste tipo é G018-255 da SCHOTT. Após a selagem dos eléctrodos, a célula deve ser arrefecida e, posteriormente, o corante e o electrólito introduzidos pelos furos feitos no contra-eléctrodo. Estes furos têm que ser selados após todos os componentes da célula terem sido adicionados. Isto é realizado usando vidro com ponto de fusão baixo, à temperatura de fusão, aplicado sobre os furos. Para melhorar a adesão entre o selante e o vidro, o furo deve ser preferencialmente aquecido localmente usando para isso um feixe laser. 0 vidro fundido deve ser preferencialmente aplicado usando um sistema tipo seringa. Normalmente um módulo de células fotovoltaicas deve conter várias células individuais ligadas em série para produzir uma voltagem combinada de 12 V ou 24 V. Estas células individuais podem ser montadas de diferentes formas, com configurações do tipo Z- ou W-. Em ambos os casos as áreas activas individuais devem ser separadas para evitar migração iónica. Esta separação é alcançada de forma muito eficiente usando a selagem preferencial com pasta de vidro 23 descrita anteriormente. No caso da configuração tipo-Z o fluxo electrónico deve ser transferido da área activa de um foto-eléctrodo para a área activa do contra-eléctrodo adjacente. Isto é preferencialmente feito desenhando duas linhas paralelas de pasta de vidro preenchidas com um condutor eléctrico, como pasta de prata, um metal de baixo ponto de fusão, nomeadamente estanho ou zinco, ou ligas com ponto de fusão baixo como ligas de zinco-prata.The metal lines of the current collectors drawn on the glass may require a special sealing procedure depending on the material used. For the case of the silver paste it may be necessary to focus the laser beam on the same substrate where it is applied, ie by the photoelectrode. The glass precursor used as sealant (3 and 4) should have a low melting point, with a coefficient of thermal expansion similar to that of the substrate where it is applied and should preferably not contain lead. An example of such a folder is G018-255 from SCHOTT. After the electrodes are sealed, the cell must be cooled and then the dye and electrolyte introduced through the holes made in the counter electrode. These holes have to be sealed after all components of the cell have been added. This is done using low melting point glass, at the melt temperature, applied over the holes. To improve adhesion between the sealant and the glass, the bore should preferably be heated locally using a laser beam. The molten glass should preferably be applied using a syringe type system. Typically a photovoltaic cell module should contain several individual cells connected in series to produce a combined voltage of 12 V or 24 V. These individual cells may be assembled in different ways with Z- or W- type configurations. In both cases the individual active areas must be separated to avoid ion migration. This separation is achieved very efficiently using the preferred glass-pasty seal 23 described above. In the case of the Z-type configuration the electronic flux must be transferred from the active area of a photo-electrode to the active area of the adjacent counter-electrode. This is preferably done by drawing two parallel lines of glass paste filled with an electric conductor, such as silver paste, a low melting point metal, namely tin or zinc, or low melting alloys such as zinc-silver alloys.

Exemplo 1Example 1

Este exemplo mostra o processo de fabrico de um módulo de células solares sensibilizadas com corante em configuração-W. Depois da preparação e limpeza dos substratos preferencialmente incorporando a referida malha metálica, a camada de TCO no substrato de vidro é estruturada por gravação laser. Esta estruturação do TCO é preferencialmente correspondente à da malha metálica. 0 material do semicondutor e do contra-eléctrodo são impressos numa impressora de filmes finos alternadamente, nos dois respectivos substratos de vidro. Depois da sinterização de ambos os eléctrodos, é impresso o material selante e os solventes deixados evaporar. De seguida, os dois substratos são alinhados um sobre o outro, colocando o contra-eléctrodo de um substrato sobre o foto-eléctrodo do outro substrato. É obtida uma selagem hermética entre ambos os substratos e é formado um contacto eléctrico do tipo W -Figura 3.This example shows the process of manufacturing a dye-sensitized solar cell module in W-configuration. After the preparation and cleaning of the substrates preferably incorporating said metal mesh, the TCO layer on the glass substrate is structured by laser engraving. This structuring of the TCO is preferably corresponding to that of the metal mesh. The semiconductor and counter-electrode material are printed on a fine film printer alternately on the two respective glass substrates. After sintering of both electrodes, the sealant material and the solvents allowed to evaporate are printed. Thereafter, the two substrates are aligned one over the other by placing the counter electrode of one substrate on the photo-electrode of the other substrate. An airtight seal is obtained between both substrates and an electrical contact of the type W -Figure 3 is formed.

Exemplo 2Example 2

Este exemplo mostra o processo de fabrico de um módulo de células solares sensibilizadas com corante em configuração-Z. Depois da preparação e limpeza dos substratos preferencialmente incorporando a referida malha metálica, a 24 camada de TCO no substrato de vidro é estruturada por gravação laser. Esta estruturação do TCO é preferencialmente correspondente à da malha metálica. 0 material do semicondutor e do contra-eléctrodo são impressos numa impressora de filmes finos alternadamente, nos dois respectivos substratos de vidro. Após o processo de sinterização do semicondutor e contra-eléctrodo, é impresso o material selante e as linhas de prata. 0 material selante funcionará como uma barreira protectora de ambos os lados das linhas condutoras de prata. De seguida, ambos os substratos são alinhados fazendo corresponder o foto-eléctrodo de um substrato ao contra-eléctrodo do outro substrato. A respectiva selagem é feita de acordo com as características do material selante utilizado. É obtida uma selagem hermética entre ambos os substratos e é formado um contacto eléctrico do tipo Z - Figura 4.This example shows the manufacturing process of a dye-sensitized solar cell module in Z-configuration. After the preparation and cleaning of the substrates preferably incorporating said metal mesh, the TCO layer on the glass substrate is structured by laser engraving. This structuring of the TCO is preferably corresponding to that of the metal mesh. The semiconductor and counter-electrode material are printed on a fine film printer alternately on the two respective glass substrates. After the sintering process of the semiconductor and counter-electrode, the sealant material and the silver lines are printed. The sealant material will act as a protective barrier on both sides of the silver conductive lines. Thereafter, both substrates are aligned by matching the photo-electrode of one substrate to the counter electrode of the other substrate. The respective sealing is made according to the characteristics of the sealant material used. An airtight seal is obtained between both substrates and an electrical contact of type Z - Figure 4 is formed.

As seguintes reivindicações definem adicionalmente realizações preferenciais da presente invenção.The following claims further define preferred embodiments of the present invention.

Lisboa, 22 de Março de 2011 25Lisbon, March 22, 2011 25

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabrico de célula solar caracterizado por compreender os passos de: a. preparar um substrato de vidro de foto-eléctrodo (10) e um substrato de vidro de contra-eléctrodo (11) , aplicando aos referidos substratos uma camada de TCO (8); b. depositar ambos os materiais do foto-eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); c. se necessário, sinterizar os referidos eléctrodos (10, 11); d. depositar material de soldadura para vidro (4) nos substratos apto a poder unir os dois substratos e a poder isolar a célula solar; e. se necessário, evaporar solventes dos materiais depositados; f. aproximar e alinhar o substrato de vidro de foto-eléctrodo (10) com o substrato de vidro de contra-eléctrodo (11) ; g. soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (4) previamente depositado.Process for manufacturing a solar cell characterized in that it comprises the steps of: a. preparing a photo-electrode glass substrate (10) and a counter-electrode glass substrate (11), applying to said substrates a TCO layer (8); B. depositing both the materials of the photoelectrode (10) and the counter-electrode (11); W. if necessary, sintering said electrodes (10, 11); d. depositing welding material for glass (4) on the substrates so as to be able to join the two substrates and to be able to isolate the solar cell; and. if necessary, evaporate solvents from the deposited materials; f. and aligning the photo-electrode glass substrate (10) with the counter-electrode glass substrate (11); g. laser welding the two substrates together through the previously deposited glass (4) welding material. 2. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por a referida soldagem laser ser realizada num padrão de avanço-recuo, apto a dispersar o calor ao longo de um dado comprimento da linha de soldadura, de forma a obter um aquecimento e arrefecimento progressivo originando uma linha de soldadura estável. 1Process according to the preceding claims, characterized in that said laser welding is carried out in an advancement-recoil pattern, capable of dispersing the heat along a given length of the welding line, so as to obtain a progressive heating and cooling resulting in a stable welding line. 1 3. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente o passo de previamente incorporar ou depositar sobre um ou ambos referidos substratos uma malha condutora apta a transportar corrente com o exterior da célula.A process according to the preceding claims, characterized in that it further comprises the step of previously incorporating or depositing on one or both of said substrates a conductive mesh capable of carrying current with the exterior of the cell. 4. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender depositar, em momento adequado, sobre o foto-eléctrodo (10) o corante activo.Method according to the preceding claims, characterized in that it comprises depositing the active dye on the photoelectrode (10) at an appropriate time. 5. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por compreender adicionalmente o passo de recircular solvente para remover material activo do foto-eléctrodo que não tenha sido adsorvido.A process according to the preceding claim, characterized in that it further comprises the step of recirculating solvent to remove active material from the photo-electrode which has not been adsorbed. 6. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente os passos de: a. furar um dos substratos de forma a poder posteriormente receber o electrólito (1) da célula; b. posteriormente introduzir o electrólito (1) da célula através de um ou mais furos previamente realizados; c. selar o ou os furos realizados.Process according to the preceding claims, characterized in that it additionally comprises the steps of: a. piercing one of the substrates so that it can subsequently receive the electrolyte (1) from the cell; B. subsequently introducing the cell electrolyte (1) through one or more holes previously made; W. seal the hole (s) made. 7. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por compreender selar o ou os furos realizados através de laser e material de soldadura para vidro.Method according to the preceding claim, characterized in that it comprises sealing the hole (s) made by laser and glass soldering material. 8. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o depositar do corante no foto- eléctrodo (10) ser realizado através da injecção do 2 referido material activo por um dos furos e com recolha do referido material activo por outro furo.A process according to the preceding claims, characterized in that the deposition of the dye in the photoelectrode (10) is carried out by injecting said active material into one of the holes and collecting said active material through another hole. 9. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente o passo de submeter e manter uma pressão adequada a unir os substratos entre si.A method according to the preceding claims, characterized in that it additionally comprises the step of subjecting and maintaining a suitable pressure to bond the substrates together. 10. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente o passo de aquecer os elementos previamente à soldadura laser.A method according to the preceding claims, characterized in that it further comprises the step of heating the elements prior to laser welding. 11. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por o passo de aquecimento ser feito ente 100°C e 300°C.A process according to the preceding claim, characterized in that the heating step is between 100 ° C and 300 ° C. 12. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente o passo de manter os referidos substratos espaçados com uma distância (12) pré-determinada e constante ao longo de toda a área activa da célula durante o processo de soldadura.A process according to the preceding claims, characterized in that it further comprises the step of keeping said substrates spaced apart with a predetermined and constant distance (12) along the entire active area of the cell during the welding process. 13. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por o referido espaçamento ser obtido com recurso a um espaçador de metal colocado entre os referidos substratos.A method according to the preceding claim, characterized in that said spacing is obtained using a metal spacer placed between said substrates. 14. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o material de soldadura para vidro (4) ser pasta de vidro ou pó de vidro com ponto de fusão suficientemente baixo para que a soldadura não 3 cause a deterioração dos componentes interiores da célula por sobreaquecimento.Process according to the preceding claims, characterized in that the glass soldering material (4) is glass paste or glass powder with a melting point sufficiently low that the weld does not cause deterioration of the inner components of the cell by overheating . 15. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o material activo do foto-eléctrodo (10) ser um corante seleccionado entre: corantes baseados em complexos de bipiridil de ruténio; corantes orgânicos como porfirinas, ftalocianinas, cianinas e merocianinas, hemicianina, antocianina, indolina, cumarina, Eosina Y, perileno, antraquinona, pentaceno, trifenilamina; quantum dots; ou combinações destes.A process according to the preceding claims, characterized in that the active material of the photoelectrode (10) is a dye selected from: dyes based on ruthenium bipyridyl complexes; organic dyes such as porphyrins, phthalocyanines, cyanines and merocyanines, hemicyin, anthocyanin, indoline, coumarin, Eosin Y, perylene, anthraquinone, pentacene, triphenylamine; quantum dots; or combinations thereof. 16. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o material da malha condutora comprender um metal seleccionado entre: Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn, ou materiais compósitos à base destes metais, ou misturas de dois ou mais destes.Process according to the preceding claims, characterized in that the conductive mesh material comprises a metal selected from: Ag, Au, Cu, Al, Ni, Sn, or composites based on these metals, or mixtures of two or more thereof. 17. Processo de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por o laser ter uma potência máxima nos comprimentos de onda entre 1000 nm e 12 00 nm e uma potência máxima entre 5W e 60W.Process according to the preceding claims, characterized in that the laser has a maximum power in the wavelengths between 1000 nm and 1200 nm and a maximum power between 5W and 60W. 18. Processo de fabrico de módulo de uma pluralidade de células solares fabricadas de acordo com as reivindicações anteriores caracterizado por compreender adicionalmente os passos de: a. dispor as células solares adjacentes com a mesma disposição dos referidos substratos de foto- eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); b. depositar material de soldadura para vidro (3) nos substratos, apto a poder unir os dois substratos e isolar o módulo de células solares; 4 c. soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (3) previamente depositado.A module manufacturing process of a plurality of solar cells manufactured according to the preceding claims, characterized in that it additionally comprises the steps of: a. disposing the adjacent solar cells with the same arrangement of said photoelectrode substrates (10) and the counter-electrode (11); B. depositing welding material for glass (3) on the substrates, being able to join the two substrates and isolating the solar cell module; 4 c. laser welding the two substrates together through the previously deposited glass (3) welding material. 19. Processo de fabrico de módulo de uma pluralidade de células solares fabricadas de acordo com as reivindicações 1 - 17 caracterizado por compreender adicionalmente os passos de: a. dispor as células solares adjacentes com a disposição inversa dos referidos substratos de foto-eléctrodo (10) e do contra-eléctrodo (11); b. depositar material de soldadura para vidro (3) nos substratos, apto a poder unir os dois substratos e isolar o módulo de células solares; c. depositar material condutor (13) nos substratos, apto a ligar electricamente o foto-eléctrodo (10) ao contra-eléctrodo (11) de células adjacentes; d. depositar material de soldadura para vidro (4) nos substratos, apto a poder isolar o referido material condutor (13) dos restantes elementos das células. e. soldar por laser os dois substratos entre si, através do material de soldadura para vidro (3, 4) previamente depositado.A module manufacturing process of a plurality of solar cells manufactured according to claims 1-17, characterized in that it additionally comprises the steps of: a. arranging the adjacent solar cells with the inverse arrangement of said photoelectrode substrates (10) and counter-electrode (11); B. depositing welding material for glass (3) on the substrates, being able to join the two substrates and isolating the solar cell module; W. depositing conductive material (13) on the substrates, capable of electrically connecting the photoelectrode (10) to the counter-electrode (11) of adjacent cells; d. depositing welding material for glass (4) on the substrates, being able to isolate said conductive material (13) from the remaining elements of the cells. and. laser welding the two substrates together through the previously deposited glass soldering material (3, 4). 20. Processo de acordo com as reivindicações 18 ou 19 caracterizado por compreender adicionalmente o passo de cortar por laser, se presente, a camada TCO depositada em um ou ambos substratos e, se presente, a malha condutora embebida ou depositada em um ou ambos substratos, de forma a separar electricamente as células solares adjacentes. 5The method of claim 18 or 19 further comprising the step of laser cutting, if present, the TCO layer deposited on one or both substrates and, if present, the conductive mesh embedded or deposited on one or both substrates , so as to electrically separate the adjacent solar cells. 5 21. Dispositivo caracterizado por ser obtenível pelo processo de fabrico de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores. Lisboa, 22 de Março de 2011 6A device which is obtainable by the manufacturing process according to any one of the preceding claims. Lisbon, March 22, 2011 6
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