PT1726046E - Módulos geradores de energia eléctrica com um perfil bi-dimensional e um método de fabricar os mesmos - Google Patents

Description

Campo de Invenção A presente invenção diz respeito ao campo de módulos geradores de energia eléctrica, como por exemplo módulos celulares solares utilizando películas fotovoltaicas. Em particular, a presente invenção refere-se a módulos geradores de energia eléctrica que são especialmente adequados para coberturas e outras aplicações arquitectónicas com superfícies irregulares. A presente invenção refere-se ainda a um método de fabricar tais módulos.

Descrição do estado da arte relevante

Energia obtida de tecnologia celular solar está sendo cada vez mais explorada como uma fonte valiosa, renovável e geralmente Ubíqua. A indústria celular solar continua a crescer à medida que a tecnologia empregue fica cada vez mais eficiente em termos de consumo de energia e mais barata de produzir. Uma célula fotovoltáica ou solar (PV) --os termos "solar" e "fotovoltaíco" são utilizadas alternadamente — refere-se a um elemento discreto que converte a luz em energia eléctrica para produzir uma corrente DC e voltagem. Tipicamente, várias destas células são ligadas electricamente em séries para criar um módulo PV (por vezes designado por painel) para gerar energia numa escala maior. Geralmente, um módulo PV inclui as células solares e outros componentes acessórios, tais como inter-conexões, contactos, elementos estruturais, materiais encapsulantes, e dispositivos protectores com díodos. O elemento estrutural (i.e., suporte de carga) do módulo é muitas vezes uma camada de substrato posterior ou uma camada de substrato superior. A camada deverá ser, em geral, transparente para transmitir luz às células PV. 0 número de módulos PV podem ainda ser conectados para criar uma estrutura agrupada maior. O material semicondutor mais comum utilizado em células solares é o silicone - quer em forma de cristal único, poli-cristalino e amorfo. Para além das várias formas de silicone, outros materiais semicondutores, como por exemplo, arsento de gálio, cobre índio diselenido e telureto de cádmio também são utilizados em células solares. Células solares de silicone cristalino são normalmente feitas a partir de camadas relativamente espessas de silicone (ex., cerca de 200 μπι) cortadas a partir de um único cristal ou um lingote policristalino. No entanto, recentemente, é frequente haver módulos de camadas de células solares muito mais finas depositadas monoliticamente em substratos de baixo-custo (como por exemplo vidro ou plástico) utilizando técnicas conhecidas de produção de semicondutores. Tais películas finas fornecem várias vantagens, incluindo uma produção facilitada e mais eficiente em termos de custos, bem como uma maior estabilidade na produção em massa (embora isto seja geralmente à custa de menor eficiência). Em tecnologia de camadas-finas, o processamento com laser pode ser utilizado entre as várias fases de deposição para dividir uma área grande de substrato em células individuais, e aquelas células podem ser conectadas electricamente umas às outras, monoliticamente, durante o processo de produção. Silicone amorfo, é particularmente adequado para ser utilizado em células solares de camada fina. Estas células PV são feitas tipicamente através da deposição de um gás reactivo, tal como silano, com vários dopantes para criar uma estrutura semicondutora P-I-N (ou N-I-P) contendo camadas semicondutoras tipo-p, tipo-i e tipo-n.

Um módulo PV é tipicamente selado ou envolto de alguma forma para proteger os elementos PV mecanicamente e contra a corrosão. A selagem também impede a infiltração de pó e água. O encapsulante que cobre a superfície superior de um módulo celular solar deverá ser pelo menos parcialmente transparente a luz para que pelo menos uma percentagem das desejadas ondas de luz alcancem as células solares. Para providenciar uma construção mais rígida e menos frágil, a superfície inferior de um módulo PV (que não necessita transmitir luz às células solares) pode consistir numa camada base rígida formada de alumínio ou qualquer outro material adequado. Módulos PV deste tipo são normalmente formados por uma película com uma camada fina de células solares entre o encapsulante transparente superior e a camada de base inferior, tal como descrito no Pedido de Patente Americano No. 10/688,596, actualmente OS-AI-2004/0112425, para um "Produto Fotovoltaíco e Processo de Fabrico do mesmo". Módulos PV estruturalmente rigidos também podem ser formados utilizando uma camada espessa de vidro como um substrato ou superstrato. Tais módulos PV rígidos podem ser empregues em aplicações arquitectónicas em que a camada de base é montada de modo a estar assente contra uma parede ou um telhado. No entanto, quando o telhado ou parede não têm uma superfície plana (por exemplo, um telhado com telhas onduladas) a montagem dos módulos no telhado requer a utilização de uma montagem relativamente complicada por baixo dos módulos e também deverá assegurar que a função da superfície não-plana (ex: a remoção de precipitação) não é posta em causa. Para além disso, a utilização de módulos PV planos ou superfícies irregulares é muitas vezes prejudicial para o aspecto de um edifício ou outra estrutura. O documento EP-A2-0874404 descreve um módulo celular solar dobrado pela aplicação de uma pressão de funcionamento para lhe dá a forma e rigidez requerida para usá-la da mesma maneira que um material de cobertura normal. 0 módulo compreende uma camada Eotovoltaíca com um substrato condutor rígido. Acresce que, um elemento de suporte é fixado à parte exterior da superfície de trás de modo a aumentar a rigidez mecânica do módulo e assim obter o módulo celular solar que também funciona como material de cobertura. Assim, o material do elemento de suporte deverá ser seleccionado entre materiais fortes e rígidos que satisfazem requisitos exigentes para elementos de construção de coberturas. A formatura e dobragem do módulo é feito apenas pela aplicação de uma pressão considerável, o que requer um equipamento prensa caro. Um arranjo de camadas complicado tem de ser providenciado para evitar altas pressões nas camadas internas ou pequenos raios de curvatura, os quais poderão danificar a camada geradora de energia.

Adicionalmente, o módulo da EP-A2-0874404 compreende células rectangulares geradoras de energia discretas interconectadas umas com as outras. O processo de conexão é moroso e caro; existe a necessidade para um método de fabrico contínuo. Para além disso, diferentes células são dobradas em diferentes lugares e portanto sujeitas a quantidades diferentes de luz solar. Como se compreenderá, quando células são ligadas em série, a corrente no módulo resultante é limitado à corrente mais baixa em qualquer uma das células. Em resultado disso, a eficiência do módulo resultante é muito reduzida devido a grandes perdas causadas por sombras nalgumas células.

Uma solução parecida é descrita no documento US2001/0045228. Mais uma vez, o módulo celular solar descrito compreende um substrato rígido, por exemplo de aço inoxidável. Placas de fixação e apoio de alumínio são necessárias para dar forma em áreas em que não há célula solar. A dobragem requer uma pressão elevada e um equipamento caro, e são necessárias medidas para impedir a danificação da camada fotovoltaíca.

Outro módulo fotovoltaico, no qual a forma é dada por um substrato rígido, vem divulgado no documento us-Al-2003/0140959. A formação do substrato é obtida apenas por constrangimentos mecânicos.

Outro módulo fotovoltaico é divulgado pelo documento US-A-5 998 729 que descreve um módulo configurado num corte transversal ondulado semelhante a uma telha de telhado, em que as células se estendem perpendicularmente ao sentido da forma ondulada. Células solares podem também ser fabricadas em substratos flexíveis, tais como aqueles feitos a partir de poliimida ou plásticos PET, para que o módulo PV de camada fina resultante tenha uma estrutura flexível. 0 material encapsulante, como por exemplo uma película de fluoropolímero (ex.) pode depois ser usada para vedar todo o módulo PV flexível sem retirar, de forma significativa, a flexibilidade do módulo. Um tal material encapsulante usado em módulos PV flexíveis é a película (produzida pelas empresas do Grupo DuPont) aplicada conjuntamente com etileno de acetato de vínilo (EVA).

Uma vez que películas PV flexíveis podem ser produzidas utilizando técnicas de fabrico rolo a rolo, elas têm a possibilidade de ser produzidas a baixo custo em comparação com películas que tem que ser produzidas em lotes. Os módulos flexíveis resultantes também são de baixo peso e úteis em certos tipos de aplicações, como por exemplo módulos carregadores PV portáteis, dado poderem ser enrolados convenientemente numa forma tubular para ocupar menos espaço quando não estão a ser utilizados. Adicionalmente, módulos PV flexíveis também são capazes de providenciar uma melhor integração com elementos estruturais que não são planos. Em resultado disso, módulos PV flexíveis têm sido utilizados, por exemplo, em aplicações de cobertura, através da montagem de módulos em cima de telhas de telhado que não têm uma superfície essencialmente plana. Devido à sua flexibilidade, os módulos flexíveis podem ser feitos para assumir um perfil aproximadamente igual àquela de uma superfície irregular, como por exemplo, telhas caneladas ou onduladas (ou de uma camada base rígida de forma semelhante que seja montada nessas telhas.) No entanto, a maioria de módulos PV flexíveis permanecem menos duráveis e mais frágeis do que os rígidos, o que faz com que sejam menos adequados para serem utilizados em aplicações arquitectónicas, as quais são expostas às intempéries e/ou outras condições ambientais. Acresce que, a moldagem e montagem de cada módulo PV flexível, para que o seu perfil combine com o perfil desejado dos elementos da cobertura, permanece um processo relativamente intensivo.

Tendo em conta o exposto acima, existe claramente a necessidade de um módulo PV que seja melhor adaptado para aplicações (em particular, coberturas e aplicações arquitectónicas) onde há superfícies irregulares com um perfil bi-dimensional, como por exemplo coberturas onduladas.

Resumo da Invenção: A presente invenção refere-se a um módulo gerador de energia eléctrica (como um módulo PV) que seja particularmente adequado para ser montado e integrado num local (como a fachada ou cobertura de um edifício) onde existe uma superfície física irregular ou uma é desejada. Isto é alcançado através da moldagem do módulo para que o módulo assume um desejado perfil bi-dimensional que corresponda a uma superfície irregular ou um elemento arquitectónico irregular. A presente invenção diz respeito ainda a um método de fabricar um tal módulo gerador de energia eléctrica. A invenção também se refere a um módulo em que as perdas de eficiência devido a sombras das partes perfiladas do módulo noutras partes do módulo são reduzidas.

Assim, num aspecto, a presente invenção providencia uma módulo gerador de energia eléctrica de acordo com a reivindicação 1, compreendendo uma película geradora de energia eléctrica vedada entre uma camada superior de material encapsulante e uma camada inferior de material de encapsulante. 0 tipo e quantidade dos materiais encapsulantes são tais que a forma dos materiais encapsulantes pode ser alterada quando pelo menos uma temperatura elevada ou uma pressão é aplicada neles, mas em que os materiais encapsulantes providenciam uma estrutura rigida à volta da película geradora de energia eléctrica quando estiver sob condições de temperatura e pressão normais. Através da aplicação de pressão e/ou uma temperatura elevada, o módulo é configurado para ter e providenciar um desejado perfil bi-dimensional. Depois, quando colocado sob condições de pressão e temperatura normais (tais como aquelas presentes no exterior) o módulo tem uma estrutura rígida. A película geradora de energia eléctrica compreende uma pluralidade de células, em forma de tiras ligadas, conectadas electricamente umas com as outras. 0 sentido longitudinal de cada célula configurada em forma de tira se estende em paralelo a um plano que define o perfil bi-dimensional. Assim, a intercepção de luz é idêntica em todas as tiras ligadas em série ou é pelo menos comparável, e a eficiência do módulo não é reduzido por perdas de sombreamento que surgem quando as células com diferentes correntes são ligadas em série.

Nos modos de realização preferidos, a película geradora de energia eléctrica compreende uma película PV (por ex. compreendendo um estrutura amorfa de silicone p-i-n semicondutor) e o material encapsulante superior é pelo menos parcialmente transparente. O material encapsulante superior é também, de preferência, resistente a raios UV. O material encapsulante inferior pode compreender o mesmo material que o material encapsulante superior, mas também poderá ser diferente.

Noutro aspecto, a presente invenção providencia um método de fabricar um tal módulo gerador de energia eléctrica de acordo com a reivindicação 24. O método compreende o provimento de uma película geradora de energia eléctrica, uma camada superior de material encapsulante e uma camada inferior de material encapsulante Pelo menos uma temperatura elevada ou uma pressão é depois aplicada para ligar a película geradora de energia eléctrica, a camada superior de material encapsulante e a camada inferior de material encapsulante numa pilha unida. Adicionalmente, pelo menos a temperatura elevada ou a pressão são igualmente aplicadas para configurar a pilha unida de modo a conferir ao módulo o desejado perfil bi-dimensional. Num modo de realização preferido, a fusão compreende a aplicação de uma temperatura de aproximadamente 70 a 250°C e uma pressão entre aproximadamente 0.3 a 10 bar, e a moldagem compreende a aplicação de uma temperatura entre aproximadamente 70 a 250°C e uma pressão ente aproximadamente 0.01 a 1 bar. A moldagem pode ser realizada imediatamente após a fusão ou simultaneamente com a fusão. Mais uma vez, a fusão/moldagem é realizada de tal forma que o sentido longitudinal da multiplicidade das células, em forma de tiras, se estende em paralelo a um plano definindo o perfil bi-dimensional.

Breve Descrição dos Desenhos

Os objectivos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidos e mais facilmente perceptíveis quando considerados em conjunto com a seguinte descrição pormenorizada e os desenhos anexos, os qtiáia ilustram, a titulo exemplificativo, modos de realização da invenção e em que: A Fig. 1 é uma vista ampliada das várias camadas dentro de um módulo PV, antes da fase de fusão, de acordo com um modo de realização preferido da presente invenção; A Fig. 2 é uma vista parcialmente em corte ao longo da linha II-II na Fig. 1 mostrando uma possível estrutura da película PV da Fig. 1; A Fig. 3 é um diagrama de alto nível ilustrando a fase de fusão para o módulo PV da Fig. 1; A Fig. 4 é um diagrama de alto nível ilustrando uma fase de perfilamento para configurar o módulo PV, para que ele tenha o desejado perfil bi-dimensional; A Fig. 5 é uma vista em perspectiva de cima de um módulo PV perfilado num modo de realização;

As Figs. 6A e 6B são vistas laterais de módulos PV noutros modos de realização; e A Fig. 7 é uma vista ampliada das camadas dentro de um módulo PV, antes da fase de fusão, de acordo com outro modo de realização da presente invenção.

Descrição Pormenorizada dos Modos de Realização Preferidos

De acordo com um modo preferido de realização da presente invenção, a Fig. 1 é uma vista ampliada mostrando películas diferentes (i.e. camadas) dentro de um módulo PV 100, antes do módulo ser submetido à fase de fusão. Enquanto a presente invenção também pode ser aplicada a outros tipos de películas e módulos geradores de energia eléctrica, é particularmente adequado para o campo PV, e como resultado são as aplicações PV que são aqui referidas. Isto não pretende de alguma forma limitar o âmbito da presente invenção a outros tipos adequados de películas e módulos geradores de energia eléctrica como, por exemplo, uma película híbrida termo-fotovoltaíca (TPV).

Tal como mostrado na Fig. 1, o módulo PV 100 é formado a partir de uma película PV 110 flexível e fina, uma folha de um material encapsulante superior 150, e uma folha de material encapsulante inferior 170. Embora ilustrado como sendo plano (i.e. com um perfil uni-dimensional quando visto do lado), deverá ser compreendido que a película PV flexível 110 é capaz de adoptar vários perfis em 2D no plano de uma folha. (Nalguns casos, consoante os materiais, estrutura e processos utilizados podem ser adoptados mesmo alguns perfis 3D, embora variações na terceira dimensão serão geralmente muito menos visíveis do que nas outras duas dimensões). Fazendo referência à Fig. 1, a película PV 110 inclui um substrato flexível 120 no qual a estrutura celular semicondutor 130 é construída. O substrato 120 compreende, de preferência, uma folha plástica como por exemplo poliimida, PET (polietileno tereftalato), ou folha PEN (polietileno naftalato). Outros substratos flexíveis também podem ser utilizados, como por exemplo alumínio, compósitos metálicos isoladores, ou plásticos fiber-reforçados. Também, no modo de realização ilustrado, e como será descrito em mais detalhe abaixo, cada célula PV é configurada como uma tira, e uma pluralidade de condutores finos 140 e duas barras de recolha de corrente mais espessas 145 correm ao longo da superfície superior da estrutura celular PV 130. Pelo menos alguma da rigidez anisotrópica da película 110 é dada pelas tiras 130, pelos condutores 140 e pelas barras 145. Uma rigidez mais importante no sentido perpendicular será dada pelas fases de dobragem descritas abaixo.

Material encapsulante superior 150 é transparente a luz 160 para que pelo menos uma percentagem dos desejados comprimentos de ondas de luz alcance a película PV 110. De preferência, o material encapsulante superior 150 transmite uma grande percentagem da luz incidente, como por exemplo, pelo menos 90%. O material encapsulante superior 150 é, de preferência, igualmente resistente a raios UV (ou UV estabilizado) de modo a que a sua transparência, fiabilidade estrutural e resistência a corrosão não se deteriorem significantemente quando expostos a radiação UV durante longos períodos de tempo. Adicionalmente, nalguns casos, radiação UV poderá causar as propriedades PV da película a deteriorarem, situação em que também é importante que o material encapsulante superior 150 impeça qualquer quantidade significante de tal radiação de atingir a película. Se o material encapsulante superior 150 não for naturalmente resistente a W , pode obter estas características de resistência a UV (i.e. UV-estabilizado) através da utilização de aditivos ou camadas protectoras que, ou são co-extruidas ou laminadas para cima da superfície externa do material 150. Tais aditivos ou materiais protectores poderão incluir materiais de absorção de W ou polímeros de W estáveis como por exemplo, polímeros fluorinados. O material encapsulante inferior 170 pode ser opaco e não necessita ser resistente a UV ou W-estabilizado; no entanto, nalguns modos de realização da invenção, poderá ser mais eficiente utilizar o mesmo material para o material encapsulante superior e inferior.

De acordo com a presente invenção, quer o material encapsulante superior como inferior compreendem, de preferência, um material termo-configurável, tal como um polímero termoplástico que pode ser flexibilizado com a aplicação de calor e que depois endurece com o seu arrefecimento. Por exemplo, os materiais 150 e 170 podem compreender PE (polietileno) , PET (polietileno tereftalato), PEN (polietileno n&ftalato) , PC (policarbonato), ΡΜΜΆ (polimetacrilato de metilo), EVA (Etileno de acetato de vinilo), TPU (termo-plástico poliuretano), EFTE (Etileno tetrafluoretileno) ou várias combinações de tais materiais. De preferência, a temperatura de amolecimento para os materiais encapsulantes 150 e 170 é entre aproximadamente 70 a 250°C. Noutro modo de realização da invenção descrito abaixo, em vez dos (ou para além dos) materiais 150 e 170 serem termo-configuráveis, cada um destes materiais pode compreender um material de moldagem por injecção.

Com o intuito de ser mais claro, deverá ser notado que a Fig. 1 não foi desenhada a escala. No entanto, a estrutura celular PV 130 pode, por exemplo, ter uma espessura entre 0.1 a 20 μτα, enquanto que o substrato 120 pode ter uma espessura entre cerca de 10 a 300 μτη. Para tais películas PV 110, a espessura das folhas de materiais 150 e 170 podem variar correspondentemente de cerca de 0.1a 5mm. Deverá também ser notado que a espessura da folha de material 150 pode ser a mesma que aquela do material 170, mas que estes também podem ser diferentes. Importa salientar, como será discutido em mais detalhe abaixo, que o tipo e/ou quantidade de materiais encapsulantes 150 e 170 usados de acordo com a presente invenção são tais que os módulos PV produzidos têm uma estrutura rígida e durável em condições normais (i.e. temperaturas e pressões que ocorrem normalmente), ao contrário de materiais encapsulantes normalmente utilizados para vedar de forma flexível produtos de película PV. A película PV fina e flexível poderá usar vários materiais diferentes e pode ter várias estruturas diferentes, tal como é bem conhecido para aqueles que são especialistas na técnica. Geralmente, a película PV emprega um semicondutor que absorve fotões acima do seu intervalo de banda de energia, levando à geração de carregadores de cargas (electrões e furos). Estes carregadores de cargas são depois separados por um campo eléctrico interno criado ou por uma junção p-n ou p-i-n dentro do semicondutor e outro material. Os carregadores de carga são depois recolhidos por eléctrodos e usados para gerar uma corrente no circuito exterior.

Os módulos PV da presente invenção podem geralmente utilizar qualquer tipo de película PV fina. Num modo de realização ilustrativo, a Fig. 2 ilustra uma vista em corte parcial da película 110 tirada ao longo da linha II-II na Fig. 1. Tal como ilustrado, a estrutura celular PV 130 na Fig. 2 usa um silicone amorfo (a-Si), depositado para criar um elemento PV 133 p-i-n, compreendendo camadas tipo-p (p), intrínsecas (i) e tipo-n (n) localizadas entre o eléctrodo inferior 132 e um eléctrodo 138 superior transparente. O fabrico de tal estrutura celular PV é bem conhecida e portanto será descrita apenas de forma breve. Antes do depósito das camadas de silicone amorfo, a camada 132 do eléctrodo inferior de alumínio (Al.) é formado por aspersão ou outra técnica adequada. Essa camada é depois padronizada (ex: utilizando um processo de gravação a laser) para separar os eléctrodos inferiores de cada célula. A camada 134 tipo-n a-Si é depois depositada por cima da camada de eléctrodos inferiores por PECVD de uma mistura de silano e hidrogénio juntamente com um dopante adequado, tal como fosfino. Em geral, nenhum dopante é usado durante o depósito da camada 135 a-Si intrínseca, enquanto metano e hidreto de boro (ou trimetil de boro) pode ser adicionado ao silano e hidrogénio para providenciar a necessária dopagem para a subsequente camada 136 tipo-p a-Si. Depois, uma camada de eléctrodos superiores (TCO) de óxido condutivo transparente é depositado e depois padronizado para criar áreas 139 vazias a fim de isolar electricamente os eléctrodos superiores das células vizinhas . 0 material dos eléctrodos superiores 138 deverão permitir uma elevada transmissão de fotões e materiais adequados incluem Indío-Estanho-Óxido (ITO), Óxido Estanho 0¾¾) e Óxido Zinco (ZnO) . Por outro lado, os eléctrodos inferiores 132 poderão compreender qualquer material condutor, que seja opaco (ex: alumínio ou prata) ou um TCO tal como descrito acima.

As fases descritas acima podem ser realizadas usando um aparelho e método de câmara única rolo a rolo descrita no Pedido de Patente Norte-Americano Publicado sob o no. 2003/0172873A1 da autoria de Fischer e tal., todo o conteúdo do qual são integrados aqui em virtude desta referência. Adicionalmente, para providenciar uma ligação em série entre as células PV individuais em paralelo e configuradas em tiras, uma arruela mecânica (ou laser) é utilizada para gravar um padrão cruzado no carregador de corrente através das camadas 138, 136, 135, 134 e (parcialmente) pela 132. As áreas gravadas são depois preenchidas com uma pasta condutora (ex. pasta de prata) para criar condutores finos 140. Desta forma, uma ligação eléctrica em série é providenciada entre o eléctrodo superior 138 e o eléctrodo inferior 132 das células vizinhas.

Deverá também ser tomado em conta que para além de uma estrutura celular PV de única junção p-i-n a-Si, estruturas celulares solares de maior eficiência podem ser criadas usando junções empilhadas tandem (p-i-n/p-i-n) ou triplas (p-i-n/p-i-n/p-i-n), ou usam células que incluem uma camada tipo-i mais espessa de silicone microcristalina que também poderá ser depositada por um processo PECVD. Adicionalmente, como será notado acima, películas PV finas e flexíveis podem também ser baseadas noutros materiais semicondutores, como por exemplo, silicone policristalino, silicone microcristalino, película fina de silicone, células tandem de película fina, cobre indío de gálio, gálio diselenido (CIGS), elementos CIS, telureto de cádmio (CdTe), materiais sensíveis a corantes nano-cristalinos ou polímeros condutores. Deverá ser apreciado que a estrutura semicondutora irá ser geralmente diferente consoante o material utilizado.

Fazendo agora referência à Fig. 3, é ilustrada uma fase de laminação para ligar a película PV 110 flexível e fina com as folhas do material encapsulante superior 150 e material encapsulante inferior 170. A folha 150, a película 110 e a folha 170 são entregues a um laminador 200 ou outro aparelho adequado capaz de ligar três folhas sob uma temperatura elevada. No modo de realização ilustrado, o laminador 200 é uma prensa de rolo quente com dois cilindros rotativos 210 e 220 que aplica pressão a uma temperatura entre aproximadamente 70 a 250°C, de modo a ligar as folhas umas às outras e providenciar uma pilha módulo PV unida 100'. Num modo preferido de realização, a pressão aplicada pelo laminador 200 vai de aproximadamente 0.3 bar a 10 bar (1 bar = lOOkPa) , e num exemplo específico, é utilizada uma pressão de 1 bar. O processo de fusão pode explorar as propriedades auto-adesivas dos materiais encapsulantes 150 e 170, ou camadas adicionais de material adesivo (não ilustradas), como por exemplo cola, silicone ou etileno acetato de vinilo podem ser interpostas entre a película PV 110 e cada folha de material encapsulante. Embora o laminador 200 aplica a combinação de uma pressão e uma temperatura elevada, nalguns modos de realização apenas/principalmente pressão ou apenas/principalmente temperatura elevada pode ser utilizada para efectuar a união, embora a eficácia de tais técnicas irá depender em geral no tipo de materiais encapsulantes 150 e 170 utilizados. Contudo, deverá ser notado que, qualquer que seja a combinação de temperatura ou pressão que for aplicada, as condições impostas não serão condições que ocorrem naturalmente, i.e., uma combinação de temperatura e/ou pressão a que o módulo 100 seria de outra forma exposta. A fase de união pode ocorrer numa variedade de maneiras diferentes. Num modo de realização, a fase de fusão ocorre como um processo exclusivamente em lotes usando uma prensa plana que liga secções planas individuais de película 110, material encapsulante superior 150 e material encapsulante inferior 170 para criar a pilha unida 100' para um único módulo PV (de preferência para que haja uma sobreposição de material encapsulante a envolver a película PV em todos os lados). Esta técnica poderá ser preferida se uma camada adesiva (tal como uma camada EVA) também for utilizada para ajudar criar a pilha unida 100' . Alternativamente, um processo de lotes em rolo pode ser usado em que folhas de película 110, material encapsulante 150 e um material encapsulante 170 são enviados para dentro de uma prensa de rolo (tal como o laminador 200 na Fig. 3) a partir de três rolos individuais. Noutra alternativa, películas contínuas correspondendo a uma pluralidade de módulos PV de película 110, material encapsulante 150 e material encapsulante 170 podem ser enviados para dentro da prensa de rolo a partir de três rolos individuais, e cortados para o comprimentos desejado após a laminação ou depois da formação. É desejável que os materiais encapsulantes se sobreponham em cada lado da película PV para providenciar uma borda vedante, e isto é possível usando qualquer uma das primeiras duas técnicas descritas acima. Contudo, para a película continua na terceira técnica, quando o material contínuo laminado é cortado, a película PV será exposta na borda cortada e será, portanto, vulnerável a infiltração e/ou degradação. Neste caso, uma fase adicional para selar a borda cortada pode ser realizada mediante o re-aquecimento da pilha fundida cortada e soldando os materiais termoplásticos existentes na pilha à volta da borda exposta, a fim de selá-la. Se for necessário ou desejável, material termoplástico adicional pode também ser adicionado à pilha fundida quando se veda a borda cortada/exposta.

Nalguns modos de realização, também poderá ser desejável realizar a fase de fusão dentro de um vácuo para ajudar impedir que ar seja incorporado dentro da pilha fundida 100' selada. Acresce que, enquanto que a superfície superior de pilha de módulo PV fundida 100' pode ser simplesmente plana, essa superfície também poderá ser texturada de forma a alterar as suas propriedades reflexivas, como impedir encadeamento, melhor absorção de luz e/ou melhorar o aspecto estético do módulo. Esta textura pode ser aplicada usando uma estrutura de superfície adequada na prensa/rolos da laminadora que é usada para fundir as camadas.

De acordo com a presente invenção, depois de diferentes folhas do módulo PV serem fundidas umas às outras, a pilha fundida 100' é ainda configurada pela aplicação de pressão (de preferência juntamente com uma temperatura elevada) de modo a conferir um pretendido perfil bi-dimensional a um módulo PV 100 (i.e. um perfil bi-dimensional visto de lado). No modo de realização ilustrado na Fig. 4, um dispositivo de perfilamento 300 inclui secções de moldagem complementares 310 e 320 operando a uma temperatura elevada para forçar o módulo 100 mecanicamente para este assumir um perfil pretendido. Num modo preferido de realização, a pressão aplicada pelo dispositivo 300 varia de cerca de 0.1 a 1 bar, e num modo de realização específico, a pressão aplicada é 0.05 bar. A temperatura no dispositivo 300 corresponde às temperaturas de amolecimento dos materiais encapsulantes termo-configuráveis 150 e 170, os quais, tal como visto acima, podem ir de 70 a 250°C. Noutros modos de realização alternativos, a fase de perfilamento pode ser realizada mediante a fixação da pilha fundida 100' na moldura de um dispositivo de moldagem, aquecer a pilha, e depois aplicar um vácuo através de orifícios em duas secções complementares do molde contra a pilha fundida 100', de modo a que esta ultima assume a configuração dessas secções de moldagem.

Tal como na fase de fusão, a fase de perfilamento pode ser realizada como um processo em lotes (tal como ilustrado) ou um processo de rolo continuo pode ser utilizado. Adicionalmente, a fase de perfilamento poder ser realizada imediatamente após a fase de fusão, possivelmente dentro do mesmo dispositivo (i.e. o laminador 200 ou dispositivo de perfilamento 300 podem ser juntados), uma vez que a pilha de módulo PV unida 100' em geral não requer arrefecimento antes de ser submetido a fase de perfilamento. Como alternativa adicional, quer a fase de fusão como a fase de perfilamento pode ocorrer ao mesmo tempo como um único passo do processo. As abordagens acima são as preferidas se os materiais encapsulantes 150 e 170 compreenderem um material termo-endurecivel que apenas pode ser aquecido e curado uma única vez.

Numa outra alternativa, em vez de fundir e perfilar, tal como descrito acima, um móduluo PV 100 perfilado pode ser realizado usando técnicas de moldagem por injecção. Neste caso, a película PV 110 é colocada num molde de injecção perfilado (não ilustrado) e um material encapsulante resinoso (com as propriedades de transparência e resistência a raios UV mencionados acima) é injectado para dar ao módulo a forma de perfil pretendida. Exemplos adequados de materiais encapsulantes para moldagem por injecção incluem PET (polietileno tereftalato), PC (policarbonato), PP (polipropileno) , PA (nylon), ABS (acrilonitrilo/butadieno/estireno) ou várias combinações de tais materiais. O re-endurecimento do material encapsulante depois da moldagem é feito, de preferência, por arrefecimento ou deixando o módulo voltar à condição de temperatura de ambiente. Contudo, consoante os materiais utilizados, o endurecimento pode ser melhorado, iniciado ou acelerado por um agente químico ou por exemplo luz ultra-violeta.

Após a fase de perfilamento ter sido completada e o módulo PV 100 ter sido arrefecido, é providenciado um módulo PV rígido, forte, durável e ainda relativamente leve apesar de não haver uma placa rígida ou um elemento de suporte (tal como uma base de alumínio ou vidro) fazendo parte do módulo. Como será notado, é um aspecto importante da presente invenção que o tipo e quantidade de materiais encapsulantes utilizados são suficientes para providenciar um módulo PV 100 com uma estrutura rígida e durável após o módulo ter arrefecido e que seja para uso em condições ordinárias (i.e. pressões e temperaturas que ocorrem naturalmente) . Isto difere do encapsulamento dos módulos PV de película fina e flexível onde o tipo e/ou quantidade de material encapsulante usado permitem os módulos a reter a sua natureza flexível sob condições ordinárias. Num modo de realização exemplar da presente invenção, a espessura global do módulo PV 10 0 é cerca de 2mm que fornece uma estrutura forte, rígida e, mesmo assim, bastante leve.

A forma do perfil do módulo PV 100 pode ser ondulado (i.e. com bordas alternadas e ranhuras), bordos redobrados (i.e. interligados), ou qualquer outra forma irregular desejada (i.e. perfil em 2D) requerida para qualquer aplicação. No modo de realização da Fig. 4, o módulo PV 100 é canelado com um perfil de forma aproximadamente sinusoidal. Uma vista em perspectiva de cima mais detalhada de um tal módulo PV é ilustrado na Fig. 5. Perfis alternativos de módulos PV são igualmente ilustrados, a título exemplificativo, nas Figs. 6A e 6B. Mais especificamente, a Fig. 6A mostra uma vista lateral de um módulo PV canelado 100A com um perfil trapezoidal canelado, enquanto que a Fig. 6B mostra uma vista lateral de um módulo PV canelado 100B com um perfil adequado para fornecer um efeito de bordas redobradas, de modo a que os módulos PV vizinhos podem interligar-se uns com os outros. Tal como ilustrado, no modo de realização especifico da Fig. 6B, apesar do módulo PV 100B ter um perfil 2D, o perfil da película PV 110 dentro do módulo 100B é mesmo assim plana neste caso (i.e. a película 110 tem um perfil 1-D).

Tipicamente, as superfícies superiores e inferiores dos módulos PV são uniformes, na medida em que a secção transversal do módulo num plano paralelo àquele do perfil em 2D partilhará o mesmo perfil 2D. No entanto, isto não é necessário e poderá não ser o caso quando secções que actuam como pontos de fixação, secções de bordas, ou para criar contactos eléctricos, são incluídos no módulo PV.

Adicionalmente, a textura tri-dimensional pode ser providenciada na camada superior de material encapsulante, por exemplo mediante a utilização de secções de moldagem 310 e possivelmente 320 com uma superfície texturada. A textura pode definir elementos micro-ópticos, por exemplo micro-lentes para melhorar a convergência da luz para cima de partes fotovoltaicamente activas da película 110 e para desviar luz para longe das partes não-activas da película (tal como áreas de inter-conexão 139 e 140 e áreas cobertas com grelhas de "dedos" (elementos finos) de recolha de corrente adicional). Adicionalmente ou alternativamente, a textura pode melhorar o aspecto visual do módulo e/ou poderá reduzir reflexo indesejado da superfície do módulo.

Tal como será devidamente considerado, quando as células PV no módulo PV 100 são ligadas em série, a corrente no módulo PV é limitada à corrente mais baixa em qualquer uma das células PV. Em resultado disso, tal como mostrado na Fig. 5, o eixo longitudinal xl das células em forma de tiras e os condutores finos 140 que fornecem monoliticamente as ligações eléctricas em série entre células vizinhas são orientadas, de preferência, de forma paralela ao plano x;z definindo o perfil 2D do módulo (i.e., o plano do desenho). Isto garante que nenhuma célula PV é localizada inteiramente (ou predominantemente) ao longo da ranhura ou vale dentro do perfil 2D, onde a célula pode ser exposta a luz solar mínima, o que limitaria significativamente a corrente conduzida através do módulo PV como um todo. Em vez de isso, com a orientação da célula da Fig. 5, não há perdas de sombreamento (para além de perdas puramente geométricas) uma vez que cada célula irá ser geralmente exposta à mesma quantidade de luz solar e portanto irá gerar a mesma quantidade de corrente. A ligação em série das tiras é assim possível, sem reduzir a corrente resultante sobre as células.

De igual forma, embora a orientação da célula não é ilustrada nas Figs. 6A e 6B, onde as células e ligações em série para os módulos 100a e 100b estão configuradas como tiras, estas são novamente orientadas, de preferência, em paralelo ao plano definindo o perfil 2D do módulo. Claro que, caso as células PV no módulo 100 são ligadas electricamente de uma forma diferente, uma diferente orientação de célula pode ser considerada melhor.

Também como foi mostrado na Fig. 5, o módulo PV 100 pode ter duas aberturas de contacto 146 formadas através do material encapsulante para conectar os fios eléctricos 148 a cada uma barra de recolha de corrente 145 na película PV 110. Para fins ilustrativos, aberturas de contacto 146 são mostradas como tendo sido feitas através da superfície superior do módulo PV 100 na Fig. 5. Contudo, mais tipicamente, as partes de contacto serão formadas através de uma abertura formada através do material encapsulante a partir da superfície inferior do módulo. Aberturas de contacto 146 são preferencialmente formadas após as fases de fusão e perfilamento estarem completas, tal como descrito no Pedido de Patente Norte Americana 10/688,596 para um "Produto Fotovoltaico e Método de Fabrico do mesmo", actualmente o documento > Após as ligações necessárias terem sido feitas, as aberturas 146 podem ser vedadas para fins de protecção. Tal como será apreciado, através da conexão dos fios 148 ao módulo PV 100, o módulo pode ser ligado a outros módulos PV como parte de um conjunto PV e/ou um circuito eléctrico externo. Alternativamente, em vez de ligar os fios 148, as aberturas 146 podem simplesmente permitir a conexão eléctrica do módulo PV 100 directamente com um caixa de junção PV inferior.

Tal como notado, após terem sido formados, os módulos PV são rígidos, fortes e duráveis. Como resultado disto, os módulos são mais capazes de aguentar exposição a tempo adverso e outras condições ambientais comparados com a maioria dos produtos de película PV flexível. Ao mesmo tempo, ao assumir a pretendida forma de perfil 2D, os módulos PV da presente invenção podem ser mais integrados para dentro de uma desejada aplicação, dado providenciarem um melhor encaixe estrutural. Por estas razões, os módulos PV da presente invenção são bem-adaptados para serem montados sobre superfícies arquitectónicas existentes (tal como caneladas ou coberturas perfiladas ou elementos de fachada) que são irregulares. Adicionalmente, nalguns casos, os módulos PV da presente invenção podem substituir completamente os elementos arquitectónicos existentes (tal como telhas de cobertura ou elementos de fachada), de modo a que os módulos PV providenciam quer a função PV como também a desejada função arquitectónica/estrutural. Geralmente, os módulos da presente invenção são adaptáveis para serem utilizados em qualquer local contendo uma superfície irregular.

Os perfis dos módulos PV 100 podem corresponder ao tamanho e forma dos materiais já utilizados e estandardizados no campo da construção e indústria de coberturas, por exemplo telhas de cobertura caneladas de 76mm ou 18mm. Adicionalmente, cada módulo PV pode ser montado sobre (ou pode substituir) uma ou várias unidades arquitectónicas estandardizadas. Por exemplo, um único módulo PV 100 poder ser produzido com uma área de superfície de 1x2 metros e pode ser utilizado para cobrir (ou substituir) várias telhas de cobertura. Com os processos de fabrico PV existentes, um tal módulo podia produzir uma potência PV de pico de cerca de 50-300 Watts a cerca de 12 a 300 Volts. Opcionalmente, o tamanho do módulo pode ser aumentado, e.x., para 2 x 10 metros, para cobrir uma inteira secção de cobertura ou o inteiro comprimento da fachada. Alternativamente, a área de superfície de um módulo PV pode ser reduzida para corresponder ao tamanho de uma única telha de cobertura individual, ex., 30 x 50 cm. A montagem de um módulo PV 100 - a um ou como um elemento arquitectónico - poder ocorrer de qualquer forma convencional. Por exemplo, um módulo 100 pode ser fixado a outro elemento ou uma superfície utilizando clipes, utilizando parafusos através de furos de montagem furados através do perfil, ou utilizando qualquer outra técnica de fixação. Nalguns casos, pode ser desejável providenciar uma câmara-de-ar por baixo de um módulo PV perfilado para ajudar arrefecer a película PV e melhorar a sua eficiência. Múltiplos módulos PV 100 podem ser soldados ou colados uns aos outros para criar uma secção selada maior para uma cobertura ou fachada. Um módulo PV 100 pode ser ainda combinado com uma camada de isolamento térmico (ex., espuma poliuretano) por baixo do módulo. Tal camada de isolamento é, de preferência, aplicada ao longo de toda a superfície inferior do módulo PV perfilado, por exemplo através da aplicação da espuma a essa superfície mediante extrusão. Tal camada de isolamento pode ainda melhorar e estabilizar as propriedades mecânicas e estruturais do módulo PV perfilado. Em particular, um módulo perfilado isolado de trás é particularmente vantajoso, juntamente com a utilização de silicone amorfo, como um material PV, dado o coeficiente temperatura da saída de potência de tal módulo ser relativamente baixo.

Enquanto que a invenção foi descrita juntamente com modos de realização específicos, é óbvio que várias alternativas, modificações e variações serão evidentes para peritos da especialidade à luz da descrição acima. Por exemplo, numa variação possível, a Fig. 7 ilustra as camadas utilizadas (antes da fusão e perfilamento) num módulo PV 400. Tal como mostrado, o modulo 400 inclui uma película PV 410 incluindo uma estrutura celular PV 430 fabricada num superstrato relativamente espesso 450 compreendendo, por exemplo, PET (polietileno tereftalato) e uma folha de material encapsulante 470 inferior. Neste modo de realização, o superstrato 450 age quer como uma base isoladora na qual a estrutura celular PV 430, como também uma camada de material encapsulante superior na fase subsequente de fusão. Desta maneira, o superstrato 450 deverá possuir as características de transparência e de resistência UV anteriormente descritas para a camada de material encapsulante 150 superior. Também deverá ser notado que o superstrato 450 pode ter uma espessura relativamente grande para que a película PV 410 resultante não seja flexível em temperaturas normais (i.e. que ocorrem naturalmente). Alternativamente, a espessura do superstrato 40 pode ser relativamente pequena mas a espessura da folha do material encapsulante 470 inferior pode ser aumentado respectivamente, situação em que a película PV 410 pode ainda ser flexível. Adicionalmente, será apreciado que, neste modo de realização, a base de eléctrodo primeiro depositada no superstrato 450 deverá compreender um TCO e, se uma configuração p-i-n é utilizada para células numa estrutura celular PV 430, camadas tipo-p, tipo-i e tipos-n são depois depositados sequencialmente acima da camada de eléctrodo TCO. Finalmente, embora na Fig. 7 o superstrato 450 é mostrado como tendo uma área de superfície maior do que a estrutura celular PV 430, pode não ser prático fabricar película PV desta maneira. Se for o caso, para assegurar que as bordas da estrutura celular PV 430 são suficientemente protegidas e cobertas pelo material encapsulante após a fusão, uma folha inferior de material encapsulante 470 maior pode ser utilizada e/ou material encapsulante adicional pode ser adicionado depois da película PV 410 e a folha inferior de material encapsulante 470 terem sido inicialmente fundidas uma à outra. A pilha fundida resultante pode depois ser perfilada na maneira descrita acima. Vários módulos podem ser montados uns aos outros, depois da moldagem mas de preferência antes de ser montado no telhado, de modo a estender a largura e/ou comprimento ou o elemento fotovoltaico resultante. Ligações eléctricas entre módulos vizinhos são, de preferência, realizados sem fio eléctrico, mediante a sobreposição ou contactando as barras de recolha 145 de modo a fornecer as pretendidas ligações em série ou paralelo. A montagem dos diferentes módulos é, no entanto, feito de tal forma a garantir uma quantidade idêntica ou semelhante de luz solar sobre células ligadas mutamente em série, guando o elemento fotovoltaico construído é montado.

Mais especificamente, num modo de realização em que o módulo é destinado a ser usado num ou como um elemento de cobertura canelado ou perfilado, o plano x;z definindo o perfil bi-dimensional do módulo pode estender-se num sentido para cima, substancialmente paralelo à borda ou aresta do telhado. Neste caso, as tiras 130 estendem-se de preferência ao longo num sentido horizontal em paralelo a esta borda ou aresta.

Se, por outro lado, o plano x;z definindo o perfil bi-dimensional estende-se num sentido para cima, perpendicular à borda ou aresta da cobertura, as tiras 130 estendem-se de preferência num sentido para cima, perpendicular à referida aresta ou borda. O módulo também pode ser usado como um elemento de fachada essencialmente vertical canelado ou perfilado. Neste caso, se o plano (x;z) definindo o perfil bi-dimensional é horizontal quando o referido módulo é montado, as tiras irão estender-se, de preferência, horizontalmente. Se por outro lado o plano for vertical, as tiras irão estender-se. de preferência, num sentido vertical.

Lisboa. 17 de Setembro de 2007

Claims (30)

1. Módulo gerador de energia electrica (100) caracterizado por compreender: uma película fotovoltaíca geradora de energia eléctrica (110) vedada entre uma camada superior (150) de pelo menos um material encapsulante parcialmente transparente e uma camada inferior (170) de material encapsulante, em que o tipo e quantidade de materiais encapsulantes são tais que a forma do módulo pode ser alterado quando, pelo menos uma temperatura elevada ou uma pressão é aplicada a ele mas em que os materiais encapsulantes providenciam uma estrutura rígida à volta da película geradora de energia eléctrica (110) sob condições normais de temperatura e pressão, em que a película geradora de energia eléctrica compreende uma pluralidade de células em forma de tiras (130) ligadas electricamente umas com as outras, em que o módulo é formado para providenciar um pretendido perfil bi-dimensional, caracterizado pelo facto do sentido longitudinal (xl) de cada célula em forma de tira (130) estender-se em paralelo ao plano que define o referido perfil bi-dimensional.

2. Módulo da reivindicação 1, caracterizado por as referidas células em forma de tiras (130) serem ligadas umas às outras em série.

3. Módulo de uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o tipo e quantidade dos materiais encapsulantes e de outras camadas serem tais que a forma do módulo é permanentemente alterada pela aplicação das seguintes fases: amolecimento dos materiais encapsulantes pela aplicação de uma temperatura elevada, aplicação de uma pressão ao módulo (100) de modo a obter a forma pretendida, endurecimento dos materiais encapsulantes.

4. Módulo da reivindicação 3, caracterizado por o tipo e quantidade de materiais encapsulantes serem tais que a forma do módulo é alterada pela aplicação de uma temperatura entre 70 a 250°C e uma pressão entre 103 Pa a 105 Pa (0.01 a 1 bar).

5. Módulo de uma das reivindicações 3 a 4, caracterizado por o tipo e quantidade de materiais usados em pelo menos uma camada de um módulo ser tal em que a forma do módulo não pode ser permanentemente alterada sob condições de temperatura normais sem quebrar, mesmo se a pressão é aplicada temporariamente a ele.

6. Módulo de uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a película geradora de energia eléctrica (110) compreender um substrato (120) flexível sob condições normais de temperatura e pressão.

7. Módulo da reivindicação 6, caracterizado por o substrato (120) da película geradora de energia eléctrica (110) compreender pelo menos um dos seguintes materiais: poliimida, polietileno tereftalato (PET) ou polietileno naftalato (PEN)3 alumínio, compósitos metálicos isoladores ou materiais fiber-reforçados.

8. Módulo de uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por de acordo com o perfil bi-dimensional do módulo, a película geradora de energia eléctrica (110) dentro do módulo (100) não ser plana.

9. Módulo de uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a película geradora de energia eléctrica (110) compreender uma estrutura semicondutora de silicone amorfo, um silicone micro-cristalino, um silicone de película fina, um elemento CIS, um elemento CdTe e/ou uma película de célula tandem. 1 Ο. Módulo de uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a película geradora de energia eléctrica (110), o material encapsulante superior (150), o material encapsulante inferior (170) terem sido fundidos para providenciar uma pilha com um perfil plano, antes do módulo ter sido configurado para providenciar um perfil bi-dimensional.

11. Módulo de uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a película geradora de energia eléctrica (110), o material encapsulante superior (150), o material encapsulante inferior (170) terem sido fundidas umas às outras num processo de laminação contínua, antes do módulo ter sido configurado e cortado num comprimento desejado.

12. Módulo de uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o módulo (100) ser configurado usando um processo de moldagem por injecção e o material encapsulante superior e inferior compreendem uma resina adequada para injecção durante o referido processo.

13. Módulo de uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o material encapsulante superior compreender pelo menos um dos seguintes materiais: PE polietíleno (PE), polietileno tereftalato (PET), polietileno naftalato (PEN), policarbonato (PC), polimetacrilato de metilo (PMMA), etileno acetato de vinilo (EVA), termoplástico poliuretano (TPU)t etileno tetrafluoretileno (ETFE).

14. Módulo da reivindicação 13, caracterizado por o material encapsulante inferior compreender o mesmo material que o material encapsulante superior.

15. Módulo de uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo (100) corresponder ao perfil não-plano de uma unidade arquitectónica ou superfície, a fim de permitir a montagem do módulo sobre a referida unidade ou superfície arquitectónica ou para substituir uma ou mais das referidas unidades arquitectónicas.

16. Módulo da reivindicação 15, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo corresponder ao perfil de uma cobertura ou elemento de fachada canelado ou perfilado.

17. Módulo da reivindicação 16, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo corresponder ao perfil de uma cobertura perfilada ou canelada, em que o referido módulo compreende pelo menos uma tira (130) destinada a estender-se num sentido essencialmente paralelo à borda ou aresta da referida cobertura quando o módulo é montado, e em que o referido plano (x; z) que define o referido perfil bi-dimensional estende-se num sentido vertical essencialmente paralelo à referida borda ou aresta quando o módulo é montado.

18. Módulo da reivindicação 16, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo corresponder ao perfil de um elemento de fachada canelado ou perfilado, em que o referido módulo compreende pelo menos uma tira (130) destinada a estender-se num sentido essencialmente horizontal quando o referido módulo é montado, e em que o referido plano (x;z) que define o referido perfil bi-dimensional estende-se na direcção essencialmente horizontal quando o referido módulo é montado.

19. Módulo de uma das referidas reivindicações 1 a 15, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo corresponder ao perfil de uma cobertura perfilada ou canelada, em que o referido módulo compreende pelo menos uma tira (130) destinada a estender-se num sentido vertical quando o módulo é montado, e em que o referido plano (x; z) que define o referido perfil bi-dimensional estende-se num sentido vertical essencialmente perpendicular à referida borda ou aresta quando o módulo é montado.

20. Módulo da reivindicação 16, caracterizado por o perfil bi-dimensional do módulo corresponder ao perfil de um elemento de fachada perfilada ou canelada, em que o referido módulo compreende pelo menos uma tira (130) destinada a estender-se num sentido essencialmente vertical quando o referido módulo é montado, e em que o referido plano (x; z) que define o referido perfil bi-dimensional estende-se num sentido essencialmente vertical quando o referido módulo é montado.

21. Módulo de uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado por a camada superior do material encapsulante também compreender um superstrato para a película geradora de energia eléctrica.

22. Módulo de uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado por compreender ainda uma camada de isolamento térmico aplicada à superfície inferior do módulo depois do módulo ter sido formado.

23. Módulo de uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado por compreender ainda uma textura tri-dimensional na referida camada encapsulante superior concebida para melhorar a convergência da luz sobre as partes activas PV do módulo.

24. Método de fabricar um módulo gerador de energia eléctrica (100) caracterizado por compreender as fases de: providenciar uma película geradora de energia eléctrica (110) compreendendo uma multiplicidade de células em forma de tiras (130) ligadas electricamente umas às outras, uma camada superior de material encapsulante (150) e uma camada inferior de material encapsulante (170); aplicar pelo menos uma temperatura ou uma pressão para fundir a película geradora de energia eléctrica, a camada superior de material encapsulante e a camada inferior de material encapsulante como uma pilha fundida; e manter ou aplicar uma temperatura elevada para derreter/amolecer o referido material encapsulante, e aplicar a pressão para configurar a pilha fundida de modo a conferir ao módulo um desejado perfil bi-dimensional, em que o tipo e quantidade dos materiais encapsulantes providenciados são tais que a forma do módulo pode ser alterada quando pelo menos uma temperatura elevada ou uma pressão é aplicada , mas em que os materiais encapsulantes (150, 170) providenciam uma estrutura rígida à volta da película geradora de energia eléctrica (110) sob condições normais de temperatura e pressão, caracterizado pelo facto do sentido longitudinal (xl) de cada célula em forma de tira estender-se em paralelo ao plano (x; z) que define o referido perfil bi-dimensional.

25. Método da reivindicação 24, caracterizado por a fusão compreender a aplicação de uma temperatura elevada e uma pressão.

26. Método da reivindicação 25 caracterizado por a fusão compreender a aplicação de uma temperatura de entre 70 a 250°C e uma pressão entre 3.104 Pa a 106 Pa (0.3 a 10 bar) e em que a moldagem compreende a aplicação de uma temperatura entre 70 a 250°C e uma pressão entre 103 a 10a Pa (0.01 a 1 bar).

27. Método de uma das reivindicações 24 a 26, caracterizado por a moldagem ser realizada imediatamente após a fusão.

28. Método de uma das reivindicações 24 a 27, caracterizado por a moldagem ser realizada simultaneamente com a fusão.

29. Método de uma das reivindicações 24 a 28, caracterizado por a moldagem compreender um processo de moldagem por injecção e os materiais encapsulantes superiores e inferiores compreendem uma resina adequada para ser injectada durante o referido processo.

30. Método de uma das reivindicações 24 a 29, a referida temperatura elevada sendo suficiente para derreter os referidos materiais encapsulantes sem danificar a referida película geradora de energia eléctrica (110), o referido método caracterizado por compreender a fase de libertar a referida temperatura para o re-endurecimento dos materiais encapsulantes após a moldagem.

31. Método de uma das reivindicações 24 a 30, caracterizado por compreender ainda a fase de aplicação de uma textura de superfície tri-dimensional à referida camada encapsulante superior. Lisboa, 17 de Setembro de 2007.