WO2016131159A1 - Panneau solaire à colorant - Google Patents

Panneau solaire à colorant Download PDF

Info

Publication number
WO2016131159A1
WO2016131159A1 PCT/CH2016/000029 CH2016000029W WO2016131159A1 WO 2016131159 A1 WO2016131159 A1 WO 2016131159A1 CH 2016000029 W CH2016000029 W CH 2016000029W WO 2016131159 A1 WO2016131159 A1 WO 2016131159A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrolyte
recess
dye
panel according
solar
Prior art date
Application number
PCT/CH2016/000029
Other languages
English (en)
Inventor
Gianfranco Passoni
Original Assignee
ROBOTIC CONSULTING S à r. l.
Glass2 Energy Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ROBOTIC CONSULTING S à r. l., Glass2 Energy Sa filed Critical ROBOTIC CONSULTING S à r. l.
Priority to EP16714211.6A priority Critical patent/EP3259768A1/fr
Priority to CN201680010577.8A priority patent/CN107408461A/zh
Publication of WO2016131159A1 publication Critical patent/WO2016131159A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H01G9/2081—Serial interconnection of cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2059—Light-sensitive devices comprising an organic dye as the active light absorbing material, e.g. adsorbed on an electrode or dissolved in solution
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Definitions

  • Dye solar panel comprising a set of photosensitive pigment solar cells (or DSSC: dye-sensitized solar cell) comprising an electron donor electrol enclosed between two plates of transparent glass conductive of electric current ( TCO: transparent conductive oxide), and arranged in the form of parallel strips.
  • TCO transparent conductive oxide
  • Solar panels are known comprising photosensitive pigment solar cells comprising an electron donor electrolyte enclosed between two transparent electrically conductive oxide (TCO) plates, and arranged in the form of parallel strips, especially Gràtzel cells. .
  • TCO transparent electrically conductive oxide
  • These devices have a serious flaw because they are sensitive to temperature differences. Indeed, these solar panels must be exposed to the sun. However, when these panels are exposed to the sun the electrolyte is heated and expands, which has the effect of creating a pressure inside the cell.
  • the main object of the invention is to provide a solar panel not having the defects described above, that is to say a solar panel comprising solar cells working in varying climatic conditions without risk of bursting or rupture of the bonding joints due to the thermal expansion of the electrolyte.
  • Figure 1 schematically shows a plan view of an embodiment of a panel according to the invention comprising several cells arranged next to each other.
  • FIG. 2 diagrammatically represents the marked detail A in FIG. 1.
  • FIG. 3 schematically represents the section B-B marked in FIG.
  • FIG. 4 schematically represents the marked detail C in FIG.
  • FIG 5 schematically shows the labeled detail C in Figure 3, when the electrolyte is fully expanded.
  • a dye solar panel comprising a plurality of photosensitive pigment solar cells (1) (or DSSC: dye sensitized solar cell) arranged in parallel strip form and arranged in series, comprising A transparent glass substrate (8) conducts electrical current (TCO) with a fluorine doped tin oxide metal film on which a thin semiconductor film TI02 is fixed. This thin film is impregnated by
  • a photosensitive pigment called a dye that loses an electron under the effect of excitation by solar radiation.
  • An iodide / tri-iodide electrolyte closes the electrical circuit by conducting the conduction with the lower wall (9) of the cell also transparent TCO conducting glass.
  • FIG. 1 we see an embodiment of a panel according to the invention.
  • This panel is rectangular and has an upper part 2 and a lower part 3. Between the upper and lower parts extend solar cells 1 arranged next to each other. These cells are made between two transparent TCO glass plates, separated by sealed partition walls January 1, this type of construction is well known to those skilled in the art.
  • the sealed partition walls 11 serve to hold the two TCO glass plates together and to contain the electrolyte in each separate cell.
  • These cells have in the panel presented a width of between 8 mm and 30 mm, and a length of between 30 cm and 100 cm, and comprise a space between the two transparent TCO glass plates of about ten microns, space filled with the electrolyte.
  • Each cell has at its upper part contiguous to the upper part of the panel a recess 4, this detail will be better understood with reference to FIG. 2, which gives an enlargement of the detail A.
  • a panel according to the invention will have the following dimensions: between 30 cm to 100 cm in width and between 30 cm and 100 cm in height, moreover these panels can only be used vertically or in an inclined position, (ie in frontage or roofing) but in any case not
  • the recesses 4 are arranged at the upper part of said panels, so that during the expansion of the electrolyte 7 the latter can extend into said recess 4, see Figure 5 detail E, and that during the contraction of said electrolyte 7 due to a lowering of the temperature, said electrolyte can descend under the action of the force of gravity, see Figure 4 detail C.
  • the hollow 4 presents a face 6 inclined relative to the face of the plate 8.
  • each cell has at its upper part high above the hollow 4 a circular orifice 5 and at its lower part also a circular orifice 10.
  • electrolyte which in the present invention will be an electrolyte, chosen by those skilled in the art having suitable properties for the requested use, including a low coefficient of expansion and good fluidity.
  • the orifices 5 and 10 will be closed once the cells are filled with electrolyte.
  • the electrolyte can grow in the recess 4 without creating an overpressure, which could explode the glass plates TCO transparent.
  • FIGS. 3, 4 and 5 the filling of the cells will be done at a predetermined temperature, since an amount of electrolyte 7 will be placed so as to arrive just below the hollow 4, see FIG. 4C.
  • two transparent TCO glass plates 8 and 9 are already fixed together by means known to those skilled in the art, the orifices 5 and 10 will be closed.
  • FIG. 5 shows the case of a dilation of the electrolyte consequent on a heating, the electrolyte filling almost entirely the hollow 4, it is quite clear that in these figures the orifice 5 is closed, this has not been represented, because there are several solutions all within the reach of the skilled person.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Ce panneau solaire à colorant comporte un ensemble de cellules solaires (1) à pigments photosensibles comportant un électrolyte donneur d'électrons enfermé entre deux plaques de verre transparent (8 et 9) conducteur du courant électrique (TCO). Les cellules solaires sont disposées sous forme de bandes parallèles disposées les unes à côté des autres. Chaque bande comporte à une extrémité une creusure (4) qui peut permettre l'extension de l' électrolyte (7) lorsque ce dernier se dilate sous l'effet d'une augmentation de température.

Description

Panneau solaire à colorant. L'invention a pour objet un panneau solaire à colorant comportant un ensemble de cellules solaires à pigments photosensibles (ou DSSC : cellule solaire sensibilisée par colorant) comportant un électrol te donneur d'électrons enfermé entre deux plaques en verre transparent conducteur de courant électrique (TCO : transparent conductive oxide), et disposées sous forme de bandes parallèles.
On connaît des panneaux solaires comportant des cellules solaires à pigments photosensibles comportant un électrolyte donneur d'électrons enfermé entre deux plaques en verre transparent conducteur de courant électrique (TCO : transparent conductive oxide), et disposées sous forme de bandes parallèles, notamment les cellules Gràtzel. Ces dispositifs ont un grave défaut, car ils sont sensibles aux différences de température. En effet, ces panneaux solaires doivent être soumis au soleil. Or, lorsque ces panneaux sont soumis au soleil l'électrolyte se chauffe et se dilate, ce qui a pour conséquence de créer une pression à l'intérieure de la cellule.
On a essayé de palier à cette difficulté par exemple, en ne remplissant pas complètement l'espace réservé de la cellule à l'électrolyte. Toutefois, cette solution a pour effet de diminuer le rendement de ladite cellule. De plus, dans bien des cas ce genre de panneaux ne présente pas une étanchéité durable.
On a aussi essayé de faire des cellules comportant un moyen de réguler la pression interne, par exemple dans le document JP2009099409, il est exposé que la cellule est reliée à un moyen de stockage pour la solution électrolytique. Ledit moyen de stockage est un réservoir élastique capable de recevoir une variation de volume due au changement de volume dû au changement de température de la solution électrolytique. Cette solution est difficile à mettre en œuvre. Le but principal de l'invention est de fournir un panneau solaire ne présentant pas les défauts exposés ci-dessus, c'est-à-dire un panneau solaire comportant des cellules solaires travaillant dans des conditions climatiques variables sans risque d'éclatement ou de rupture des joints de collage dû à la dilation thermique de l'électrolyte.
Ces buts sont atteints avec un panneau solaire selon l'invention définie à la revendication 1. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de formes d'exécution, données uniquement à titre d'exemple, en regard des dessins sur les quels :
La figure 1 représente schématiquement une vue en plan d'une forme d'exécution d'un panneau selon l'invention comportant plusieurs cellules disposées les unes à côté des autres.
La figure 2 représente schématiquement le détail marqué A sur la figure 1. La figure 3 représente schématiquement la coupe B-B marquée sur la figure 2.
La figure 4 représente schématiquement le détail marqué C sur la figure 3.
La figure 5 représente schématiquement te détail marqué C sur la figure 3, lorsque l'électrolyte est complètement dilaté.
On notera que sur toutes les figures les mêmes signes de référence ont été utilisés pour désigner les mêmes caractéristiques.
Dans la forme d'exécution représentée on a un panneau solaire à colorant comportant un ensemble de cellules solaires (1) à pigments photosensibles (ou DSSC : cellule solaire sensibilisée par colorant) disposées sous forme de bandes parallèles et mise en série, comportant Un substrat de verre transparent (8) supérieur conducteur du courant électrique (TCO) avec un film métallique d'oxyde d'étain dopé fluor sur lequel un film mince semi-conducteur TI02 est fixé. Ce film mince est imprégné par
un pigment photosensible appelé colorant qui perd un électron sous l'effet d'excitation par rayonnement solaire.
Un électrolyte iodure/tri iodure fermant le circuit électrique en assurant la conduction avec la paroi inférieure (9) de la cellule aussi en verre transparent conducteur TCO.
En se référant à la figure 1 , on voit une forme d'exécution d'un panneau selon l'invention. Ce panneau est rectangulaire et présente une partie haute 2 et une partie basse 3. Entre les parties haute et basse s'étendent des cellules solaires 1 disposées à côté les unes des autres. Ces cellules sont réalisées entre deux plaques de verre TCO transparentes, séparées par des parois de séparation étanche 1 1 , ce genre de construction est parfaitement connu de l'homme du métier. Les parois de séparation étanche 11 servent à maintenir les deux plaques de verre TCO ensemble et à contenir l'électrolyte dans chaque cellule séparée. Ces cellules ont dans le panneau présenté une largeur comprise entre 8 mm et 30 mm, et une longueur comprise entre 30 cm et 100 cm, et comprennent un espace entre les deux plaques de verre TCO transparentes de quelque dizaine de microns, espace rempli par de l'électrolyte. Chaque cellule présente à sa partie supérieure accolée à la partie haute du panneau une creusure 4, on comprendra mieux ce détail en se référant à la figure 2, qui donne un agrandissement du détail A.
Au vu de ce qui précède on comprend que dans la forme d'exécution représentée, un panneau selon l'invention aura les dimensions suivantes : entre 30 cm à 100 cm de largeur et entre 30 cm et 100 cm de hauteur, de plus ces panneaux ne pourront être utilisés que verticalement ou dans une position inclinée, (c'est-à-dire en façade ou en toiture) mais en tout cas pas
horizontalement. En effet, comme il ressort des figures 1 et 2 que les creusures 4 sont disposées à la partie haute desdits panneaux, ceci pour que lors de la dilatation de l'électrolyte 7 ce dernier puisse s'étendre dans ladite creusure 4, voir figure 5 détail E, et que lors de la contraction dudit électrolyte 7 dû à un abaissement de la température, ledit électrolyte puisse redescendre sous l'action de la force de gravité, voir figure 4 détail C. Dans ce but la creusure 4 présente une face 6 inclinée relativement à la face de la plaque 8.
On remarquera sur la figure 1 que chaque cellule présente à sa partie supérieure haut dessus la creusure 4 un orifice circulaire 5 et à sa partie inférieure aussi un orifice circulaire 10. Ces orifices sont là pour permettre le remplissage de la cellule par de l'électrolyte, qui dans la présente invention sera un électrolyte, choisi par l'homme du métier présentant des propriétés adéquates pour l'usage demandé, notamment un faible coefficient de dilation et une bonne fluidité. Les orifices 5 et 10 seront obturés une fois que les cellules seront remplies d'électrolyte. De plus, avant l'obturation de l'orifice 5 on créera une dépression inférieure à la pression atmosphérique dans la cellule pour que l'électrolyte puisse se rependre dans la creusure 4 sans créer une surpression, qui risquerait de faire éclater les plaques de verre TCO transparentes.
Comme on le voit sur les figures 3, 4 et 5, le remplissage des cellules se fera à une température déterminée, car on mettra une quantité d'électrolyte 7 de manière à arriver juste en dessous de la creusure 4 voir figure 4 C. Les deux plaques de verre TCO transparentes 8 et 9 étant déjà fixées ensembles par des moyens connus par l'homme du métier, les orifices 5 et 10 seront obturés. Sur la figure 5 il a été représenté le cas d'une dilatation de l'électrolyte conséquente d'un échauffement, l'électrolyte remplissant presque entièrement la creusure 4, il est bien claire que dans ces figures l'orifice 5 est obturé, ceci n'a pas été représenté, car il existe plusieurs solutions toutes à la portée de l'homme du métier.

Claims

Revendications
1. Panneau solaire à colorant comportant un ensemble de cellules solaires (1 ) à pigments photosensibles comportant un électrolyte donneur d'électrons enfermé entre deux plaques de verre transparent (8 et 9) conducteur du courant électrique (TCO), et disposées sous forme de bandes parallèles disposées les unes à côté des autres, caractérisé en ce que chaque bande comporte à une extrémité une creusure (4) qui peut être remplie par l'électrolyte (7) lorsque ce dernier se dilate sous l'effet d'une augmentation de température.
2. Panneau selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque bande comporte à ses deux extrémités une creusure qui peut être remplie par électrolyte (7) lorsque ce dernier se dilate sous l'effet d'une augmentation de température.
3. Panneau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque creusure (4) présente au moins une face (6) inclinée relativement aux plaques de verre transparent (8 et 9).
4. Panneau selon l'une des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que chaque creusure est faite dans une des plaques de verre transparent.
5. Panneau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'intérieure de chaque cellule solaire (1 ) présente une pression inférieure à la pression atmosphérique.
PCT/CH2016/000029 2015-02-16 2016-02-13 Panneau solaire à colorant WO2016131159A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16714211.6A EP3259768A1 (fr) 2015-02-16 2016-02-13 Panneau solaire à colorant
CN201680010577.8A CN107408461A (zh) 2015-02-16 2016-02-13 染料太阳能板

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00209/15 2015-02-16
CH2092015 2015-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016131159A1 true WO2016131159A1 (fr) 2016-08-25

Family

ID=55660998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2016/000029 WO2016131159A1 (fr) 2015-02-16 2016-02-13 Panneau solaire à colorant

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3259768A1 (fr)
CN (1) CN107408461A (fr)
WO (1) WO2016131159A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009099409A (ja) 2007-10-17 2009-05-07 Electric Power Dev Co Ltd 色素増感型太陽電池
EP2387052A2 (fr) * 2010-05-14 2011-11-16 Samsung SDI Co., Ltd. Module de conversion photoélectrique
EP2533353A1 (fr) * 2010-02-02 2012-12-12 Sharp Kabushiki Kaisha Cellule solaire et module de cellule solaire
DE102012206331A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Hyundai Motor Company Farbstoffsensibilisiertes Solarzellenmodul und Verfahren zur Herstellung desselben

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009099409A (ja) 2007-10-17 2009-05-07 Electric Power Dev Co Ltd 色素増感型太陽電池
EP2533353A1 (fr) * 2010-02-02 2012-12-12 Sharp Kabushiki Kaisha Cellule solaire et module de cellule solaire
EP2387052A2 (fr) * 2010-05-14 2011-11-16 Samsung SDI Co., Ltd. Module de conversion photoélectrique
DE102012206331A1 (de) * 2011-11-30 2013-06-06 Hyundai Motor Company Farbstoffsensibilisiertes Solarzellenmodul und Verfahren zur Herstellung desselben

Also Published As

Publication number Publication date
CN107408461A (zh) 2017-11-28
EP3259768A1 (fr) 2017-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3408869B1 (fr) Panneau solaire photovoltaïque et thermique
KR20090101226A (ko) 태양광 발전 집열 유닛
EP2539644A1 (fr) Panneau solaire thermique a rendement eleve
EP2212924A1 (fr) Perfectionnements apportés à un boîtier de connexion pour éléments capables de collecter de la lumière
ES2758754T3 (es) Mejoras aportadas a juntas para elementos capaces de captar luz
US20160379763A1 (en) Substrate and electrode for solar cells and the corresponding manufacturing process
JP4639657B2 (ja) 光電変換素子及びその製造方法
WO2020245521A1 (fr) Film conducteur composite pour la réalisation d'accumulateurs d'énergie électrique, procédé de réalisation d'un tel film, et accumulateur électrique utilisant un tel film
WO2016131159A1 (fr) Panneau solaire à colorant
FR3056342A1 (fr) Gestion de temperature de batterie
US8785764B2 (en) Photoelectric conversion device
KR101220452B1 (ko) 내구성이 향상된 염료감응형 태양전지
EP3008397B1 (fr) Appareil de chauffage comprenant un materiau a changement de phase
JP5382186B1 (ja) 色素増感型太陽電池
EP0021307A1 (fr) Dispositif pour le transfert de chaleur entre au moins deux sources de chaleur de manière à les maintenir à des niveaux thermiques différents
CN101762056A (zh) 内置光伏电池组件的插装组合式玻璃真空集蓄热管
FR3047550B1 (fr) Panneau solaire
FR3060240A1 (fr) Structure de conversion thermophotovoltaique
FR3081543A1 (fr) Echangeur thermique
CN101762066B (zh) 内置有光伏电池组件和聚光镜的插装式玻璃真空集蓄热管
CN101762050B (zh) 一种内置光伏电池组件的全玻璃热管真空集热管
KR20120033474A (ko) 염료감응형 태양전지 모듈 및 그 제조방법
CN101762061A (zh) 内置光伏电池组件和聚光透镜的插装式玻璃真空集蓄热管
FR2525394A1 (fr) Module de cellules photovoltaiques, ainsi que panneau forme par une pluralite de modules
FR2475807A1 (fr) Procede et appareil pour engendrer de l'electricite a partir d'une cellule photo-electrochimique

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16714211

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016714211

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE