WO2013030342A2 - Dispositif photovoltaique non plan - Google Patents

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WO2013030342A2
WO2013030342A2 PCT/EP2012/066968 EP2012066968W WO2013030342A2 WO 2013030342 A2 WO2013030342 A2 WO 2013030342A2 EP 2012066968 W EP2012066968 W EP 2012066968W WO 2013030342 A2 WO2013030342 A2 WO 2013030342A2
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photovoltaic
photovoltaic device
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grooves
conductors
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Eric Pilat
Alexandre Vachez
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method of manufacturing a photovoltaic device and a photovoltaic device as such.
  • FIG. 1 illustrates a photovoltaic module 1 according to the state of the art. It is in the form of a large square slab measuring between 1 and 3 meters apart, comprising several photovoltaic cells 2 interconnected, and whose surface electrical conductors 3 are interconnected, for example by welding, to finally conduct the current generated by all the photovoltaic cells 2 to a junction box 5 disposed under the module, which serves to connect it electrically with other modules.
  • the photovoltaic cells 2 are further covered with a protective glass pane 6 at the upper surface of the module. Finally, the underside of the photovoltaic cells 2 is protected by a laminated polymer 4.
  • photovoltaic modules 1 as described above is widespread and their format is almost standardized. However, there are specific implementations, such as the positioning on the roof of a building to produce electricity to meet a part of the building needs, for which the dimensions and / or form described above are not optimal. .
  • To improve the integration of photovoltaic devices on the roof it is known to manufacture photovoltaic devices comprising the same structure as that described with reference to Figure 1 but of reduced size, being in a form of flat tiles, to be able to arrange them on a roof to replace existing tiles with the same construction technique.
  • These existing solutions however remain unsatisfactory because complex and expensive to manufacture. Moreover, they do not allow meet all architectural aesthetic requirements, including not replacing curved tiles, such as Roman tiles. More generally, standard photovoltaic devices do not allow an implementation on curved surfaces, which limits the development of their use.
  • an object of the invention is in particular to provide a photovoltaic device adapted for a curved surface.
  • the invention is based on a method of manufacturing a photovoltaic device, characterized in that it comprises the following steps:
  • the method of manufacturing a photovoltaic device may include the following preliminary steps:
  • the realization of the electrical conductors in the grooves can be made by depositing metal in an electrochemical bath.
  • the making of cuts in the at least one photovoltaic cell can be performed by laser etching.
  • the assembly of at least one photovoltaic cell with a flexible substrate can be obtained by polymerization, or crosslinking, or welding, or bonding.
  • the method of manufacturing a photovoltaic device may comprise a further step of shaping the photovoltaic device into a non-planar shape.
  • the method of manufacturing a photovoltaic device may comprise an additional step of adding a transparent protective layer of resin type to the photovoltaic device.
  • the invention also relates to a photovoltaic device, characterized in that it comprises at least one photovoltaic cell having cutouts, assembled to a flexible substrate, to form a flexible assembly and / or non-planar shape.
  • the flexible substrate may comprise grooves comprising conductors that do not occupy the full height of the grooves, and the grooves may also include photovoltaic cell conductors in contact with the conductors of the flexible substrate.
  • the flexible substrate may comprise a lower layer in the form of a film and a layer of polymer-type resin, and the grooves may extend over all or part of the thickness of the resin layer.
  • the grooves may be arranged superimposed on the raised conductors on the surface of the at least one photovoltaic cell so that these conductors are all housed in grooves of the flexible substrate.
  • the blanks may occupy all or part of the thickness of a photovoltaic cell, and / or the thickness of a photovoltaic cell plus the flexible substrate may be less than or equal to 250 ⁇ , or less than or equal to 200 ⁇ , and or the photovoltaic device may have a non-planar shape having at least one curvature of radius of curvature less than or equal to 1 meter.
  • the covering device of a roof may comprise an assembly of photovoltaic devices as previously described in the form of rounded surface tiles and / or curved and / or curved.
  • the invention also relates to a fabric characterized in that it comprises photovoltaic devices as described above.
  • FIG. 1 represents in exploded perspective the structure of FIG. a photovoltaic module according to the state of the art.
  • Figure 2 schematically shows a first step of the method of manufacturing a photovoltaic device according to one embodiment of the invention.
  • Figure 3 schematically shows a second step of the method of manufacturing a photovoltaic device according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 4 schematically shows a third step of the method of manufacturing a photovoltaic device according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 5 represents a magnification of a portion of the photovoltaic device at the end of the third step according to the embodiment of the invention.
  • FIG. 6 schematically represents a photovoltaic device according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 thus represents a first step in the method of manufacturing a photovoltaic device according to one embodiment of the invention.
  • This method first comprises the manufacture of a photovoltaic cell 12 or a set of photovoltaic cells 12, based on silicon, according to a method of the state of the art.
  • Conductors 13 are arranged on a surface of this (or these) cell (s) in order to conduct the current generated by photovoltaic effect. They stand out in relief on the flat surface of this (or these) cell (s).
  • the method comprises a step of manufacturing a flexible substrate 20 intended to receive one or more photovoltaic cells 12.
  • this flexible substrate 20 comprises a polymer-type multilayer structure : in the illustrated embodiment, it comprises a film 21 in its part lower and a resin layer 22 in its upper part.
  • This resin layer 22 comprises grooves 24 in its thickness, in which metal conductors 23 are arranged, for example by transfer of a metal ribbon or by ink jet deposition of a metallic ink, or by electrochemical bath to using masks to arrange the metallization specifically in the grooves, or by any other metal deposition solution.
  • the grooves 24 extend over the entire thickness of the resin layer 22, hence from the upper surface of the film 21.
  • the conductors 23 occupy only part of the height of the grooves 24, leaving their upper part for receiving the conductors 13 of the photovoltaic cells.
  • the geometry of the grooves 24 corresponds to that of the conductors 13 of the photovoltaic cells 12.
  • the conductors 13 of the photovoltaic cells are rectilinear and parallel, arranged in a constant pitch p. They can also be in spherical form simpler to achieve (natural coalescence alloys and allowing self-centering of the cell on the substrate, which allows a high positioning accuracy).
  • FIG. 3 illustrates the result of the assembly of a photovoltaic cell 12 with the flexible substrate 20.
  • the conductors 13 of the photovoltaic cell 12 come into contact with the conductors 23 of the grooves 24, to form a single conductor occupying the entire height of the grooves.
  • the flexible substrate 20 and the at least one photovoltaic cell 12 are then fixed by any means, such as by a polymerization allowing their bonding, or by crosslinking, etc., to obtain the welding or bonding of the two elements.
  • the manufacturing method comprises a step of making cutouts 17 extending over all or part of the thickness of the cells.
  • photovoltaic 12 as illustrated by Figures 4 and 5, to form a network of cutouts 17 provided to allow the subsequent folding of the photovoltaic device to conform to a desired three-dimensional shape.
  • the network of cuts 17 is calculated in advance by techniques of the type used in origami, to obtain any desired three-dimensional shape.
  • the depth of the cuts 17 in the photovoltaic cells 12 depends on the radius of curvature imposed by the final curved shape.
  • the cuts are made by any method, such as laser engraving. Alternatively, all or part of the cuts may even extend over a portion of the thickness of the flexible substrate.
  • the flexible substrate 20 ensures a good maintenance of the entire device after making the cuts 17, even if the latter are of significant depth, while limiting the risk of crack propagation.
  • the flexible substrate 20 fills a second function of electrical continuity to conduct the current generated by the different parts of photovoltaic cells, even after the cuts, since it is able to conduct electricity between the cut areas and to the others cells.
  • the result obtained by the steps described above is a photovoltaic device provided with a certain flexibility, more or less important depending on the choice of the network of cuts 17, which can make it possible to obtain photovoltaic devices in the form of flexible fabrics, comprising for example a multitude of photovoltaic cells attached adjacent to the same flexible substrate.
  • This approach then allows an end user to use the fabric for any use requiring flexibility of the material, as in the textile, for implementation on a garment for example.
  • the manufacturing process may comprise a final step consisting in deforming and shaping the result of planar shape as shown in FIG.
  • this principle can also be used more generally to cover any non-surface plane of photovoltaic devices, such as a motor vehicle for example.
  • the solution is suitable for large radii of curvature, less than or equal to 1 meter for example.
  • the embodiment has been implemented with photovoltaic cells comprising conductors on their rear face.
  • the same method could be used with cells comprising conductors on their front face or on their two faces.
  • the proposed solution makes it possible to form a thin final structure (as shown in FIG. 4), the thickness of which is less than 250 ⁇ , or even less than or equal to 200 ⁇ .
  • the cell (s) photovoltaic (s) has (s) a thickness of between 50 and 250 ⁇ .
  • the flexible substrate 20 advantageously has a thickness between 100 and 1000 ⁇ .

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Abstract

Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - assemblage d'au moins une cellule photovoltaïque (12) avec un substrat souple (20); puis, - réalisation de découpes (17) dans la au moins une cellule photovoltaïque pour lui apporter une souplesse et permettre de déformer le dispositif photovoltaïque.

Description

Dispositif photovoltaïque non plan
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque ainsi qu'un dispositif photovoltaïque en tant que tel.
La figure 1 illustre un module photovoltaïque 1 selon l'état de la technique. Il se présente sous la forme d'une grande dalle carrée mesurant entre 1 et 3 mètres de côté, comprenant plusieurs cellules photovoltaïques 2 liées entre elles, et dont les conducteurs électriques 3 de surface sont reliés entre eux, par exemple par soudure, pour finalement conduire le courant généré par l'ensemble des cellules photovoltaïques 2 vers une boîte de jonction 5 disposée sous le module, qui sert à le relier électriquement avec d'autres modules. Les cellules photovoltaïques 2 sont de plus recouvertes d'une vitre en verre 6 protectrice, au niveau de la surface supérieure du module. Enfin, la face inférieure des cellules photovoltaïques 2 est protégée par un polymère laminé 4.
L'utilisation de modules photovoltaïques 1 tels que décrits ci-dessus est très répandue et leur format est quasi standardisé. Toutefois, il existe des implémentations particulières, comme le positionnement en toiture d'un bâtiment afin de produire de l'électricité pour répondre à une partie des besoins du bâtiment, pour lesquelles les dimensions et/ou forme décrites ci-dessus ne sont pas optimales. Pour améliorer l'intégration des dispositifs photovoltaïques en toiture, il est connu de fabriquer des dispositifs photovoltaïques comprenant la même structure que celle décrite en référence avec la figure 1 mais de format réduit, se présentant dans une forme de tuiles plates, pour pouvoir les disposer sur une toiture en remplacement des tuiles existantes avec la même technique de construction. Ces solutions existantes restent toutefois insatisfaisantes car complexes et coûteuses à fabriquer. De plus, elles ne permettent pas de répondre à toutes les exigences esthétiques architecturales, notamment pas de remplacer les tuiles de forme courbée, comme les tuiles romanes très répandues. De manière plus générale, les dispositifs photovoltaïques standards ne permettent pas une implémentation sur des surfaces courbes, ce qui limite le développement de leur utilisation.
Ainsi, il existe un besoin d'une solution permettant de pallier aux inconvénients mentionnés ci-dessus et un objet de l'invention est notamment de proposer un dispositif photovoltaïque adapté pour une surface courbe.
A cet effet, l'invention repose sur un procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- assemblage d'au moins une cellule photovoltaïque avec un substrat souple ; puis,
- réalisation de découpes dans la au moins une cellule photovoltaïque pour lui apporter une souplesse et permettre de déformer le dispositif photovoltaïque. Le procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque peut comprendre les étapes préalables suivantes :
- réalisation de rainures dans le substrat souple ;
- formation de conducteurs électriques dans ces rainures. La réalisation des conducteurs électriques dans les rainures peut être faite par dépôt de métal dans un bain électrochimique.
La réalisation de découpes dans la au moins une cellule photovoltaïque peut être réalisée par gravure laser. L'assemblage d'au moins une cellule photovoltaïque avec un substrat souple peut être obtenu par polymérisation, ou réticulation, ou soudure, ou collage. Le procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque peut comprendre une étape supplémentaire consistant à conformer le dispositif photovoltaïque dans une forme non plane.
Le procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque peut comprendre une étape supplémentaire consistant à ajouter une couche transparente de protection de type résine sur le dispositif photovoltaïque.
L'invention porte aussi sur un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cellule photovoltaïque présentant des découpes, assemblée à un substrat souple, pour former un ensemble souple et/ou de forme non plane.
Le substrat souple peut comprendre des rainures comprenant des conducteurs qui n'occupent pas toute la hauteur des rainures, et les rainures peuvent comprendre aussi des conducteurs de cellules photovoltaïques en contact avec les conducteurs du substrat souple.
Le substrat souple peut comprendre une couche inférieure sous forme de film et une couche de résine de type polymère, et les rainures peuvent s'étendre sur tout ou partie de l'épaisseur de la couche de résine.
Les rainures peuvent être disposées de manière superposée aux conducteurs en relief à la surface de la au moins une cellule photovoltaïque de sorte que ces conducteurs sont tous logés dans des rainures du substrat souple. Les découpes peuvent occuper tout ou partie de l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque, et/ou l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque plus du substrat souple peut être inférieure ou égale à 250 μητι, ou inférieure ou égale à 200 μητι, et/ou le dispositif photovoltaïque peut présenter une forme non plane présentant au moins une courbure de rayon de courbure inférieur ou égal à 1 mètre.
Le dispositif de couverture d'un toit peut comprendre un assemblage de dispositifs photovoltaïques tels que décrits précédemment en forme de tuiles de surface arrondie et/ou courbée et/ou galbée.
L'invention porte aussi sur un tissu caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs photovoltaïques tels que décrits précédemment.
L'invention porte aussi sur un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs photovoltaïques tels que décrits précédemment sur sa surface. Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La figure 1 représente en perspective éclatée la structure d'un module photovoltaïque selon l'état de la technique.
La figure 2 représente schématiquement une première étape du procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 3 représente schématiquement une seconde étape du procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon le mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 représente schématiquement une troisième étape du procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon le mode de réalisation de l'invention. La figure 5 représente un grossissement d'une partie du dispositif photovoltaïque à la fin de la troisième étape selon le mode de réalisation de l'invention.
La figure 6 représente schématiquement un dispositif photovoltaïque selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 représente ainsi une première étape du procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon un mode de réalisation de l'invention. Ce procédé comprend d'abord la fabrication d'une cellule photovoltaïque 12 ou d'un ensemble de cellules photovoltaïques 12, à base de silicium, selon un procédé de l'état de la technique. Des conducteurs 13 sont disposés sur une surface de cette (ou ces) cellule(s) afin de conduire le courant généré par effet photovoltaïque. Ils ressortent donc en relief sur la surface plane de cette (ou ces) cellule(s).
Selon un élément essentiel de l'invention, le procédé comprend une étape de fabrication d'un substrat souple 20, destiné à recevoir une ou plusieurs cellules photovoltaïques 12. Dans ce mode de réalisation, ce substrat souple 20 comprend une structure multicouches de type polymères : dans le mode de réalisation illustré, il comprend un film 21 dans sa partie inférieure et une couche en résine 22 dans sa partie supérieure. Cette couche en résine 22 comprend des rainures 24 dans son épaisseur, dans lesquelles des conducteurs métalliques 23 sont disposés, par exemple par report d'un ruban métallique ou par dépôt par jet d'encre d'une encre métallique, ou par bain électrochimique à l'aide de masques pour disposer la métallisation spécifiquement dans les rainures, ou par toute autre solution de dépôt de métal. Dans ce mode de réalisation, les rainures 24 s'étendent sur toute l'épaisseur de la couche en résine 22, donc depuis la surface supérieure du film 21 . Les conducteurs 23 n'occupent qu'une partie de la hauteur des rainures 24, laissant libre leur partie supérieure destinée à recevoir les conducteurs 13 des cellules photovoltaïques. Pour cela, la géométrie des rainures 24 correspond à celle des conducteurs 13 des cellules photovoltaïques 12. Pour faciliter cette correspondance, les conducteurs 13 des cellules photovoltaïques sont rectilignes et parallèles, disposés selon un pas p constant. Ils peuvent aussi être sous forme sphérique plus simple à réaliser (coalescence naturelle des alliages et permettant un autocentrage de la cellule sur le substrat, ce qui permet une grande précision de positionnement). La figure 3 illustre le résultat de l'assemblage d'une cellule photovoltaïque 12 avec le substrat souple 20. Il apparaît ainsi que les conducteurs 13 de la cellule photovoltaïque 12 viennent en contact avec les conducteurs 23 des rainures 24, pour former un seul conducteur occupant toute la hauteur des rainures. Le substrat souple 20 et la au moins une cellule photovoltaïque 12 sont ensuite fixés par tout moyen, comme par une polymérisation permettant leur collage, ou par réticulation, etc., pour obtenir la soudure ou collage des deux éléments.
Ensuite, le procédé de fabrication comprend une étape de réalisation de découpes 17 s'étendant sur tout ou partie de l'épaisseur des cellules photovoltaïques 12, comme illustré par les figures 4 et 5, pour former un réseau de découpes 17 prévues pour permettre le pliage ultérieur du dispositif photovoltaïque pour le conformer à une forme tridimensionnelle souhaitée. Pour cela, le réseau de découpes 17 est calculé au préalable par des techniques de type de celles utilisées en origami, afin d'obtenir la forme tridimensionnelle quelconque souhaitée. De même, la profondeur des découpes 17 dans les cellules photovoltaïques 12 dépend du rayon de courbure imposé par la forme courbée finale. Les découpes sont réalisées par tout procédé, comme par des gravures laser. En variante, tout ou partie des découpes peut même s'étendre sur une partie de l'épaisseur du substrat souple.
En remarque, le substrat souple 20 assure un bon maintien de l'ensemble du dispositif après réalisation des découpes 17, même si ces dernières sont de profondeur importante, tout en limitant le risque de propagation de fissures. De plus, le substrat souple 20 remplit une seconde fonction de continuité électrique pour conduire le courant généré par les différentes parties de cellules photovoltaïques, même après les découpes, puisqu'il est apte à conduire l'électricité entre les zones découpées et vers les autres cellules.
Le résultat obtenu par les étapes décrites ci-dessus est un dispositif photovoltaïque doté d'une certaine souplesse, plus ou moins importante selon le choix du réseau de découpes 17, qui peut permettre d'obtenir des dispositifs photovoltaïques sous forme de tissus souples, comprenant par exemple une multitude de cellules photovoltaïques fixées de manière adjacente sur un même substrat souple. Cette approche permet ensuite à un utilisateur final d'utiliser le tissu pour toute utilisation nécessitant une souplesse du matériau, comme dans le textile, pour une implémentation sur un vêtement par exemple. Le procédé de fabrication peut comprendre une étape finale qui consiste à déformer, conformer le résultat de forme plane tel que représenté sur la figure 4, pour atteindre un produit final de forme tridimensionnelle comme une tuile de forme galbée, dont la forme est ensuite figée en ajoutant par exemple une résine transparente 30 de protection sur tout ou partie de sa surface, pour obtenir le produit final tel que représenté à titre d'exemple par la figure 6. Naturellement, ce principe peut aussi être utilisé plus généralement pour recouvrir toute surface non plane de dispositifs photovoltaïques, comme un véhicule automobile par exemple. La solution est adaptée pour des rayons de courbure importants, inférieur ou égal à 1 mètre par exemple.
En remarque, le mode de réalisation a été implémenté avec des cellules photovoltaïques comprenant des conducteurs sur leur face arrière. En variante, le même procédé pourrait être utilisé avec des cellules comprenant des conducteurs sur leur face avant ou sur leurs deux faces. D'autre part, la solution proposée permet de former une structure finale (telle que représentée sur la figure 4) peu épaisse, dont l'épaisseur est inférieure à 250 μιτι, voire inférieure ou égale à 200 μιτι. La ou les cellule(s) photovoltaïque(s) présente(nt) une épaisseur comprise entre 50 et 250 μιτι. Le substrat souple 20 présente avantageusement une épaisseur comprise entre 100 et 1000 μιτι.

Claims

Revendications
1 . Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- assemblage d'au moins une cellule photovoltaïque (12) avec un substrat souple (20) ; puis,
- réalisation de découpes (17) dans la au moins une cellule photovoltaïque pour lui apporter une souplesse et permettre de déformer le dispositif photovoltaïque.
2. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes préalables suivantes :
- réalisation de rainures (24) dans le substrat souple (20) ;
- formation de conducteurs électriques (23) dans ces rainures (24).
3. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la réalisation des conducteurs électriques (23) dans les rainures (24) est faite par dépôt de métal dans un bain électrochimique.
4. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réalisation de découpes (17) dans la au moins une cellule photovoltaïque (12) est réalisée par gravure laser.
5. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'assemblage d'au moins une cellule photovoltaïque (12) avec un substrat souple (20) est obtenu par polymérisation, ou réticulation, ou soudure, ou collage.
6. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à conformer le dispositif photovoltaïque dans une forme non plane.
7. Procédé de fabrication d'un dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à ajouter une couche transparente de protection de type résine sur le dispositif photovoltaïque.
8. Dispositif photovoltaïque, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une cellule photovoltaïque (12) présentant des découpes (17), assemblée à un substrat souple (20), pour former un ensemble souple et/ou de forme non plane.
9. Dispositif photovoltaïque selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le substrat souple (20) comprend des rainures (24) comprenant des conducteurs (23) qui n'occupent pas toute la hauteur des rainures (24), et en ce que les rainures (24) comprennent aussi des conducteurs (13) de cellules photovoltaïques (12) en contact avec les conducteurs (23) du substrat souple (20).
10. Dispositif photovoltaïque selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le substrat souple (20) assure un maintien mécanique de l'ensemble du dispositif photovoltaïque, et assure une continuité électrique entre les différentes parties d'une ou plusieurs cellules photovoltaïques du dispositif photovoltaïque, même avec les découpes (17).
1 1 . Dispositif photovoltaïque selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le substrat souple (20) comprend une couche inférieure sous forme de film (21 ) et une couche de résine (22) de type polymère, et en ce que les rainures (24) s'étendent sur tout ou partie de l'épaisseur de la couche de résine (22).
12. Dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 9 à 1 1 , caractérisé en ce que les rainures (24) sont disposées de manière superposée aux conducteurs (13) en relief à la surface de la au moins une cellule photovoltaïque (12) de sorte que ces conducteurs (13) sont tous logés dans des rainures (24) du substrat souple (20).
13. Dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que les découpes (17) occupent tout ou partie de l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque (12), ou toute l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque (12) plus une partie de l'épaisseur du substrat.
14. Dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que la profondeur des découpes (17) dans au moins une cellule photovoltaïque (12) dépend du rayon de courbure de la forme courbée du dispositif photovoltaïque.
15. Dispositif photovoltaïque selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque (12) plus du substrat souple (20) est inférieure ou égale à 250 μιτι, ou inférieure ou égale à 200 μιτι, et/ou en ce que l'épaisseur d'une cellule photovoltaïque (12) est comprise entre 50 μιτι et 250 μιτι, et/ou en ce qu'il comprend au moins une cellule photovoltaïque (12) à base de silicium et/ou en ce que le dispositif photovoltaïque présente une forme non plane présentant au moins une courbure de rayon de courbure inférieur ou égal à 1 mètre.
16. Dispositif de couverture d'un toit, caractérisé en ce qu'il comprend un assemblage de dispositifs photovoltaïques selon l'une des revendications 8 à 15 en forme de tuiles de surface arrondie et/ou courbée et/ou galbée.
17. Tissu caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs photovoltaïques selon l'une des revendications 8 à 15.
18. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend des dispositifs photovoltaïques selon l'une des revendications 8 à 15 sur sa surface.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104917449B (zh) * 2015-06-12 2017-03-08 陈惠远 一种柔性太阳能电池组件
IL247556B (en) * 2016-08-30 2019-05-30 Hillel Rosenfeld Photovoltaic module
US11081606B2 (en) * 2018-12-27 2021-08-03 Solarpaint Ltd. Flexible and rollable photovoltaic cell having enhanced properties of mechanical impact absorption
US12419117B2 (en) * 2018-12-27 2025-09-16 Solarpaint Ltd. Israel hybrid photovoltaic device having rigid planar segments and flexible non-planar segments
US11978815B2 (en) 2018-12-27 2024-05-07 Solarpaint Ltd. Flexible photovoltaic cell, and methods and systems of producing it
NL2024940B1 (en) * 2020-02-19 2021-10-06 Atlas Technologies Holding Bv Crystalline semiconductor chip that can be curved in two directions
EP4226427A4 (fr) * 2020-10-07 2024-11-06 Solarpaint Ltd. Panneaux solaires souples et dispositifs photovoltaïques ainsi que leurs procédés et systèmes de production
JP2025539279A (ja) * 2023-11-14 2025-12-05 深▲セン▼市華宝新能源股▲フン▼有限公司 曲面光起電力モジュール及び光起電力建築面
JP2025539281A (ja) * 2023-11-14 2025-12-05 深▲セン▼市華宝新能源股▲フン▼有限公司 曲面光起電力モジュール及び光起電力建築面

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153308U (ja) * 1983-03-30 1984-10-15 帝人株式会社 太陽電池付衣服
CA2024662A1 (fr) * 1989-09-08 1991-03-09 Robert Oswald Module photovoltaique monolithique a elements montes en serie et en parallele
JPH0799332A (ja) * 1993-06-29 1995-04-11 Sanyo Electric Co Ltd ３次元形状光起電力素子の製造方法
US5538902A (en) * 1993-06-29 1996-07-23 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of fabricating a photovoltaic device having a three-dimensional shape
JPH07312434A (ja) * 1994-05-17 1995-11-28 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュ−ル
JPH1168133A (ja) * 1997-08-21 1999-03-09 Sony Corp 薄膜素子モジュールおよびその製造方法
JPH11214725A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Canon Inc 光電変換装置の製造方法
US20050268962A1 (en) * 2000-04-27 2005-12-08 Russell Gaudiana Flexible Photovoltaic cells, systems and methods
US6410362B1 (en) * 2000-08-28 2002-06-25 The Aerospace Corporation Flexible thin film solar cell
US20030041893A1 (en) * 2001-08-31 2003-03-06 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Solar cell, method for manufacturing the same, and apparatus for manufacturing the same
CN100570905C (zh) * 2005-03-16 2009-12-16 富士电机系统株式会社 制造太阳能电池模块的方法
JP4681352B2 (ja) * 2005-05-24 2011-05-11 本田技研工業株式会社 カルコパイライト型太陽電池
US20100047959A1 (en) * 2006-08-07 2010-02-25 Emcore Solar Power, Inc. Epitaxial Lift Off on Film Mounted Inverted Metamorphic Multijunction Solar Cells
CN100568541C (zh) * 2007-01-23 2009-12-09 李毅 一种柔性太阳能电池及制造方法
CN101640232B (zh) * 2008-08-28 2011-01-12 苏州富能技术有限公司 薄膜太阳电池模块的加工方法
JP2010092981A (ja) * 2008-10-06 2010-04-22 Sharp Corp 太陽電池、裏面電極型太陽電池、配線基板および太陽電池の製造方法
US20100108119A1 (en) * 2008-11-17 2010-05-06 Applied Materials, Inc. Integrated bypass diode assemblies for back contact solar cells and modules
WO2010088446A2 (fr) * 2009-02-02 2010-08-05 Dow Global Technologies Inc. Cellule photovoltaïque robuste
KR101040834B1 (ko) * 2009-03-31 2011-06-14 주식회사 탄탄구조엔지니어링 태양광 발전기용 태양전지모듈 클램핑장치
KR101091405B1 (ko) * 2009-10-28 2011-12-07 엘지이노텍 주식회사 태양전지 및 이의 제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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