BRPI0807609A2 - PHOTO VOLTAGE CELL SYSTEMS - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAS DE CÉLULA FOTOVOLTÁICA".Report of the Invention Patent for "PHOTOVOLTA CELL SYSTEMS".

A presente invenção refere-se a sistemas de célula fotovoltáica, em particular a métodos para utilização em sua fabricação.The present invention relates to photovoltaic cell systems, in particular methods for use in their manufacture.

Em um processo para fabricar eletrodos primários para sistemasIn a process to manufacture primary electrodes for systems

de célula fotovoltáica, um perfil elevado é formado na superfície de um condutor elétrico tal como uma tela metálica, para estabelecer conexões elétricas com um contraeletrodo. Um revestimento tal como um revestimento de óxido é aplicado ou formado de outra maneira sobre a superfície do condutor 10 elétrico para fornecer um componente do sistema de célula fotovoltáica, tal como uma camada isolante ou portador de corante. O condutor elétrico é então aquecido de modo a secar o revestimento.In a photovoltaic cell, a high profile is formed on the surface of an electrical conductor such as a wire mesh to establish electrical connections with a counter electrode. A coating such as an oxide coating is applied or otherwise formed on the surface of the electrical conductor 10 to provide a component of the photovoltaic cell system, such as an insulating layer or dye carrier. The electric conductor is then heated to dry the coating.

O revestimento pode ser aplicado sobre o perfil elevado do condutor elétrico e deve em seguida ser removido de modo a permitir a formação de uma boa conexão elétrica com o contraeletrodo.The coating can be applied over the high profile of the electrical conductor and must then be removed to allow a good electrical connection to be formed with the counter electrode.

Aliás, mesmo se o revestimento for aplicado somente a uma região selecionada do condutor elétrico e não sobre o perfil elevado, o processo de aquecimento tende a resultar na formação de uma camada de óxido eletricamente isolante, ou revestimentos similar, sobre toda a superfície do 20 condutor elétrico, inclusive o perfil elevado. Novamente o revestimento presente no perfil elevado deve ser removido para permitir a formação de uma conexão elétrica saudável com o contraeletrodo.In fact, even if the coating is applied only to a selected region of the electrical conductor and not over the high profile, the heating process tends to result in the formation of an electrically insulating oxide layer, or similar coatings, over the entire surface of the conductor. electrical conductor, including high profile. Again the coating on the high profile must be removed to allow a healthy electrical connection to form with the counter electrode.

Muitas vezes o revestimento não pode ser removido mecanicamente, por exemplo, por polimento ou esmerilhamento sem provocar dano ao condutor elétrico subjacente.Often the coating cannot be removed mechanically, for example by polishing or grinding without damaging the underlying electrical conductor.

Contra este antecedente, é um objetivo da presente invenção fornecer um método de preparar um eletrodo primário que permite remoção de um revestimento ou camada superficial de uma região selecionada da superfície de um condutor elétrico, ao mesmo tempo em que impede dano ao condutor elétrico.Against this background, it is an object of the present invention to provide a method of preparing a primary electrode that allows removal of a coating or surface layer from a selected region of the surface of an electrical conductor while preventing damage to the electrical conductor.

De acordo com a presente invenção é fornecido um método de preparar um sistema de eletrodo primário para utilização em um sistema fotovoltáico, o método compreendendo as etapas de: a) formar um perfil elevado em uma primeira região da superfície de um condutor elétrico para estabelecer uma ou mais conexões elétricas com um sistema de contraeletrodo; b) aplicar um revestimento à superfície do condutor elétrico para formar 5 um componente do sistema fotovoltáico; c) aquecer o condutor elétrico de modo a secar o revestimento e, d) aplicar radiação laser à primeira região da superfície do condutor elétrico para com isto remover qualquer revestimento formado sobre ela na etapa b) e para remover qualquer produto de reação formado sobre ela na etapa c).In accordance with the present invention there is provided a method of preparing a primary electrode system for use in a photovoltaic system, the method comprising the steps of: a) forming a high profile on a first surface region of an electrical conductor to establish a or more electrical connections to a counter electrode system; b) coating the surface of the electrical conductor to form a component of the photovoltaic system; c) heating the electrical conductor to dry the coating and d) applying laser radiation to the first region of the electrical conductor surface to thereby remove any coating formed on it in step b) and to remove any reaction product formed on it. in step c).

A utilização de radiação laser permitir ao revestimento ou produThe use of laser radiation allow for the coating or production of

to de reação ser removido de maneira apurada e precisa da primeira região sem danificar o revestimento em qualquer outro lugar. Além disto, ou poucos ou nenhum detrito permanecem sobre a superfície do condutor elétrico depois da aplicação da radiação laser.The reaction mixture must be accurately and accurately removed from the first region without damaging the coating anywhere else. In addition, little or no debris remains on the surface of the electrical conductor after laser radiation has been applied.

A primeira região pode, por exemplo, compreender uma ou maisThe first region may, for example, comprise one or more

trilhas ao longo da superfície do condutor elétrico. O condutor elétrico pode ser na forma de uma tela.trails along the surface of the electrical conductor. The electrical conductor may be in the form of a screen.

A etapa b) do método pode consistir em aplicar um revestimento a somente uma segunda região da superfície do condutor elétrico que é dife20 rente da primeira região. Neste caso, e quando a primeira região compreende uma ou mais trilhas ao longo da superfície do condutor elétrico, a segunda região pode, opcionalmente, compreender a uma ou mais trilhas definidas pelas regiões entre a uma ou mais trilhas da primeira região.Step b) of the method may consist of applying a coating to only a second region of the electrical conductor surface that is different from the first region. In this case, and when the first region comprises one or more trails along the surface of the electrical conductor, the second region may optionally comprise one or more trails defined by the regions between one or more trails of the first region.

A etapa (b) pode ao invés disso compreender aplicar um reves25 timento substancialmente a toda a superfície do condutor elétrico. Esta opção é tomada possível uma vez que a utilização de radiação laser na presente invenção permite remoção acurada e precisa do revestimento da primeira região. Nesta expressão do método, aparelho complexo tal como o aparelho de extrusão para aplicar o revestimento a somente uma segunda 30 região da superfície do condutor elétrico não precisa ser fornecido.Step (b) may instead comprise applying a coating substantially to the entire surface of the electrical conductor. This option is made possible since the use of laser radiation in the present invention allows accurate and accurate removal of the coating of the first region. In this expression of the method, complex apparatus such as the extrusion apparatus for applying the coating to only a second region of the electrical conductor surface need not be provided.

Em uma expressão elegante do método, a etapa d) compreende transportar o condutor elétrico em uma direção de transporte em relação a uma fonte de radiação laser e varrer a radiação laser através da primeira região em uma direção transversal à direção de transporte. Alternativamente, a etapa d) pode compreender transportar o condutor elétrico em uma direção de transporte em relação a uma fonte de radiação laser e aplicar 5 a radiação laser simultaneamente àquelas partes da primeira região que interceptam uma região linear que se estende transversal à direção de transporte.In an elegant expression of the method, step d) comprises transporting the electrical conductor in a transport direction relative to a laser radiation source and sweeping the laser radiation through the first region in a direction transverse to the transport direction. Alternatively, step d) may comprise transporting the electrical conductor in a transport direction relative to a laser radiation source and applying the laser radiation simultaneously to those portions of the first region that intersect a linear region extending transverse to the transport direction. .

O condutor elétrico pode compreender titânio. O revestimento pode compreender dióxido de titânio.The electrical conductor may comprise titanium. The coating may comprise titanium dioxide.

O método é particularmente adequado para utilização na fabriThe method is particularly suitable for use in manufacturing.

cação de eletrodos para sistemas fotovoltáicos flexíveis e, consequentemente, a presente invenção se estende a um método de fabricar um eletrodo primário para um sistema fotovoltáica flexível que compreende um método de preparar um sistema de eletrodo primário como descrito anteriormente, e 15 um método de fabricar um sistema fotovoltáico flexível que compreende um método de preparar um sistema de eletrodo primário como descrito anteriormente.electrodes for flexible photovoltaic systems and, accordingly, the present invention extends to a method of manufacturing a primary electrode for a flexible photovoltaic system comprising a method of preparing a primary electrode system as described above, and a method of manufacturing a flexible photovoltaic system comprising a method of preparing a primary electrode system as described above.

Modalidades preferidas da presente invenção serão descritas agora com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

a figura 1 ilustra o processo global para fabricar uma célula fotoFigure 1 illustrates the overall process for making a photo cell.

voltáica;voltica;

a figura 2 ilustra o processo para fabricar um sistema de eletrodo primário do sistema de célula fotovoltáica.Figure 2 illustrates the process for fabricating a primary electrode system from the photovoltaic cell system.

a figura 3 ilustra o processo envolvido em gravar um desenho sobre uma tela de titânio do sistema de eletrodo primário;Figure 3 illustrates the process involved in engraving a drawing on a titanium screen of the primary electrode system;

a figura 4 ilustra o trajeto da tela de titânio do eletrodo primário por meio dos roletes de gravação;Figure 4 illustrates the path of the titanium screen of the primary electrode through the embossing rollers;

a figura 5 ilustra os respectivos perfis macho (levantado) e fêmea (recuado) dos roletes de gravação que produzem as projeções pequenas quase esféricas sobre a tela de titânio do sistema de eletrodo primário, quando vistas ao longo dos eixos dos roletes;Figure 5 illustrates the respective male (raised) and female (indented) profiles of the embossing rollers that produce the small almost spherical projections on the titanium screen of the primary electrode system when viewed along the axis of the rollers;

a figura 6 ilustra o processo para limpar a tela de titânio do sistema de eletrodo primário;Figure 6 illustrates the process for cleaning the titanium screen of the primary electrode system;

a figura 7 é uma vista em seção transversal de aparelho para limpar a tela de titânio gravada;Figure 7 is a cross-sectional view of apparatus for cleaning the engraved titanium screen;

a figura 8 ilustra o processo para revestir a tela de titânio com dióxido de titânio;Figure 8 illustrates the process for coating the titanium mesh with titanium dioxide;

a figura 9a é uma vista explodida de uma cabeça de extrusão utilizada para revestir a tela de titânio com ambos, dióxido de titânio e um material corante;Figure 9a is an exploded view of an extrusion head used to coat the titanium mesh with both titanium dioxide and a dyeing material;

a figura 9b é uma vista explodida de uma modalidade alternativa de uma cabeça de extrusão que tem dois furos de suprimento;Figure 9b is an exploded view of an alternative embodiment of an extrusion head having two supply holes;

a figura 10 ilustra o trajeto de escoamento de pasta de dióxido de titânio ou de material corante quando a tela de titânio é direcionada depois da extrusora;Figure 10 illustrates the flow path of titanium dioxide slurry or coloring material when the titanium screen is directed past the extruder;

a figura 11 ilustra um arranjo para aplicar pressão a uma cabeça de extrusão;Figure 11 illustrates an arrangement for applying pressure to an extrusion head;

a figura 12 ilustra a limpeza de uma tela de titânio revestida por meio de um laser;Figure 12 illustrates the cleaning of a laser coated titanium screen;

a figura 13 ilustra o processo de revestir a camada de dióxido de titânio sobre a tela de titânio com um corante baseado em rutênio;Figure 13 illustrates the process of coating the titanium dioxide layer on the titanium mesh with a ruthenium based dye;

a figura 14 ilustra um arranjo para aplicar uma camada de coranFigure 14 illustrates an arrangement for applying a layer of coran.

te à tela de titânio revestida;the coated titanium screen;

a figura 15 ilustra os estágios finais na fabricação do sistema de eletrodo primário de acordo com uma modalidade da presente invenção;Fig. 15 illustrates the final stages in the manufacture of the primary electrode system according to an embodiment of the present invention;

as figuras 16a e 16b ilustram primeiro e segundo tipos alternativos de dispositivo de tensionamento dinâmico para utilização no arranjo da figura 15;Figures 16a and 16b illustrate first and second alternative types of dynamic tensioning device for use in the arrangement of Figure 15;

a figura 17 ilustra os estágios finais na fabricação do sistema de contraeletrodo de acordo com uma modalidade da presente invenção;Figure 17 illustrates the final stages in manufacturing the counter electrode system according to one embodiment of the present invention;

a figura 18 ilustra como o sistema de eletrodo primário e o sistema de contraeletrodo são unidos juntos de acordo com uma modalidade da presente invenção;Fig. 18 illustrates how the primary electrode system and counter electrode system are joined together in accordance with one embodiment of the present invention;

as figuras 19a até 19c são vistas em seção transversal do sistema de célula fotovoltáica de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção em diferentes estágios na fabricação;Figures 19a to 19c are cross-sectional views of the photovoltaic cell system according to a preferred embodiment of the present invention at different stages of manufacture;

a figura 20 ilustra como o sistema de eletrodo primário e o sistema de contraeletrodo são unidos juntos de acordo com outra modalidade da presente invenção;Fig. 20 illustrates how the primary electrode system and counter electrode system are joined together in accordance with another embodiment of the present invention;

a figura 21 é uma vista em seção transversal do processo de laminação final;Fig. 21 is a cross-sectional view of the final lamination process;

a figura 22a ilustra como uma conexão elétrica externa é feita a um sistema de célula fotovoltáica de acordo com a modalidade preferida da presente invenção;Fig. 22a illustrates how an external electrical connection is made to a photovoltaic cell system according to the preferred embodiment of the present invention;

a figura 22b é uma vista em seção transversal em X-X de uma porção da conexão elétrica mostrada na figura 22a;Figure 22b is an X-X cross-sectional view of a portion of the electrical connection shown in Figure 22a;

a figura 23a é uma vista em seção transversal explodida de uma porção de duas células adjacentes do eletrodo primário e sistemas de contraeletrodo antes de montagem;Figure 23a is an exploded cross-sectional view of a portion of two adjacent cells of the primary electrode and counter electrode systems prior to assembly;

a figura 23b é uma vista em seção transversal de uma porção de duas células adjacentes do eletrodo primário montado laminado do sistema de contraeletrodo;23b is a cross-sectional view of a portion of two adjacent cells of the laminated mounted primary electrode of the counter electrode system;

a figura 24 é uma vista em seção transversal que mostra as dimensões dos componentes do sistema de célula fotovoltáica montado de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;Fig. 24 is a cross-sectional view showing the dimensions of the components of the photovoltaic cell system assembled in accordance with a preferred embodiment of the present invention;

a figura 25 mostra a aparência global do sistema de célula fotovoltáica montado;Figure 25 shows the overall appearance of the assembled photovoltaic cell system;

a figura 26a é uma vista de um sintonizador de alinhamento fino para a posição de um rolete quando visto ao longo do eixo do rolete; eFigure 26a is a view of a fine alignment tuner for the position of a roller when viewed along the axis of the roller; and

a figura 26b é uma vista isométrica do rolete com o sintonizador de alinhamento fino.Figure 26b is an isometric view of the roller with the fine alignment tuner.

Fazendo referência à figura 1, um processo para fabricar um sistema de células fotovoltáicas inclui um processo 100 para formar um sistema de eletrodo primário; um processo 200 para formar um sistema correspondente de contraeletrodo; um processo 300 para montar os dois sistemas de eletrodo com eletrólito entre eles, e um processo 400 para vedar as arestas dos sistemas de eletrodo montados e laminar o conjunto vedado.Referring to Figure 1, a process for manufacturing a photovoltaic cell system includes a process 100 for forming a primary electrode system; a process 200 for forming a corresponding counter electrode system; a process 300 for mounting the two electrolyte electrode systems therebetween, and a process 400 for sealing the edges of the assembled electrode systems and laminating the sealed assembly.

Em uma modalidade preferida o conjunto vedado resultante compreende onze pares de eletrodos de funcionamento e um par de eletrodos falsos na aresta lateral do sistema que é utilizado para estabelecer contatos elétricos externos. Preferivelmente o eletrólito não está presente entre o par de eletrodos falsos.In a preferred embodiment the resulting sealed assembly comprises eleven pairs of operating electrodes and one pair of false electrodes on the side edge of the system that is used to make external electrical contacts. Preferably the electrolyte is not present between the pair of false electrodes.

A figura 2 ilustra em maior detalhe o processo 100 para formar o sistema de eletrodo primário. Existem cinco estágio separados neste processo: gravação 110, limpeza 120, revestimento 130 com dióxido de titânio 10 (T1O2), revestimento 140 com um corante baseado em rutênio que atua como o material absorvedor de Iuz no sistema de células fotovoltáicas e, corte em tiras 150 da tela revestida resultante e prender as tiras a um substrato isolante.Figure 2 illustrates in more detail the process 100 for forming the primary electrode system. There are five separate stages in this process: engraving 110, cleaning 120, coating 130 with titanium dioxide 10 (T1O2), coating 140 with a ruthenium-based dye that acts as the light-absorbing material in the photovoltaic cell system and strip cutting 150 of the resulting coated screen and attach the strips to an insulating substrate.

O aparelho utilizado no processo de gravação está ilustrado em maior detalhe na figura 3. Neste processo, um rolo de tela de titânio que tem uma espessura de 0,05 mm é desenrolado de um estágio de desenrolamento 111 que compreende duas unidades de desenrolamento separadas e fornecidas por meio de um mecanismo de aresta guia 112 para um estágio de soldagem 113 que é arranjado para soldar juntas a aresta dianteira de um rolo de tela de titânio e a aresta traseira de um rolo subsequente de tela de titânio. A tela de titânio é então fornecida para um estágio de gravação 114 no qual a tela é gravada com um desenho de ondulações descrito em maior detalhe abaixo, e então a um estágio de corte 115 onde a tela de titânio é cortada substancialmente na mesma posição que a junção formada anteriormente no estágio de soldagem 113. A tela de titânio gravada é então alimentada através de outro mecanismo de aresta guia 116 até um estágio de reenrolamento 117 que reenrola a tela de titânio gravada sobre um conformador de papelão em uma ou duas unidades de reenrolamento separadas.The apparatus used in the embossing process is illustrated in greater detail in FIG. 3. In this process, a titanium screen roll having a thickness of 0.05 mm is unrolled from an unwind stage 111 comprising two separate unwind units and provided by means of a guide edge mechanism 112 for a welding stage 113 which is arranged to weld together the front edge of a titanium screen roll and the rear edge of a subsequent titanium screen roll. The titanium screen is then supplied to an embossing stage 114 in which the web is engraved with a ripple pattern described in more detail below, and then to a cutting stage 115 where the titanium web is cut to substantially the same position as the screen. the formerly formed junction in welding stage 113. The etched titanium screen is then fed through another guide edge mechanism 116 to a rewinding stage 117 that rewinds the etched titanium screen onto a cardboard conformer in one or two units. separate rewinding.

A razão para fornecer duas unidades de desenrolamento separadas, 0 estágio de soldagem 113, o estágio de corte 115 e duas unidades de reenrolamento separadas, é possibilitar que a gravação tenha lugar em uma tela contínua de titânio, sem que requerer que cada rolo de tela de titânio seja alimentado manualmente através do estágio de gravação 114. Assim, a aresta traseira de um primeiro rolo de tela de titânio é soldada à aresta dianteira de um segundo rolo de tela de titânio no estágio de soldagem 113, e a tela é cortada na mesma posição quando a junção soldada em se5 guida chega no estágio de corte 115. Um terceiro rolo de tela de titânio é então ajustado à unidade de desenrolamento vazia, de modo que a aresta dianteira possa ser então soldada à aresta traseira do segundo rolo. Para permitir que a tela de titânio seja fornecida ao estágio de gravação em velocidade constante, mesmo durante o processo de soldagem um arranjo de 10 acumulação de roletes é arranjado ao mesmo tempo a montante e a jusante do estágio de gravação 114. Contudo, em um arranjo alternativo, os arranjos de acumulação são eliminados e a velocidade do processo de gravação deixada variar.The reason for providing two separate unwinding units, welding stage 113, cutting stage 115, and two separate rewinding units, is to enable engraving to take place on a continuous titanium screen without requiring each screen roll is manually fed through engraving stage 114. Thus, the rear edge of a first titanium screen roll is welded to the front edge of a second titanium screen roll at welding stage 113, and the screen is cut into same position when the welded joint then arrives at the cutting stage 115. A third roll of titanium mesh is then fitted to the empty unwinding unit so that the front edge can then be welded to the rear edge of the second roll. To allow the titanium screen to be fed to the engraving stage at constant speed, even during the welding process an arrangement of 10 roll accumulation is arranged at the same time upstream and downstream of the embossing stage 114. However, in a alternate arrangement, the accumulation arrangements are eliminated and the speed of the burning process allowed to vary.

O estágio de gravação 114 está mostrado em maior detalhe na figura 4. A tela de titânio 1141 é alimentada para um aperto definido por primeiro e segundo roletes de gravação 1142, 1143 ao longo da direção mostrada pela seta 1144 e em uma velocidade de aproximadamente 20 metros por minuto (0,33 metros por segundo). A dimensão do aperto é escolhida de modo a engatar a tela de titânio que tem uma espessura de 0,05 mm e é, portanto, selecionada para ser um valor preferivelmente dentro da faixa de 0,01 mm e 0,10 milímetro. Os roletes de gravação 1142, 1143 são formados com 48 linhas de desenhos de gravação para formar linhas paralelas correspondentes de ondulações sobre a tela de titânio 1141, embora somente algumas linhas estejam ilustradas na figura 4 para efeito de clareza. Como pode ser visto na figura 4, a tela de titânio 1141 ocupa somente metade da largura dos roletes de gravação 1142, 1143. A tela de titânio 1141 engata, portanto, com 24 das 48 linhas de desenhos de gravação. Este aspecto vantajoso possibilita aos roletes de gravação 1142,1143 continuarem a ser utilizados em caso que um defeito ocorra no desenho de gravação de um lado de um ou de ambos os roletes 1142 e 1143. Um dispositivo para alinhar a tela de titânio (não-mostrado) é portanto fornecido de modo que no caso de tal defeito a tela possa simplesmente ser alinhada com outro lado do desenho de gravação, de modo que o processo de gravação pode continuar sem uma interrupção substancial no processo.Engraving stage 114 is shown in greater detail in Fig. 4. Titanium screen 1141 is fed to a grip defined by first and second embossing rollers 1142, 1143 along the direction shown by arrow 1144 and at a speed of approximately 20 ° C. meters per minute (0.33 meters per second). The size of the grip is chosen to engage the titanium mesh having a thickness of 0.05 mm and is therefore selected to be a value preferably within the range of 0.01 mm and 0.10 mm. The embossing rollers 1142, 1143 are formed with 48 embossing drawing lines to form corresponding parallel lines of undulations on the titanium screen 1141, although only a few lines are shown in figure 4 for clarity. As can be seen from figure 4, the titanium screen 1141 occupies only half the width of the engraving rollers 1142, 1143. The titanium screen 1141 therefore engages with 24 of the 48 lines of engraving designs. This advantageous aspect enables the 1142,1143 embossing rollers to continue to be used in the event of a defect in the embossing design on one side of either or both 1142 and 1143 rollers. A device for aligning the titanium (non- shown) is therefore provided so that in the event of such a defect the screen can simply be aligned with another side of the recording drawing so that the recording process can continue without a substantial interruption in the process.

As superfícies dos roletes de gravação 1142, 1143 estão mostradas em maior detalhe na figura 5. A superfície do primeiro rolete de gravação 1142 é formada com um desenho de gravação elevado (macho) na forma de um sistema de projeções quase esféricas 1145, que são alinhadas com um desenho de gravação recuado (fêmea) na forma de um sistema correspondente de recessos quase esféricos 1146. A escala dos desenhos de gravação mostrados na figura 5 está exagerada em relação aos roletes de gravação 1142 e 1143 para efeito de clareza. Passando a tela de titânio 1141 entre os primeiro e segundo roletes de gravação 1142, 1143 um sistema de ondulações 1147 é formado sobre a tela de titânio 1141. As ondulações 1147 são formadas em um sistema retangular no qual o espaçamento entre ondulações adjacentes ao longo da direção de passeio da tela de titânio 1141 é substancialmente menor do que aquele ao longo da largura da tela de titânio. As ondulações 1147 são assim formadas em um número de linhas, nas quais as ondulações são espaçadas regularmente e tipicamente separadas por aproximadamente 1 mm, e as linhas são separadas por 12, mm. As ondulações 1147 servem como um dispositivo para estabelecer uma conexão elétrica entre os dois eletrodos de cada célula fotovoltáica dentro do sistema montado.The surfaces of the embossing rollers 1142, 1143 are shown in more detail in figure 5. The surface of the first embossing roller 1142 is formed with a raised (male) embossing design in the form of a nearly spherical projection system 1145, which are aligned with an indented (female) embossing pattern in the form of a corresponding system of quasi-spherical recesses 1146. The scale of the embossing drawings shown in Fig. 5 is exaggerated with respect to embossing rollers 1142 and 1143 for clarity. Passing the titanium screen 1141 between the first and second engraving rollers 1142, 1143 a ripple system 1147 is formed on the titanium screen 1141. The ripples 1147 are formed into a rectangular system in which the spacing between adjacent ripples along the Walking direction of the 1141 titanium screen is substantially smaller than that along the width of the titanium screen. The undulations 1147 are thus formed into a number of lines, in which the undulations are regularly spaced and typically separated by approximately 1 mm, and the lines are separated by 12 mm. The dimples 1147 serve as a device for establishing an electrical connection between the two electrodes of each photovoltaic cell within the assembled system.

Antes que o processo de gravação seja iniciado, um comprimento de aproximadamente 15 metros de tela cabeçalho de aço inoxidável é soldado à aresta dianteira de um primeiro rolo de tela de titânio e alimentado 25 entre os roletes de gravação 1142, 1143 que, neste estágio, estão separados um do outro, para criar um comprimento contínuo de tela a jusante dos roletes 1142, 1143, para com isto impedir desperdício de tela de titânio não gravada 1141 que poderia de outra maneira estar presente nesta posição de jusante. O comprimento da tela cabeçalho de aço inoxidável é governado 30 pelo arranjo físico do estágio global de gravação 114 que inclui uma ponte localizada a jusante dos roletes de gravação 1142, 1143 que fornece espaço para as duas unidades de reenrolamento separadas do estágio de reenrolamento 117. Na prática o comprimento da tela cabeçalho é tipicamente entre 20 m e 30 m. Como descrito acima quando o primeiro rolo de tela de titânio está esgotado, a aresta traseira da tela do primeiro rolo é soldada à aresta dianteira do próximo rolo de tela de titânio no estágio de soldagem 113, de 5 modo que uma vez iniciado, o processo de gravação é contínuo. Em operação, o estágio de soldagem 113 punciona um furo na tela na posição onde a extremidade traseira do primeiro rolo de tipo tela de titânio é soldado à aresta dianteira da próxima tela de titânio, e este furo é em seguida detectado por um sensor no estágio de corte 115 que, por sua vez, faz com que a tela 10 de titânio seja cortada neste ponto e uma porção traseira de aço inoxidável seja soldada à extremidade traseira da tela de titânio. Assim, durante o processamento subsequente da tela de titânio existem ligadas à tela ao mesmo tempo, porções de tela dianteira e traseira de aço inoxidável.Before the engraving process begins, a length of approximately 15 meters of stainless steel header screen is welded to the front edge of a first titanium screen roll and fed 25 between the engraving rollers 1142, 1143 which at this stage, they are separated from each other to create a continuous screen length downstream of the rollers 1142, 1143, thereby preventing waste of unrecorded titanium screen 1141 that could otherwise be present in this downstream position. The length of the stainless steel header screen is governed by the physical arrangement of the global embossing stage 114 which includes a bridge located downstream of the embossing rollers 1142, 1143 which provides space for the two separate rewinding units of the rewinding stage 117. In practice the length of the header screen is typically between 20 m and 30 m. As described above when the first titanium screen roll is depleted, the rear edge of the first roll screen is welded to the front edge of the next titanium screen roll at welding stage 113, so that once started, the process recording is continuous. In operation, welding stage 113 punctures a hole in the screen at the position where the rear end of the first titanium screen roll is welded to the front edge of the next titanium screen, and this hole is then detected by a sensor in the stage. 115 which in turn causes the titanium screen 10 to be cut at this point and a rear portion of stainless steel to be welded to the rear end of the titanium screen. Thus, during subsequent processing of the titanium screen there are attached to the screen at the same time, stainless steel front and rear screen portions.

Contudo, foi descoberto que o tratamento térmico subsequente da tela de titânio, descrito em maior detalhe abaixo, pode dar origem à flambagem da tela nas posições onde as porções de tela dianteira e traseira de aço inoxidável são soldadas à tela de titânio devido às diferentes taxas de expansão térmica dos dois metais.However, it has been found that subsequent heat treatment of the titanium mesh, described in more detail below, can lead to buckling of the mesh at positions where the front and rear stainless steel mesh portions are welded to the titanium mesh due to different rates. thermal expansion of the two metals.

Portanto, em um arranjo alternativo, em lugar das porções de 20 tela de cabeçalho e traseira de aço inoxidável, porções de tela de cabeçalho e traseira da própria tela de titânio são utilizadas. Embora isto possa parecer desperdício de titânio caro, as porções de cabeçalho e traseira podem naturalmente ser reutilizadas, uma vez que elas sejam removidas da porção principal processada de cada rolo de titânio da tela ao final do estágio de 25 processamento. Além disto, quando as porções de cabeçalho e traseira estão no final de sua vida útil, elas podem ser recicladas, por exemplo, derretendo e conformando como uma nova tela.Therefore, in an alternative arrangement, instead of the stainless steel header and rear screen portions, the header and rear portions of the titanium screen itself are used. While this may seem like expensive waste of titanium, the header and rear portions can of course be reused once they are removed from the processed main portion of each screen titanium roll at the end of the processing stage. In addition, when the header and rear portions are at the end of their useful life, they can be recycled, for example by melting and shaping like a new canvas.

Depois que a tela de titânio tenha sido gravada, a tela gravada é opcionalmente passada até um estágio de limpeza 120 mostrado em maior detalhe na figura 6. O estágio de limpeza serve para remover óleo, resíduos e outros contaminantes, e compreende em seqüência um desenrolador 121, uma aresta guia 122, uma unidade de limpeza 123, um secador de flutuação 124, uma aresta guia 125 e um reenrolador 126. Em operação a tela de titânio gravada é desenrolada e passada através da aresta guia 122 para o interior da unidade de limpeza 123. Fazendo referência à figura 7, a unidade de limpeza 123 compreende um banho 1231 de detergente líquido tal como a5 quele comercializado sob a marca comercial LiquiNox (RTM) e uma câmara de lavagem 1232. O banho 1231 e a câmara de lavagem 1232 são ambos aquecidos a 85°C. A tela de titânio gravada 1233 é guiada através do detergente no banho 1231 e sobre uma parede de separação 1234 para o interior da câmara de lavagem 1232. Água desionizada é então borrifada sobre a 10 tela 1233 a partir de bocais de borrifo 1235 e é coletada na base da câmara de lavagem 1232 através de uma saída de drenagem 1236 para reutilização. Em algumas modalidades da invenção o estágio de limpeza 120 é omitido.After the titanium screen has been etched, the etched screen is optionally passed to a cleaning stage 120 shown in more detail in Figure 6. The cleaning stage is for removing oil, debris and other contaminants, and comprises in sequence a unwinder. 121, a guide edge 122, a cleaning unit 123, a float dryer 124, a guide edge 125 and a rewind 126. In operation the etched titanium screen is unrolled and passed through the guide edge 122 into the interior of the guide unit. 123. Referring to Figure 7, the cleaning unit 123 comprises a liquid detergent bath 1231 such as that sold under the LiquiNox (RTM) trademark and a washing chamber 1232. Bath 1231 and washing chamber 1232 are both heated to 85 ° C. Engraved titanium screen 1233 is guided through the detergent in bath 1231 and over a separating wall 1234 into the wash chamber 1232. Deionized water is then sprayed onto screen 1233 from spray nozzles 1235 and collected. at the base of the wash chamber 1232 through a drain outlet 1236 for reuse. In some embodiments of the invention cleaning stage 120 is omitted.

Para impedir contaminação cruzada, primeira e segunda fileiras de facas de ar 1237, 1238 são posicionadas respectivamente acima e abaixo do trajeto da tela 1233 a uma curta distância a montante da parede 1234 e estas servem para forçar qualquer resíduo de detergente sobre a tela 1233 de volta para o banho 1231.To prevent cross contamination, first and second rows of air knives 1237, 1238 are positioned respectively above and below the path of screen 1233 a short distance upstream from wall 1234 and serve to force any detergent residue onto screen 1233. back to bath 1231.

A tela de titânio lavada 1233 é então imersa em um banho de etanol (não-mostrado) e alimentada para uma unidade de flutuação 124 (ver figura 6) que seca a tela 1233. Na unidade de flutuação 124 um suprimento de ar aquecido até entre 80°C e 120°C é direcionado acima e abaixo da tela 1233 quando ela é mantida sob tensão entre dois roletes.The washed titanium screen 1233 is then immersed in an ethanol bath (not shown) and fed to a flotation unit 124 (see figure 6) which dries the screen 1233. In the flotation unit 124 a heated air supply to between 80 ° C and 120 ° C is directed above and below screen 1233 when it is kept under tension between two rollers.

A tela de titânio seca é então alimentada através de uma aresta guia 125 até uma estação de reenrolamentos 126.The dried titanium mesh is then fed through a guide edge 125 to a refolding station 126.

Fazendo referência novamente à figurado 2, a tela de titânioReferring again to Figure 2, the titanium screen

gravada e limpa é então fornecida para uma estação de revestimento 130 para depositar uma camada de dióxido de titânio T1O2 sobre a tela de titânio, e isto está mostrado em maior detalhe na figura 8. Um desenrolador 131 fornece a tela através de uma aresta guia 132 para uma estação de extrusão 30 133 descrita em maior detalhe abaixo. Na estação de extrusão 133 uma pasta baseada em água que contém ο T1O2 é extrudada sobre a tela a partir de um recipiente pressurizado e é depositada na forma de tiras que se estendem entre fileiras adjacentes de ondulações gravadas.The etched and cleaned material is then supplied to a coating station 130 to deposit a layer of T1O2 titanium dioxide onto the titanium screen, and this is shown in more detail in figure 8. An unwinder 131 provides the screen through a guide edge 132. for an extrusion station 30133 described in more detail below. At the extrusion station 133 a water based paste containing ο T1O2 is extruded onto the screen from a pressurized container and is deposited as strips extending between adjacent rows of etched undulations.

Em uma modalidade preferida a pasta contém (a) hidroxipropilcelulose (HPC) como um agente de espessamento, que tem a vantagem de decompor sem deixar um resíduo indesejável sobre a tela; um surfactante, 5 por exemplo, como comercializado sob a referência TX-100 que reduz a tensão superficial da pasta, permitindo com isto que o TiO2 passe mais facilmente para as ranhuras das superfícies na folha de titânio; e um biocida para matar os bolores e fungos que são muitas vezes encontrados na presença de HPC. A espessura da pasta de TiO2 depositada sobre a tela depende da 10 forma da cabeça de extrusão (e, em particular, da espessura do pente de extrusão, a serem descritos abaixo) da velocidade na qual a tela é movida depois da cabeça de extrusão, e da viscosidade da pasta.In a preferred embodiment the paste contains (a) hydroxypropylcellulose (HPC) as a thickening agent, which has the advantage of decomposing without leaving an undesirable residue on the screen; a surfactant, for example, as sold under the reference TX-100 which reduces the surface tension of the paste, thereby allowing TiO2 to pass more easily to the surface grooves in the titanium sheet; and a biocide to kill molds and fungi that are often found in the presence of HPC. The thickness of the TiO2 slurry deposited on the screen depends on the shape of the extrusion head (and, in particular, the thickness of the extrusion comb, to be described below), the speed at which the screen is moved after the extrusion head, and paste viscosity.

A pasta de TiO2 é então seca em três estágios 134, 135, 136. O primeiro estágio 134 compreende um forno de infravermelho aquecido até aproximadamente 60°C que seca a pasta a partir do interior, impedindo com isso formação adversa de bolhas sobre a superfície do revestimento. Opcionalmente o primeiro estágio 134 ao invés disso compreende um secador de flutuação como descrito anteriormente com referência à figura 6. O segundo estágio 135 compreende um forno secador de flutuação no qual a tela é suspensa e seca por meio de radiação infravermelha e ar quente a uma temperatura de aproximadamente 180°C. O terceiro estágio 136 compreende um forno de sinterização infravermelho que faz com que o TiO2 a partir da pasta cole sobre a superfície da tela de titânio subjacente. A tela revestida então entre em um estágio de resfriamento 137 antes de ser alimentada através de uma aresta guia 138 para um reenrolador 139.The TiO2 paste is then dried in three stages 134, 135, 136. The first stage 134 comprises an infrared oven heated to approximately 60 ° C which dries the paste from the inside, thereby preventing adverse bubble formation on the surface. of the coating. Optionally first stage 134 instead comprises a flotation dryer as described above with reference to Figure 6. Second stage 135 comprises a flotation dryer oven in which the screen is suspended and dried by infrared radiation and hot air at a temperature approximately 180 ° C. The third stage 136 comprises an infrared sintering furnace that causes TiO2 from the paste to stick to the surface of the underlying titanium screen. The coated web then enters a cooling stage 137 before being fed through a guide edge 138 to a rewinder 139.

Os componentes da cabeça de extrusão de uma primeira modalidade estão mostrados em maior detalhe na figura 9a. A cabeça de extrusão 1331 compreende um corpo de extrusora de aço inoxidável 1332, um pente de extrusão de aço inoxidável 1333 e uma placa de cobertura de aço inoxi30 dável 1334. Preso a cada extremidade do corpo de extrusora 1332 existem respectivas placas extremas de aço inoxidável 1335 que são dotadas de gaxetas de vedação de politetrafluoroetileno (PTFE). O pente 1333 da cabeça de extrusão está ilustrado com apenas 10 canais de extrusão para efeito de clareza, embora na prática existam 24 canais na modalidade preferida. A extremidade distai de cada dedo do pente da extrusora 1333 é formado com um respectivo entalhe 1337 e estes entalhes são alinhados com ranhuras 5 correspondentes 1338 em um lado do corpo de extrusora 1332. Estes permitem que as linhas gravadas de ondulação sobre a tela de titânio passem sobre a cabeça de extrusão 1331 sem depósitos. Eles também ajudam a corrigir a montagem da cabeça de extrusão. Um único furo de suprimento central 1339 formado no corpo de extrusora 1332 permite que a pasta de T1O2 pas10 se para o interior de um de dois canais de suprimento 1340 formados no corpo de extrusora 1332.The extrusion head components of a first embodiment are shown in more detail in figure 9a. The extruder head 1331 comprises a stainless steel extruder body 1332, a stainless steel extruder comb 1333 and a stainless steel cover plate 1334. Attached to each end of the extruder body 1332 are respective stainless steel end plates 1335 which are provided with polytetrafluoroethylene (PTFE) gaskets. The extrusion head comb 1333 is illustrated with only 10 extrusion channels for clarity, although in practice there are 24 channels in the preferred embodiment. The distal end of each finger of the extruder comb 1333 is formed with a respective notch 1337 and these notches are aligned with corresponding grooves 1338 on one side of the extruder body 1332. These allow the etched lines of curl on the titanium screen. pass over the extrusion head 1331 without deposits. They also help to correct the extrusion head assembly. A single central supply hole 1339 formed in the extruder body 1332 allows the T1O2 slurry to pass into one of two supply channels 1340 formed in the extruder body 1332.

Uma modalidade alternativa está mostrada na figura 9b. Nesta modalidade o pente de extrusão 1333, também mostrado com apenas 10 canais embora existam 24 na prática, é feito de um material plástico flexível 15 tal como PTFE ou polietileno. Este é conformado para a forma desejada utilizando uma corrente de alta pressão de vapor d'água. Isto fornece qualidades de vedação aprimoradas contra vazamento da pasta de T1O2, vez que o material resiliente utilizado para o pente 1333 compensa qualquer ligeira imperfeição no corpo da extrusora 1332 e placa de cobertura 1334.An alternative embodiment is shown in figure 9b. In this embodiment extrusion comb 1333, also shown with only 10 channels although there are 24 in practice, is made of a flexible plastic material 15 such as PTFE or polyethylene. This is shaped to the desired shape using a high pressure stream of water vapor. This provides improved sealing qualities against T1O2 slurry leakage as the resilient material used for comb 1333 compensates for any slight imperfections in the extruder body 1332 and cover plate 1334.

Nesta modalidade dois ou mais furos de suprimento 1339 sãoIn this embodiment two or more supply holes 1339 are

posicionados de maneira simétrica ao redor de uma região central do corpo de extrusora 1332 em Iugardo único furo de suprimento 1339 na modalidade da figura 9a. A provisão de furos adicionais de suprimento simetricamente colocados reduz as diferenças de pressão dentro da pasta de T1O2 e, portan25 to, fornece um maior grau de controle da espessura do revestimento de T1O2 aplicado. Será apreciado que este arranjo fornece duas vantagens separadas: a) as diferenças de pressão são reduzidas em virtude da distância reduzida viajada pela pasta de T1O2 quando comparada com o arranjo com somente um único furo de suprimento, uma vez que com dois furos a pasta é 30 espalhada por somente metade da largura da cabeça de extrusão enquanto que com somente um furo esta deve ser espalhada sobre toda a largura da cabeça de extrusão; e b) somente metade da quantidade de pasta passa para cada furo de suprimento 1339, e assim a velocidade de passeio é cortada pela metade e a diferença de pressão é reduzida.symmetrically positioned around a central region of the extruder body 1332 in a single supply hole 1339 in the embodiment of FIG. 9a. The provision of additional symmetrically placed supply holes reduces pressure differences within the T1O2 slurry and thus provides a greater degree of control of the applied T1O2 coating thickness. It will be appreciated that this arrangement provides two separate advantages: a) pressure differences are reduced due to the reduced distance traveled by the T1O2 slurry when compared to the single supply hole arrangement, since with two holes the slurry is 30 spread over only half the width of the extrusion head whereas with only one hole it should be spread over the full width of the extrusion head; and b) only half the amount of pulp passes to each supply hole 1339, and thus the walking speed is cut in half and the pressure difference is reduced.

Adicionalmente, as gaxetas de PTFE 1336 da primeira modalidade são substituídas por gaxetas de cortiça emborrachadas 1336. Foi des5 coberto que a cortiça emborrachada aprimora a qualidade de vedação da gaxeta 1336, o que pode muitas vezes ser desejável no caso de corpo de extrusora de aço inoxidável 1332 e placas e extremas de aço inoxidável 1335 que sofrem deformação plástica durante montagem.Additionally, PTFE 1336 gaskets of the first embodiment are replaced by rubberized cork gaskets 1336. It has been found that rubberized cork improves the seal quality of gasket 1336, which may often be desirable in the case of steel extruder body. 1332 stainless steel and 1335 stainless steel plates and ends that undergo plastic deformation during assembly.

Fazendo referência à figura 10, a direção de movimento da tela 10 de titânio 1341 através da cabeça de extrusão 1331 está indicada pela seta 1342. A direção de escoamento da pasta de TiO2 dentro da cabeça de extrusão está indicada pela seta 1343 e a seta 1344 indica a direção de escoamento da pasta de TiO2 quando a pasta é transferida para a tela de titânio 1341.Referring to Figure 10, the direction of movement of the 1341 titanium screen 10 through the extrusion head 1331 is indicated by arrow 1342. The direction of flow of the TiO2 slurry within the extrusion head is indicated by arrow 1343 and arrow 1344. indicates the flow direction of the TiO2 slurry when the slurry is transferred to the 1341 titanium screen.

Em um arranjo preferido pressão é aplicada à cabeça de extruIn a preferred arrangement pressure is applied to the extruder head.

são 1331 por meio de um grampo externo 1345 como ilustrado de maneira esquemática na figura 11, e o grau de compressão exercida sobre a cabeça de extrusão 1331 pelo grampo 1345 é controlado por um arranjou de parafuso de precisão na forma de um parafuso vernier 1346. Controlando de ma20 neira precisa a pressão aplicada à cabeça de extrusão 1331 é possível por sua vez controlar a espessura de revestimento de TiO2 aplicado à folha de titânio: quanto maior a pressão aplicada mais fino o revestimento.1331 by means of an external clamp 1345 as shown schematically in Figure 11, and the degree of compression exerted on the extrusion head 1331 by clamp 1345 is controlled by a precision screw arrangement in the form of a vernier screw 1346. By precisely controlling the pressure applied to the extrusion head 1331 it is in turn possible to control the coating thickness of TiO2 applied to the titanium sheet: the higher the applied pressure the finer the coating.

Em uma modalidade preferida o grau de pressão exercida pelo grampo 1345 é controlado automaticamente na dependência da espessura 25 sensoriada do revestimento em uma posição a jusante da cabeça de extrusão 1331. A espessura pode ser sensoriada oticamente, por exemplo, sensoriando a posição de um feixe de radiação tal como Iuz depois de reflexão na superfície do revestimento.In a preferred embodiment the degree of pressure exerted by clamp 1345 is automatically controlled depending on the sensed thickness of the liner at a downstream position of the extrusion head 1331. The thickness may be optically sensed, for example by sensing the position of a beam. radiation such as light after reflection on the surface of the coating.

Foi descoberto que o processo sinterização dá origem a uma camada indesejável de óxido sobre as regiões da folha de titânio entre as trilhas de revestimento de dióxido de titânio. Uma vez que estas regiões incluem as ondulações gravadas, não é possível remover a camada de óxido por meio de técnicas de abrasão convencionais sem o risco de danificar as ondulações. Contudo, foi descoberto que o revestimento de óxido indesejável pode efetivamente ser removido varrendo um feixe de laser de alta energia através da superfície das regiões onde o óxido deve ser removido. A 5 precisão que é fornecida por tal limpeza a laser permite remoção da camada de óxido indesejável sem afetar as trilhas do revestimento de dióxido de titânio. Além disto, este método é limpo, uma vez que ele não deixa resíduo na superfície da folha de titânio, o que poderia, de outra maneira, requerer remoção. O laser pode adicionalmente ser utilizado para aplicar uma marca10 ção à superfície traseira da folha de titânio para finalidades de controle de qualidade.The sintering process has been found to give rise to an undesirable layer of oxide on the titanium sheet regions between the titanium dioxide coating tracks. Since these regions include etched undulations, it is not possible to remove the oxide layer by conventional abrasion techniques without the risk of undulating damage. However, it has been found that the unwanted oxide coating can be effectively removed by scanning a high energy laser beam across the surface of the regions where the oxide is to be removed. The precision that is provided by such laser cleaning allows removal of the unwanted oxide layer without affecting the tracks of the titanium dioxide coating. In addition, this method is clean as it leaves no residue on the surface of the titanium sheet, which could otherwise require removal. The laser may additionally be used to apply a marking to the back surface of the titanium sheet for quality control purposes.

O arranjo está ilustrado na figura 12. Um laser 1391 é montado acima do trajeto indicado pela seta 1392 da tela de titânio revestida 1393. A tela compreende trilhas 1394 que foram revestidas com dióxido de titânio e 15 trilhas de intervenção 1395 que contém as ondulações gravadas que foram, de maneira indesejável, revestidas com uma camada de dióxido de titânio durante o processo de sinterização. O laser 1391 direciona um feixe de radiação ao longo de uma linha de varredura 1396, porém de tal modo que somente as trilhas de intervenção 1395 que contém as ondulações gravadas 20 são irradiadas. Isto é conseguido seja varrendo o feixe laser através de toda a largura da tela utilizando ou uma cabeça de varredura ou um divisor de feixe, e modulando a intensidade de acordo, ou direcionando o feixe de laser somente nas trilhas de intervenção 1395 tal como por meio de um arranjo de fibra ótica. Em qualquer caso a energia e frequência do feixe laser são sele25 cionados e/ou controlados de tal modo que a radiação é capaz de cortar a camada de óxido da superfície da tela de titânio 1393, e as trilhas de intervenção resultantes limpas 1397 podem ser vistas à jusante do feixe de laser na figura 12.The arrangement is illustrated in Figure 12. A 1391 laser is mounted above the path indicated by the arrow 1392 of the 1393 coated titanium screen. The screen comprises 1394 tracks that were coated with titanium dioxide and 15 intervention tracks 1395 containing the engraved undulations. which were undesirably coated with a layer of titanium dioxide during the sintering process. The 1391 laser directs a beam of radiation along a scan line 1396, but such that only the intervention tracks 1395 containing the recorded undulations 20 are irradiated. This is achieved either by scanning the laser beam across the full width of the screen using either a scanning head or beam splitter, and modulating the intensity accordingly, or directing the laser beam only on the 1395 intervention trails such as by of a fiber optic arrangement. In either case the energy and frequency of the laser beam are selected and / or controlled such that radiation is able to cut the oxide layer from the surface of the titanium screen 1393, and the resulting clean intervention tracks 1397 can be seen. downstream of the laser beam in figure 12.

Em um arranjo alternativo, toda a superfície da folha de titânio é revestida com pasta de dióxido de titânio utilizando uma cabeça de extrusão simples, e então secada utilizando os mesmos três estágios como descrito acima. As trilhas são então definidas pela remoção do dióxido de titânio das regiões entre as trilhas, utilizando um laser de alta energia. Este arranjo tem a vantagem de não requerer uma cabeça de extrusão com uma estrutura complexa, embora venha ser apreciado que uma maior quantidade de pasta de dióxido de titânio seria requerida para revestir toda a superfície superior 5 da folha de titânio. Em uma modalidade preferida, a largura de cada trilha de revestimento de dióxido de titânio é 9,0 mm e a separação entre cada par de tiras adjacentes é 3,5 mm, de modo que a quantidade adicional da pasta de titânio nesta modalidade iria montar a cerca de 40%.In an alternative arrangement, the entire surface of the titanium sheet is coated with titanium dioxide paste using a single extrusion head, and then dried using the same three stages as described above. The trails are then defined by removing titanium dioxide from the regions between the trails using a high energy laser. This arrangement has the advantage that it does not require an extrusion head with a complex structure, although it will be appreciated that a larger amount of titanium dioxide paste would be required to coat the entire upper surface 5 of the titanium sheet. In a preferred embodiment, the width of each titanium dioxide coating track is 9.0 mm and the separation between each pair of adjacent strips is 3.5 mm, so that the additional amount of titanium paste in this embodiment would mount. about 40%.

Fazendo referência à figura 13, um revestimento que contém corante de rutênio é então aplicado à tela de Ti revestida com TiO2. Um desenrolador 141 fornece a tela de Ti revestida com TiO2 através de uma aresta guia 142 para uma estação de revestimento com corante 143. Em uma modalidade a tela de Ti é então passada através de duas unidades de vácuo 144 que secam o revestimento de corante, até um primeiro banho 145 que limpa a tela de maneira ultrassônica e então para um segundo banho 146 que contém um soivente de limpeza. Em outra modalidade as unidades de vácuo 144, o banho ultrassônico 145 e o banho de solvente 146 são eliminados. Ao invés disto, a tela de Ti é passada para o interior de uma área de embebição onde o corante é deixado infiltrar ou embeber o revestimento de T1O2 e então até um banho de lavagem agitado onde corante em excesso é removido.Referring to Figure 13, a coating containing ruthenium dye is then applied to the TiO2 coated Ti screen. An unwinder 141 supplies the TiO2 coated Ti screen through a guide edge 142 to a dye coating station 143. In one embodiment the Ti screen is then passed through two vacuum units 144 which dry the dye coating, to a first bath 145 which ultrasonically cleans the screen and then to a second bath 146 which contains a cleaning aid. In another embodiment vacuum units 144, ultrasonic bath 145 and solvent bath 146 are eliminated. Instead, the Ti screen is passed into an soaking area where the dye is allowed to infiltrate or soak the T1O2 coating and then to an agitated wash bath where excess dye is removed.

Uma unidade de flutuação 147 então seca a tela utilizando o mesmo princípio descrito acima com referência ao secador de flutuação 124 (ver figura 6). A folha revestida seca é então alimentada através de uma aresta guia 148 para um reenrolador 149.A flotation unit 147 then dries the fabric using the same principle as described above with reference to flotation dryer 124 (see figure 6). The dried coated sheet is then fed through a guide edge 148 to a rewinder 149.

Seria possível aplicar o revestimento à tela de titânio revestida com TiO2 utilizando uma cabeça de extrusão que é idêntica àquela utilizada para aplicar a pasta de TiO2 à tela de Ti, caso em que a estação de revestimento com corante 143 seria substancialmente idêntica à estação de extrusão 133.It would be possible to apply the coating to the TiO2 coated titanium mesh using an extrusion head that is identical to that used to apply the TiO2 paste to the Ti mesh, in which case the dye coating station 143 would be substantially identical to the extrusion station. 133

Contudo, tendo em vista o perigo apresentado pelos solventes voláteis e explosivos do corante é preferido que o corante seja aplicado utilizando dois sistemas lineares de válvulas dosadoras controladas com precisão, como mostrado na figura 14.However, in view of the danger posed by the volatile and explosive dye solvents, it is preferred that the dye be applied using two precision controlled linear metering valve systems as shown in Figure 14.

Fazendo referência à figura 14, a tela de titânio 1431, que é revestida com tiras de dióxido de titânio 1432, é feita passar na direção indicada pela seta 1433 depois de uma estação de revestimento de corante 1434 que compreende uma pluralidade de válvulas dosadoras controladas com solenoide 1435 arranjadas em dois sistemas lineares 1436, 1437. Na figura 14, 24 válvulas dosadoras estão mostradas, porém em uma modalidade preferida 22 válvulas dosadoras são fornecidas. Uma fonte de corante é fornecida para cada uma das 22 válvulas 1435 que, por sua vez, aplicam o corante à região central de cada uma das tiras de dióxido de titânio 1432. O corante é absorvido para o dióxido de titânio e com isto espalha através de toda a largura de cada tira de dióxido de titânio 1432, embora seja possível controlar o espalhamento ajustando a separação entre a agulha da válvula dosadora e a tela revestida 1431.Referring to Figure 14, the titanium mesh 1431, which is coated with titanium dioxide strips 1432, is passed in the direction indicated by arrow 1433 after a dye coating station 1434 comprising a plurality of metered-dose controlled valves. solenoid 1435 arranged in two linear systems 1436, 1437. In figure 14, 24 metering valves are shown, but in a preferred embodiment 22 metering valves are provided. A source of dye is provided for each of the 22 1435 valves which in turn apply the dye to the central region of each of the titanium dioxide strips 1432. The dye is absorbed into the titanium dioxide and thereby spreads through. of the full width of each titanium dioxide strip 1432, although spreading can be controlled by adjusting the separation between the metering valve needle and the coated web 1431.

As válvulas dosadoras 1435 podem ser válvulas de diafragma. A extremidade de cada válvula 1435 compreende uma agulha que é cortada em um ângulo - ou corte em diagonal (slash-cut) e isto é particularmente vantajoso na presente aplicação. Para que todas as 22 válvulas 1435 sejam 20 localizadas em dois sistemas lineares através da tela de titânio revestida 1431, as válvulas 1435 são arranjadas em um ângulo com a tela 1431 com válvulas alternativas em cada um dos dois sistemas, por exemplo 1435a sendo orientadas em uma direção de jusante e as válvulas de intervenção, por exemplo 1435b orientadas em uma direção de montante. Além disto, um 25 corte angular da extremidade da agulha de cada válvula 1435 possibilita a abertura de cada agulha ser localizada substancialmente paralela a e a uma pequena distância acima da tela revestida 1431.The metering valves 1435 may be diaphragm valves. The end of each valve 1435 comprises a needle which is cut at an angle - or slash cut and this is particularly advantageous in the present application. In order for all 22 valves 1435 to be located in two linear systems through the coated titanium screen 1431, the valves 1435 are arranged at an angle to the screen 1431 with alternative valves in each of the two systems, for example 1435a being oriented in a downstream direction and the intervention valves, for example 1435b oriented in an upstream direction. In addition, an angled section of the needle end of each valve 1435 enables the opening of each needle to be located substantially parallel to and a short distance above the coated web 1431.

A velocidade na qual o corante é feito passar através de cada válvula 1435 é controlada por meio de (a) a pressão na qual o corante é fornecido para cada válvula 1435, e (b) um ajustamento de vernier manual feito nas válvulas 1435. A velocidade pode também ser controlada selecionando o calibre das agulhas utilizadas com cada válvula. A utilização de agulhas substituíveis é particularmente útil ao utilizar corantes de diferentes viscosidades.The rate at which dye is passed through each valve 1435 is controlled by (a) the pressure at which dye is supplied to each valve 1435, and (b) a manual vernier adjustment made to valves 1435. A Speed can also be controlled by selecting the gauge of the needles used with each valve. The use of replaceable needles is particularly useful when using dyes of different viscosities.

Quando a tela é guiada através dos processos de revestimento, a tela é mantida em uma tração por unidade de largura da tela de 346 N"1m.When the screen is guided through the coating processes, the screen is maintained at a pull per unit width of 346 N "1m.

5 Isto foi descoberto ser adequado para controlar o movimento da tela, mas ainda não suficiente para fazer com que o revestimento rache. Em aplicações típicas nas quais a largura da tela é 0,306 m a tração real aplicada é 106 N.5 This has been found to be adequate to control screen movement, but not yet sufficient to cause the coating to crack. In typical applications where the screen width is 0.306 m the actual applied traction is 106 N.

A aresta guia 142 (ver figura 13) que é localizada a montante do revestidor de corante 143 é uma guia passiva, puramente mecânica, na forma de um par de rodas guia fixadas sobre o rolete que transporta a tela no sentido do revestidor de corante 143. A posição lateral do rolete é ajustada por meio de um gabarito de parafuso micrométrico.Guide edge 142 (see Figure 13) which is located upstream of dye coater 143 is a purely mechanical passive guide in the form of a pair of guide wheels attached to the roller carrying the screen towards dye coater 143. The lateral position of the roller is adjusted by means of a micrometer screw jig.

As arestas guia referidas acima e abaixo podem tomar uma de duas formas, seja um arranjo puramente mecânico como descrito acima, ou um sistema servo energizado eletricamente, no qual qualquer desalinhamento de uma ou de ambas as arestas da tela é sensoriado, e o sinal resultante é realimentado para um motor elétrico que realinha a tela.The above and below guide edges may take one of two forms, either a purely mechanical arrangement as described above, or an electrically powered servo system in which any misalignment of one or both edges of the screen is sensed, and the resulting signal is fed back to an electric motor that realigns the screen.

A razão para fornecer uma aresta guia puramente mecânica 142 a montante do revestidor de corante 143 é eliminar o risco de incêndio e/ou explosão que poderia surgir se a aresta guia 142 fosse energizada eletricamente.The reason for providing a purely mechanical guide edge 142 upstream of dye coater 143 is to eliminate the risk of fire and / or explosion that could arise if the guide edge 142 were electrically energized.

Será apreciado que o processo de limpeza com laser descrito acima com referência à figura 12 poderia ser aplicado antes ou depois que a tela tenha passado através da estação de revestimento com corante.It will be appreciated that the laser cleaning process described above with reference to figure 12 could be applied before or after the screen has passed through the dye coating station.

Os próximos estágios na fabricação do sistema de eletrodo primário estão ilustrados na figura 15. A tela de titânio revestida 151 é transportada ao longo de uma direção indicada pela seta 152 até uma cabeça de corte 153 que compreende um sistema linear de 23 lâminas cortadoras 30 rotativas arranjadas para cortar a tela de titânio revestida 151 em 24 tiras 154, cada uma tendo uma largura de 12,25 mmm, que irão formar os eletrodos primários no sistema de célula fotovoltáica resultante. Contudo, antes que comece o processo de corte, 23 fendas longitudinais iniciais são cortadas manualmente através da largura da folha de titânio revestida 151 nas 23 posições laterais desejadas, utilizando uma ferramenta punção. Isto foi descoberto superar a tendência das lâminas de corte flexíveis se afastarem de 5 sua posição lateral desejada. As arestas de cada uma das 24 tiras resultantes 154 consistem de titânio não-revestido e cada tira 154 tem uma linha respectiva de ondulações gravadas que correm adjacentes a uma de suas duas arestas.The next stages in the manufacture of the primary electrode system are illustrated in Figure 15. The coated titanium mesh 151 is carried along a direction indicated by arrow 152 to a cutting head 153 comprising a linear system of 23 rotary cutting blades 30 arranged to cut the coated titanium mesh 151 into 24 strips 154, each having a width of 12.25 mmm, which will form the primary electrodes in the resulting photovoltaic cell system. However, before the cutting process begins, 23 initial longitudinal slits are cut manually across the width of the coated titanium sheet 151 at the desired 23 lateral positions using a punch tool. This has been found to overcome the tendency of flexible cutting blades to move away from their desired lateral position. The edges of each of the resulting 24 strips 154 consist of uncoated titanium and each strip 154 has a respective line of etched undulations running adjacent one of its two edges.

As tiras 154 são então fornecidas para primeiro e segundo roletes guia cilíndricos 155, 156, cada um dos quais é perfilado de modo a definir 24 canais paralelos espaçados para guiar as respectivas 24 tiras 154 da tela de titânio revestida. Embora o espaçamento entre cada par adjacente de canais seja somente 0,25 mm, será apreciado que isto não obstante dá origem a uma diferença em comprimento de trajeto entre as tiras as mais exteriores e as tiras as mais interiores. Para superar este problema um dispositivo de tensionamento dinâmico 157 é fornecido entre os primeiro e segundo roletes guia 155, 156 isto serve à função dupla de: a) definir um comprimento de trajeto maior entre a cabeça de corte 153 e o segundo rolete guia cilíndrico 156 para aquelas tiras 154 que foram cortadas a partir do centro da folha de titânio revestida do que para aquelas tiras que foram cortadas a partir das arestas, e b) aplicar substancialmente a mesma tensão a cada uma das 24 tiras 154.The strips 154 are then provided for first and second cylindrical guide rollers 155, 156, each of which is profiled to define 24 spaced parallel channels to guide the respective 24 strips 154 of the coated titanium mesh. Although the spacing between each adjacent pair of channels is only 0.25 mm, it will be appreciated that this nevertheless gives rise to a difference in path length between the outermost and innermost strips. To overcome this problem a dynamic tensioning device 157 is provided between the first and second guide rollers 155, 156. This serves the dual function of: a) defining a longer travel length between the cutting head 153 and the second cylindrical guide roller 156 for those strips 154 that were cut from the center of the coated titanium sheet than for those strips that were cut from the edges, and b) apply substantially the same tension to each of the 24 strips 154.

O dispositivo de tensionamento dinâmico 157 pode assumir uma de duas formas diferentes. No primeiro arranjo, ilustrado na figura 16a, o 25 dispositivo 157 compreende um sistema linear de 24 dançarinos controlados de maneira independente 1571 suportados abaixo de uma estrutura 1572 e que são deslocados verticalmente para baixo, isto é, na direção indicada pela seta 1573. Cada dançarino 1571 compreende um atuador semicircularmente cilíndrico 1574 feito de PTFE, com a parte circular voltada para bai30 xo e, portanto, em uma posição para contatar a superfície superior das tiras 154 da tela de titânio revestida. Cada dançarino 1571 ainda compreende uma mola de compressão 1575 cuja força de deslocamento é ajustada por meio de primeiro parafuso 1576. Além disto, o comprimento do curso do dançarino, isto é, a distância vertical máxima sobre a qual ele pode mover, é ajustado por meio de um segundo parafuso 1577 que prende o dançarino 1571 a uma estrutura 1572. A altura da estrutura 1572 é controlada de ma5 neira pneumática que possibilita que a tensão global aplicada às 24 tiras 154 da tela de titânio revestida seja ajustada.The dynamic tensioning device 157 may take one of two different forms. In the first arrangement, illustrated in Fig. 16a, device 157 comprises a linear system of 24 independently controlled dancers 1571 supported below a structure 1572 and which are moved vertically downwards, i.e. in the direction indicated by arrow 1573. Each dancer 1571 comprises a semicircular cylindrical actuator 1574 made of PTFE with the circular part facing downwards and thus in a position to contact the upper surface of strips 154 of the coated titanium mesh. Each dancer 1571 further comprises a compression spring 1575 whose displacement force is adjusted by the first screw 1576. In addition, the length of the dancer's stroke, that is, the maximum vertical distance over which he can move, is adjusted by A second bolt 1577 secures dancer 1571 to a frame 1572. The height of frame 1572 is pneumatically controlled which enables the overall tension applied to the 24 strips 154 of the coated titanium screen to be adjusted.

No segundo arranjo ilustrado na figura 16b, cada um dos 24 dançarinos 1571 descritos acima com referência à figura 16a foi substituído por um respectivo elemento de tensionamento 1578 que compreende uma 10 roda de plástico 1579 suportada para rotação abaixo de um braço 1580 que é ele próprio arranjado para pivotar ao redor de um eixo 1581 que define um eixo pivô 1582. Tensão é aplicada por meio de um peso 1583 preso à superfície superior do braço 1580 em sua distância perpendicular máxima a partir do eixo pivô 1582 de modo a maximizar o movimento aplicado. Com este 15 arranjo, uma vez que a roda 1579 é feita girar pelo movimento de uma das tiras 154 da tela de titânio revestida, existe atrito mínimo entre a superfície da roda 1579 e a tira 154, com isto reduzindo a probabilidade de ambos: a) dano à tira 154 e desgaste da superfície da roda 1579. Além disto, uma vez que o braço 1580 está livre para pivotar ao redor de um eixo horizontal é 20 improvável haver qualquer dano ao dispositivo de tensionamento dinâmico 157 provocado pela tendência de a tira móvel 154 aplicar uma força ao dispositivo 157 ao longo da direção de passeio da tira 154, uma vez que tal força poderia simplesmente fazer com que o dispositivo 157 pivote ao redor do eixo 1582.In the second arrangement illustrated in Figure 16b, each of the 24 dancers 1571 described above with reference to Figure 16a has been replaced by a respective tensioning member 1578 which comprises a plastic wheel 1579 supported for rotation below an arm 1580 which is itself arranged to pivot around a 1581 axis defining a pivot axis 1582. Tension is applied by means of a weight 1583 attached to the upper surface of arm 1580 at its maximum perpendicular distance from pivot axis 1582 to maximize applied motion. . With this arrangement, since the wheel 1579 is rotated by movement of one of the strips 154 of the coated titanium mesh, there is minimal friction between the wheel surface 1579 and the strip 154, thereby reducing the likelihood of both: ) damage to the strip 154 and wear of the wheel surface 1579. In addition, since the arm 1580 is free to pivot around a horizontal axis there is unlikely to be any damage to the dynamic tensioning device 157 caused by the tendency of the strip It is movable 154 to apply a force to device 157 along the direction of travel of strip 154, as such force could simply cause device 157 to pivot about axis 1582.

Fazendo referência novamente à figura 15, as tiras de titânioReferring again to Figure 15, the titanium strips

revistadas cortadas 154 são então transportadas com as ondulações gravadas voltadas para cima, para um aperto definido entre dois roletes 158, 159. Uma tela 160 de polietileno tereftalato (PET) a partir de um rolo 161 é também fornecida para o aperto em uma posição abaixo das tiras de titânio re30 vestidas cortadas 154 que irão formar um substrato do sistema de eletrodo primário. A tela PET 160 é pré-formada com quatro fileiras de furos alongados arredondados de 162,5 mm em largura e 20 mm em comprimento, e que são posicionados ao longo da largura da tela, de tal modo que eles estão em nível com a 1a, 12a, 13a, e 24a tiras 154 da folha de titânio revestida, de modo a expor porções destas tiras 154 no sistema de célula fotovoltáica final, o que irá permitir uma conexão elétrica direta ser estabelecida diretamente à 5 folha de titânio exposta em cada aresta lateral do sistema de célula fotovoltáica acabado. A tela PET160 carrega uma camada de adesivo térmico, de modo que as tiras 154 são comprimidas contra o adesivo térmico pelos roletes 158, 159. Os roletes 158, 159 são aquecidos de modo a ativar o adesivo térmico para aderir as tiras 154 à tela PET 160. As tiras 154 são com isto 10 presas à tela PET subjacente 160 com o espaçamento entre pares adjacentes de tiras 154 mantidos a 0,25 mm, que irão formar uma trilha isolante no sistema de eletrodo primário que separa os respectivos eletrodos primários dentro do sistema.cut ribs 154 are then transported with the engraved undulations facing upward for a defined grip between two rollers 158, 159. A polyethylene terephthalate (PET) web 160 from a roll 161 is also provided for tightening in a lower position. of cut re-worn titanium strips 154 that will form a substrate of the primary electrode system. The PET 160 is preformed with four rows of round elongated holes of 162.5 mm in width and 20 mm in length, which are positioned along the width of the screen such that they are level with the 1st. , 12a, 13a, and 24a strips 154 of the coated titanium sheet to expose portions of these strips 154 in the final photovoltaic cell system, which will allow a direct electrical connection to be made directly to the exposed titanium sheet at each edge. side of the finished photovoltaic cell system. The PET160 screen carries a layer of thermal adhesive, so that the strips 154 are pressed against the thermal adhesive by the rollers 158, 159. The rolls 158, 159 are heated to activate the thermal adhesive to adhere the strips 154 to the PET screen. 160. The strips 154 are thus 10 attached to the underlying PET screen 160 with the spacing between adjacent pairs of strips 154 maintained at 0.25 mm, which will form an insulating track in the primary electrode system that separates the respective primary electrodes within the system.

Em um arranjo alternativo os roletes canelurados descritos aci15 ma com referência à figura 15 são substituídos por um rolete que é formado por uma superfície convexa quando visto ao longo da direção perpendicular ao eixo do rolete. Neste arranjo, o perfil de superfície do rolete faz com que as tiras 154 da tela de titânio revestida se tornem espaçadas lateralmente uma da outra e também impede tensões diferenciais que surgem nas tiras 20 154. As tiras cortadas 154 são então alimentadas para um rolete guia que é formado com uma série de cristas verticais de aproximadamente 2 mm de altura que servem para reter as tiras cortadas 154 em uma posição lateral desejada antes de serem depositadas sobre o substrato PET subjacente 160.In an alternative arrangement the corrugated rollers described above with reference to Figure 15 are replaced by a roller which is formed by a convex surface when viewed along the direction perpendicular to the axis of the roller. In this arrangement, the surface profile of the roller causes the strips 154 of the coated titanium mesh to be spaced laterally apart and also prevents differential stresses arising on the strips 20 154. The cut strips 154 are then fed to a guide roller. which is formed with a series of approximately 2 mm high vertical ridges which serve to hold the cut strips 154 in a desired lateral position before being deposited on the underlying PET substrate 160.

A estrutura resultante do sistema de eletrodo primário está ilusThe resulting structure of the primary electrode system is illus-

trada na metade inferior da figura 23a para ser descrita em maior detalhe abaixo, na qual cada par adjacente de tiras da camada de titânio revestida 501 é separada por um espaço isolante 503 que é adaptado adjacente às linhas de ondulações gravadas 502. Como pode ser visto da figura 23b que 30 ilustra ao mesmo tempo o sistema de eletrodo primário e o sistema de contraeletrodo montados para formar o sistema de célula fotovoltáica, as ondulações servem à função dupla de definir a separação entre os eletrodos primários e contraeletrodos e estabelecer uma conexão elétrica entre os eletrodos no sistema de célula fotovoltáica montado.shown in the lower half of Fig. 23a to be described in more detail below, in which each adjacent pair of strips of the coated titanium layer 501 is separated by an insulating space 503 that is adapted adjacent to the etched lines 502. As can be seen 23b illustrating at the same time the primary electrode system and the counter electrode system assembled to form the photovoltaic cell system, the dimples serve the dual function of defining the separation between the primary electrodes and counter electrodes and establishing an electrical connection between the electrodes in the assembled photovoltaic cell system.

O processo para formar o sistema de contraeletrodo está mostrado na figura 17. Uma tela 201 de naftalato de polietileno (PEN) que é revestida com uma camada condutora, por exemplo, de óxido de estanho e índio (ITO) é transportada de um rolo de suprimento 202 é guiada depois de uma fileira de 24 pinos de raspagem 203 que são feitas de tungstênio e formados com pontas de carbureto de tungstênio e que são aquecidos a 150°C. Estes pinos 203 servem para raspar a superfície da camada PEN revestida de modo a remover o revestimento ITO e com isto expor o substrato PEN subjacente ao longo de 24 linhas paralelas que são espaçadas separadas por uma distância de 12,50 mm, que é a largura de cada célula do sistema de célula fotovoltáica final, de tal modo que existe uma única linha na mesma posição dentro de cada célula. Estas linhas servem como trilhas isoIantes como indicado pelo numeral de referência 510 nas figuras 23a e 23b a serem descritas em maior detalhe abaixo.The process for forming the counter electrode system is shown in Figure 17. A polyethylene naphthalate (PEN) screen 201 that is coated with a conductive layer, for example, indium tin oxide (ITO) is conveyed from a roll of Supply 202 is guided after a row of 24 scraping pins 203 which are made of tungsten and formed with tungsten carbide tips and are heated to 150 ° C. These pins 203 serve to scrape the surface of the coated PEN layer so as to remove the ITO coating and thereby expose the underlying PEN substrate along 24 parallel lines which are spaced apart by a distance of 12.50 mm, which is the width. of each cell of the final photovoltaic cell system, such that there is a single line in the same position within each cell. These lines serve as isolating tracks as indicated by reference numeral 510 in Figures 23a and 23b to be described in more detail below.

Fibras isolantes 204 são então depositadas sobre o substrato PEN revestido raspado 201. As fibras 204 são fornecidas a partir de um sistema 205 de 4 x 12 48 bobinas 206 sobre cada uma das quais é enrolado 20 um suprimento de fibra isolante 204. Cada fibra 204 é preferivelmente feita de um material aramida, por exemplo, um material sintético para-aramida comercializado sob o nome comercial Kevlar (RTM), revestido com um adesivo polimérico termoplástico de fusão a quente resinoso. O núcleo de paraaramida de cada uma das 48 fibras 204 constitui o número de filamentos 25 separados e tem um diâmetro de 50 μιτι. O revestimento de resina de 24 das fibras 204 tem uma espessura de 100 μηη enquanto a espessura do revestimento das 24 fibras restantes 204 é 50 μιτι, de modo que os diâmetros externos resultantes dos dois tipos de fibra revestida 204 são 150 μιτι e 250 μιτι, respectivamente.Insulating fibers 204 are then deposited on the scraped coated PEN substrate 201. The fibers 204 are supplied from a system 205 of 4 x 12 48 bobbins 206 on which one supply of insulating fiber 204 is wound. It is preferably made of an aramid material, for example a para-aramid synthetic material marketed under the trade name Kevlar (RTM), coated with a resinous hot melt thermoplastic polymeric adhesive. The paraaramid core of each of the 48 fibers 204 constitutes the number of 25 separate filaments and has a diameter of 50 μιτι. The 24 resin lining of fibers 204 has a thickness of 100 μηη while the coating thickness of the remaining 24 fibers 204 is 50 μιτι, so the resulting outside diameters of the two types of coated fiber 204 are 150 μιτι and 250 μιτι, respectively.

A tela raspada 201 é fornecida, juntamente com as 48 fibras isoScraped fabric 201 is supplied along with the 48 iso fibers

lantes 204 para uma cabeça de alinhamento de fibra 207 na qual cada uma das 48 fibras 204 é alinhada lateralmente entre um respectivo par de pinos guia (não-mostrado) na posição lateral apropriada para deposição sobre o substrato PEN revestido subjacente. As fibras 204 são depositadas em pares, a separação entre as fibras 204 em cada par sendo substancialmente menor do que o espaçamento entre pares adjacentes. Tipicamente a sepa5 ração entre as fibras 204 em cada par é aproximadamente 1 mm, enquanto o espaçamento entre pares adjacentes é aproximadamente 12,5 mm. As 24 fibras revestidas 204 que têm um diâmetro exterior menor são depositadas diretamente sobre as 24 linhas raspadas no substrato PEN e as 24 fibras revestidas 204 com os diâmetros exteriores maiores são formadas em linhas 10 paralelas que correm proximamente adjacentes às fibras menores 204.rims 204 to a fiber alignment head 207 in which each of the 48 fibers 204 is laterally aligned between a respective pair of guide pins (not shown) in the appropriate lateral position for deposition onto the underlying coated PEN substrate. The fibers 204 are deposited in pairs, the separation between the fibers 204 in each pair being substantially smaller than the adjacent pair spacing. Typically the separation between the fibers 204 in each pair is approximately 1 mm, while the spacing between adjacent pairs is approximately 12.5 mm. The 24 coated fibers 204 having a smaller outer diameter are deposited directly on the 24 scraped lines on the PEN substrate and the 24 coated fibers 204 with the largest outer diameters are formed in parallel lines 10 running closely adjacent to the smaller fibers 204.

As fibras alinhadas 204 são então feitas passar abaixo de uma fileira de quatro facas de ar quente 208 que direcionam ar aquecido entre 80 e 150°C sobre as fibras 204. As fibras aquecidas 204 são então fornecidas para um aperto definido entre dois roletes aquecidos 209, 210 que derretem 15 o revestimento de resina adesiva, e com isto colam as fibras 204 ao substrato PEN revestido. A função das facas de ar quente 208 preaquecer as fibras 204 de modo que a resina adesiva possa ser mais facilmente derretida pelos roletes aquecidos 209, 210.The aligned fibers 204 are then passed below a row of four hot air knives 208 directing heated air between 80 and 150 ° C over the fibers 204. The heated fibers 204 are then provided for a defined tightness between two heated rollers 209. 210, which melt the adhesive resin coating, and thereby glue the fibers 204 to the coated PEN substrate. The function of the hot air knives 208 is to preheat the fibers 204 so that the adhesive resin can be more easily melted by the heated rollers 209, 210.

Em uma modalidade alternativa bocais de ar são utilizados ao invés de facas de ar.In an alternative embodiment air nozzles are used instead of air knives.

As fibras irão formar espaçadores isolantes entre os sistemas de eletrodos primários e contraeletrodo no sistema de célula fotovoltáica final, como pode ser visto mais claramente nas figuras 23a e 23b a serem descritas em maior detalhe abaixo, nas quais a fibra de diâmetro menor 508 é 25 mostrada na posição alinhada com a linha de isolamento raspada 510 sobre o substrato isolante 506 e a fibra de diâmetro maior 509 corre paralela a ela. No sistema de célula fotovoltáica as duas fibras dentro da cada par correm ao longo de cada lado de uma respectiva linha das ondulações gravadas formadas nos eletrodos primários.The fibers will form insulating spacers between the primary electrode and counter electrode systems in the final photovoltaic cell system, as can be seen more clearly in Figures 23a and 23b to be described in more detail below, in which the smaller diameter fiber 508 is 25 µm. Shown in position aligned with the scraped insulation line 510 on the insulating substrate 506 and the larger diameter fiber 509 runs parallel thereto. In the photovoltaic cell system the two fibers within each pair run along each side of a respective line of the recorded undulations formed on the primary electrodes.

O substrato PEN revestido com as fibras presas é então cortadoThe PEN substrate coated with the trapped fibers is then cut

para a largura desejada por meio de uma ou mais selecionadas de uma fileira de dez cabeças de corte operadas hidraulicamente e igualmente espaçadas (não-mostrado). A largura desejada representa o número de células fotovoltáicas requerido no sistema final. O sistema de contraeletrodo acabado é então enrolado sobre um rolo em uma estação de reenrolamento.to the desired width by one or more selected from a row of ten equally spaced hydraulically operated shaving heads (not shown). The desired width represents the number of photovoltaic cells required in the final system. The finished counter electrode system is then wound onto a roll in a refolding station.

Neste estágio a fabricação do eletrodo primário separado e do 5 sistema de contraeletrodo está completa. Os dois sistemas de eletrodo são agora unidos juntos e os canais resultantes definidos entre os dois sistemas de eletrodo são cheios com eletrólito, como será descrito agora com referência à figura 18.At this stage the fabrication of the separate primary electrode and counter electrode system is complete. The two electrode systems are now joined together and the resulting channels defined between the two electrode systems are filled with electrolyte, as will now be described with reference to figure 18.

Para unir juntos os dois sistemas de eletrodo, o sistema de eletrodo primário 301 e o sistema de contraeletrodo 302 são transportados nas respectivas direções indicadas pelas setas 303, 304 até o topo de um trajeto vertical definido entre três pares de roletes que são opostos 305, 306 que são aquecidos alimentando um suprimento de óleo aquecido para um canal 307 dentro de cada um dos roletes 305, 306. Um de cada par de roletes 305, 306 tem uma superfície emborrachada resiliente. Ao mesmo tempo um suprimento de eletrólito líquido é injetado a partir de uma fileira de bocais 308 para o interior dos canais definidos entre respectivos pares de fibras do contraeletrodo que estão agora entre o sistema de eletrodo primário 301 e o sistema de contraeletrodo 302. Em um exemplo 22 bocais são fornecidos. Seria possível suprir todos os 22 bocais com o eletrólito utilizando uma única bomba peristáltica. Contudo, tal arranjo não permite que o escoamento de eletrólito a partir de cada bocal 308 para seu respectivo canal seja controlado de maneira independente. Os bocais 308 são, portanto, formados a partir de uma ou mais fileiras de válvulas dosadoras controladas por solenoide, similares àquelas utilizadas na estação de revestimento com corante descritas acima com referência às figura 14. O nível do eletrólito dentro dos 22 canais é sensoriado utilizando uma fileira de 22 sensores óticos reflexivos 309 localizados a jusante das válvulas dosadoras 308 e o sinal de saída dos sensores óticos 309 é utilizado para controlar a vazão do eletrólito para o interior dos canais. Controle do escoamento do eletrólito para o interior de cada canal é efetuado controlando de maneira independente a quantidade de eletrólito liberada de cada uma das 22 válvulas dosadoras. Contudo, a velocidade global na qual os canais são cheios também pode ser controlada ajustando a velocidade na qual os dois sistemas de eletrodo 301, 302 são transportados entre os três pares de roletes 305, 306.To join the two electrode systems together, the primary electrode system 301 and counter electrode system 302 are transported in the respective directions indicated by arrows 303, 304 to the top of a vertical path defined between three pairs of opposing rollers 305, 306 which are heated by feeding a heated oil supply to a channel 307 within each of the rollers 305, 306. One of each pair of rollers 305, 306 has a resilient rubberized surface. At the same time a liquid electrolyte supply is injected from a row of nozzles 308 into the channels defined between respective counter electrode fiber pairs that are now between the primary electrode system 301 and the counter electrode system 302. In a Example 22 nozzles are provided. It would be possible to supply all 22 nozzles with the electrolyte using a single peristaltic pump. However, such an arrangement does not allow the flow of electrolyte from each nozzle 308 to its respective channel to be independently controlled. The nozzles 308 are therefore formed from one or more rows of solenoid controlled metering valves similar to those used in the dye coating station described above with reference to Figs 14. Electrolyte level within the 22 channels is sensed using a row of 22 reflective optical sensors 309 located downstream of the metering valves 308 and the optical sensors 309 output signal is used to control the flow of electrolyte into the channels. Control of electrolyte flow into each channel is performed by independently controlling the amount of electrolyte released from each of the 22 metering valves. However, the overall speed at which channels are filled can also be controlled by adjusting the speed at which the two electrode systems 301, 302 are transported between the three pairs of rollers 305, 306.

As superfícies de cada par de roletes 305, 306 são formadas 5 com cristas opostas que são posicionadas em relação às telas de eletrodo 301, 302 de tal modo que os pares de fibras revestidas são comprimidos entre as cristas opostas para com isto provocar o revestimento de adesivo de resina sobre as fibras e se conformar à forma da estrutura de eletrodo primário, como pode ser visto mais claramente das figuras 23a e 23b.The surfaces of each pair of rollers 305, 306 are formed with opposing ridges which are positioned relative to the electrode screens 301, 302 such that the coated fiber pairs are compressed between the opposite ridges to thereby cause the coating to coil. resin adhesive onto the fibers and conform to the shape of the primary electrode structure as can be seen most clearly from figures 23a and 23b.

Em um arranjo alternativo, as 48 fibras isolantes revestidas sãoIn an alternative arrangement, the 48 coated insulating fibers are

depositadas sobre o sistema de eletrodo primário ao invés de o sistema de contraeletrodo. Neste arranjo o sistema de eletrodo-primário é fornecido juntamente com as 48 fibras a um aperto definido entre dois roletes que são aquecidos, que derretem o revestimento de resina adesiva e ligam as fibras 15 à tela de titânio em suas respectivas posições ao longo de pares de linhas paralelas que correm de cada lado das linhas das ondulações gravadas. Como com o arranjo descrito acima no qual as fibras são depositadas sobre o sistema de contraeletrodo, um sistema linear de facas de ar quente é arranjado para direcionar ar quente sobre as fibras imediatamente a montante 20 do aperto, e serve para preaquecer as fibras de modo que a resina adesiva pode mais facilmente ser derretida pelos roletes aquecidos. A estrutura resultante do sistema de eletrodo-primário 171 está mostrada na figura 19a, na qual pode ser visto que o revestimento das fibras isolantes 172, 173 derreteu parcialmente de modo que a mais fina das duas fibras 172 em cada par de 25 fibras é firmemente aderida à tira de tela de titânio subjacente 174 e a mais espessa das duas fibras 173 corre ao longo da trilha de isolamento 175 formada no eletrodo-primário 171 entre as extremidades das tiras de titânio 174 e firmemente aderida a ambas as regiões extremas das tiras de titânio adjacentes subjacentes 174 e também ao substrato PET 176. Cada par adjacen30 te de fibras 172, 173 é depositado em linhas que correm de cada lado de uma linha respectiva de ondulações gravadas 177.deposited on the primary electrode system rather than the counter electrode system. In this arrangement the primary electrode system is provided together with the 48 fibers at a defined tightness between two heated rollers, which melt the adhesive resin coating and bind the fibers 15 to the titanium mesh in their respective positions over pairs. of parallel lines running on either side of the recorded ripple lines. As with the arrangement described above in which the fibers are deposited on the counter electrode system, a linear hot air knife system is arranged to direct hot air over the fibers immediately upstream of the grip, and serves to preheat the fibers so as to preheat the fibers. adhesive resin can be more easily melted by heated rollers. The resulting structure of the primary electrode system 171 is shown in Figure 19a, in which it can be seen that the coating of the insulating fibers 172, 173 has partially melted so that the thinnest of the two fibers 172 in each pair of 25 fibers is firmly adhered to the underlying titanium screen strip 174 and the thicker of the two fibers 173 runs along the insulating track 175 formed on the primary electrode 171 between the ends of the titanium strips 174 and firmly adhered to both end regions of the strips. adjacent adjacent titanium 174 and also to the PET substrate 176. Each adjacent pair of fibers 172, 173 is deposited in lines running either side of a respective line of etched undulations 177.

Com este arranjo o eletrólito é depositado nos canais formados entre pares alternados de fibras isolantes revestidas 172, 173 quando o eletrodo primário é orientado horizontalmente em um processo ilustrado na figura 20. Neste arranjo o sistema de eletrodo primário 171 é transportado de um rolo de suprimento 178 até uma estação de enchimento de eletrólito 179 5 na qual o eletrólito é depositado sobre o sistema de eletrodo primário 171 quando em uma orientação horizontal. O eletrólito é fornecido a partir de 22 das válvulas dosadoras controladas por solenoide, arranjadas em um ou mais sistemas lineares similares àqueles descritos acima com referência à figura 14. Uma vez que o sistema de eletrodo primário 171 é horizontal, o 10 eletrólito irá, sob gravidade, encher os canais entre pares alternados de fibras revestidas. Durante o processo de enchimento o nível do eletrólito dentro dos 22 canais é sensoriado utilizando uma fileira de 22 sensores colorimétricos óticos 180 localizados a jusante da estação de enchimento de eletrólito 179 na direção de transporte do sistema de eletrodo primário 171. Os 15 sensores 180 respondem à condição em que eles são arranjados para detectar uma mudança de colorido que ocorre tão logo as camadas de dióxido de titânio revestidas com corante dentro do sistema de eletrodo primário são cobertas com o eletrólito. O controle da velocidade de deposição de eletrólito é conseguido ajustando cada um ou ambos de: a) a vazão de eletrólito e b) a 20 velocidade na qual o sistema de eletrodo primário é transportado através da estação de enchimento de eletrólito 179. A estrutura do sistema de eletrodo primário 171 imediatamente depois do enchimento com o eletrólito está ilustrada na figura 19b, onde pode ser visto que o eletrólito 181 preenche os canais definidos entre pares alternativos das fibras isolantes 172, 173.With this arrangement the electrolyte is deposited in the channels formed between alternating pairs of coated insulating fibers 172, 173 when the primary electrode is oriented horizontally in a process illustrated in Figure 20. In this arrangement the primary electrode system 171 is conveyed from a supply roll. 178 to an electrolyte filling station 179 5 in which the electrolyte is deposited on the primary electrode system 171 when in a horizontal orientation. The electrolyte is supplied from 22 of the solenoid-controlled metering valves arranged in one or more linear systems similar to those described above with reference to Figure 14. Since the primary electrode system 171 is horizontal, the 10 electrolyte will, under gravity, fill the channels between alternating pairs of coated fibers. During the filling process the electrolyte level within the 22 channels is sensed using a row of 22 optical colorimetric sensors 180 located downstream of the electrolyte filling station 179 in the transport direction of the primary electrode system 171. The 15 sensors 180 respond to each other. to the condition in which they are arranged to detect a color change that occurs as soon as the dye-coated titanium dioxide layers within the primary electrode system are covered with the electrolyte. Control of the electrolyte deposition rate is accomplished by adjusting each or both of: a) the electrolyte flow rate and b) at a speed at which the primary electrode system is transported through the electrolyte filling station 179. The system structure Primary electrode 171 immediately after filling with the electrolyte is illustrated in Figure 19b, where it can be seen that the electrolyte 181 fills the channels defined between alternate pairs of insulating fibers 172, 173.

O sistema de contraeletrodo 182 é formado a partir de uma telaCounter electrode system 182 is formed from a screen

de polietileno naftalato (PEN) que é revestida com uma camada condutora, por exemplo, de óxido de estanho e índio (ITO), e este é transportado a partir de um rolo de suprimento 183 depois de um sistema linear 184 de 24 pinos de raspar idênticos àqueles em um arranjo descrito acima, para criar 24 30 trilhas isoladas paralelas. O sistema de contraeletrodo raspado 182 é então transportado juntamente com o sistema de eletrodo primário cheio de eletrólito 171 até um aperto definido entre um primeiro par de roletes que são aquecidos 1831, 1841 que fazem com que os dois sistemas de eletrodo 171, 182 se tornem vedados juntos. Alinhamento entre o sistema de eletrodo primário 171 e o sistema de contraeletrodo 182 é conseguido utilizando arestas guias mecânicas do tipo descrito acima. Embora neste caso o sistema de 5 eletrodo primário 171 já seja formado com as fibras revestidas 172, 173, alinhamento entre os dois sistemas de eletrodo 171 e 182 é ainda necessário para alinhar as 24 trilhas isolantes 185 formadas sobre o sistema de contraeletrodo 182 com as correspondentes 24 fibras mais finas 172 no sistema de eletrodo-primário 171. Isto é conseguido neste arranjo montando um sistema 10 de pinos de raspar 179 e uma estrutura (não-mostrado), à qual a estação de enchimento de eletrólito 179 também é presa de tal modo que o alinhamento relativo do sistema de eletrodo primário 171 e o sistema de contraeletrodo 182 seja menos crítico. Os sistemas de eletrodo vedados 171 e 182 são então transportados entre um segundo par de roletes 186, 187 que comprimem 15 os dois sistemas de eletrodos 171, 182 juntos por uma quantidade que dá origem ao espaçamento desejado entre os dois sistemas de eletrodos 171, 182. Preferivelmente os dois sistemas de eletrodo são posicionados tão próximo um do outro quanto possível, porém não tão próximo de modo a provocar curto-circuito entre os sistemas de eletrodo 171 e 182 através do eletróli20 to. O segundo par de roletes 186, 187 serve também para forçar qualquer excesso de eletrólito ao longo dos respectivos canais na direção de montante de movimento dos sistemas de eletrodos 171, 182. A estrutura final do conjunto de eletrodo está ilustrada na figura 19c, onde pode ser visto que a camada ITO condutora 188 do sistema de contraeletrodo 182 está em conta25 to elétrico direto com uma das ondulações gravadas 177 do sistema de eletrodo primário 171 e as fibras isolantes revestidas 172, 173 servem para reter o eletrólito dentro dos canais predefinidos, e portanto isolado da região das ondulações gravadas 177.polyethylene naphthalate (PEN) which is coated with a conductive layer, for example tin indium oxide (ITO), and is conveyed from a supply roll 183 after a 24-pin scrape linear system 184 identical to those in an arrangement described above to create 24 30 parallel isolated tracks. The scraped counter electrode system 182 is then transported together with the electrolyte-filled primary electrode system 171 to a defined tightness between a first pair of heated rollers 1831, 1841 which causes the two electrode systems 171, 182 to become sealed together. Alignment between the primary electrode system 171 and the counter electrode system 182 is achieved using mechanical guide edges of the type described above. Although in this case the primary 5 electrode system 171 is already formed with the coated fibers 172, 173, alignment between the two electrode systems 171 and 182 is still required to align the 24 insulating tracks 185 formed on the counter electrode system 182 with the ones. corresponding 24 finer fibers 172 in the primary electrode system 171. This is accomplished in this arrangement by mounting a scraping pin system 10 and a frame (not shown) to which the electrolyte filling station 179 is also secured. such that the relative alignment of the primary electrode system 171 and counter electrode system 182 is less critical. The sealed electrode systems 171 and 182 are then transported between a second pair of rollers 186, 187 which compress the two electrode systems 171, 182 together by an amount giving the desired spacing between the two electrode systems 171, 182. Preferably the two electrode systems are positioned as close together as possible, but not as close as possible to short circuit electrode systems 171 and 182 through the electrolyte. The second pair of rollers 186,187 also serves to force any excess electrolyte along the respective channels in the upstream direction of electrode systems 171, 182. The final structure of the electrode assembly is illustrated in Figure 19c where It should be noted that the conductive ITO layer 188 of the counter electrode system 182 is in direct electrical contact with one of the etched dimples 177 of the primary electrode system 171 and the coated insulating fibers 172, 173 serve to retain the electrolyte within the predefined channels, and therefore isolated from the region of recorded undulations 177.

Em ainda outro arranjo, as 24 mais espessas das 48 fibras são depositadas diretamente sobre as trilhas isolantes formadas no sistema de eletrodo primário e as 24 mais finas das 48 fibras são depositadas diretamente sobre as trilhas isolantes formadas no sistema de contraeletrodo. O método de deposição das respectivas fibras é como descrito acima. Com este arranjo a facilidade de alinhamento de todas as fibras é aprimorada.In yet another arrangement, the thickest 24 of the 48 fibers are deposited directly on the insulating tracks formed in the primary electrode system and the thinnest 24 of the 48 fibers are deposited directly on the insulating tracks formed in the counter electrode system. The method of depositing the respective fibers is as described above. With this arrangement the ease of alignment of all fibers is improved.

Em outra modalidade ao invés de utilizar fibras de Kevlar revestidas com adesivo de fusão a quente como espaçadores isolantes, somente 5 o adesivo de fusão a quente é utilizado, caso em que um suprimento do adesivo de fusão a quente é preaquecido e então extrudado diretamente sobre a superfície de qualquer ou de ambos: a) o sistema de eletrodo primário, em linhas paralelas que correm adjacentes às linhas de ondulações gravadas, ou b) o sistema de contraeletrodo, novamente em linhas paralelas nas 10 posições correspondentes. Neste arranjo somente as ondulações gravadas servem para definir o espaçamento entre os sistemas de eletrodo primário e de contraeletrodo.In another embodiment, instead of using hot melt adhesive coated Kevlar fibers as insulating spacers, only the hot melt adhesive is used, in which case a supply of the hot melt adhesive is preheated and then extruded directly over. the surface of either or both of: a) the primary electrode system, in parallel lines running adjacent to the recorded undulation lines, or b) the counter electrode system, again in parallel lines at the corresponding 10 positions. In this arrangement only the recorded undulations serve to define the spacing between the primary and counter electrode systems.

Em uma modificação desta outra modalidade, o adesivo de fusão a quente é fornecido com contas esféricas de 50 μιτι de diâmetro de vi15 dro de dióxido de silício, que quando depositadas sobre o sistema de eletrodo primário ou sistema de contraeletrodo servem em conjunto com as linhas de ondulações gravadas para definir o espaçamento entre os dois sistemas de eletrodo no sistema de célula fotovoltáica montado.In a modification of this other embodiment, the hot melt adhesive is provided with 50 μιτι diameter silicon dioxide spherical beads, which when deposited on the primary electrode system or counter electrode system serve together with the lines. of recorded undulations to define the spacing between the two electrode systems in the assembled photovoltaic cell system.

Em cada um dos arranjos acima para formar o conjunto dos dois sistemas de eletrodo, o comprimento requerido do conjunto de eletrodo é então cortado manualmente utilizando uma guilhotina.In each of the above arrangements to form the assembly of the two electrode systems, the required length of the electrode assembly is then cut manually using a guillotine.

Para impedir que o eletrólito escape das extremidades dos canais entre as duas telas de eletrodos, ambas as arestas dianteira e traseira do comprimento cortado são vedadas para colocar o conjunto sobre uma mesa de vedação de aresta e aplicar um adesivo de fusão a quente que é aquecido a 180°C para cada uma das arestas por vez.To prevent electrolyte from escaping from the channel ends between the two electrode screens, both the front and rear edges of the cut length are sealed to place the assembly on an edge sealing table and apply a hot melt adhesive that is heated. 180 ° C for each edge at a time.

Depois de vedar as arestas, o conjunto vedado resultante é então laminado utilizando a estação de laminação ilustrada na figura 21. O conjunto vedado 401 é fornecido para um aperto definido entre dois roletes 402, 30 403 cuja superfície de cada um é resiliente. Dois roletes de laminado protetor 404 são fornecidos um acima e outro abaixo dos roletes 402, 403. O laminado 404 é fornecido em carretéis com uma camada de adesivo voltada para fora que é coberta com uma camada protetora removível 405. As duas camadas do laminado 404 são alimentadas para o aperto entre os dois roletes 402, 403 através de estações que removem a camada protetora 405. Cada uma das camadas laminadas 404 então viaja depois de um respectivo 5 aquecedor radiante 406 com a superfície adesiva voltada para o aquecedor 406, de modo a ativar o adesivo. O conjunto vedado é alimentado manualmente para o aperto entre os dois roletes 402, 403, de tal modo que as camadas laminadas 404 são aderidas às suas superfícies superior e inferior. Uma vez que o conjunto laminado resultante passa através da estação de 10 laminação, as arestas traseiras da camada de laminado 404 são removidas.After sealing the edges, the resulting sealed assembly is then laminated using the lamination station shown in Fig. 21. Sealed assembly 401 is provided for a defined grip between two rollers 402, 30 403 whose surface is each resilient. Two rollers of protective laminate 404 are provided one above and one below rollers 402, 403. Laminate 404 is provided on spools with an outwardly facing adhesive layer that is covered with a removable protective layer 405. The two layers of laminate 404 are fed for clamping between the two rollers 402, 403 through stations removing the protective layer 405. Each of the laminate layers 404 then travels after a respective radiant heater 406 with the adhesive surface facing the heater 406 so activate the sticker. The sealed assembly is manually fed for clamping between the two rollers 402, 403 such that laminate layers 404 are adhered to their upper and lower surfaces. Once the resulting laminate assembly passes through the lamination station, the rear edges of the laminate layer 404 are removed.

A resiliência dos dois roletes 402, 403 elimina efetivamente bolhas de ar quanto a se formarem abaixo das camadas laminadas 404.The resilience of the two rollers 402, 403 effectively eliminates air bubbles from forming below the laminate layers 404.

Para ajustar a estação de laminação, as camadas laminadas 404 são primeiro feitas passar para o interior do aperto entre os dois roletes 15 402, 403 sem remover a camada protetora que cobre o adesivo. Isto é para permitir às camadas laminadas que poderiam ser escondidas pela presença de camadas adesivas serem expostas e isto também impede que adesivo venha para contato com os roletes 402, 403.To adjust the lamination station, the laminate layers 404 are first passed into the grip between the two rollers 15 402, 403 without removing the protective layer covering the adhesive. This is to allow laminate layers that could be hidden by the presence of adhesive layers to be exposed and this also prevents adhesive from coming into contact with rollers 402, 403.

As camadas laminadas atuam como uma barreira à umidade e protegem o sistema de célula fotovoltáica de radiação ultravioleta danosa.The laminated layers act as a moisture barrier and protect the photovoltaic cell system from harmful ultraviolet radiation.

O estágio final na produção de um sistema de célula voltáica flexível é a conexão de um respectivo terminal elétrico a cada uma das arestas laterais de um sistema, e isto é conseguido removendo áreas selecionadas do laminado que se superpõem às fendas alongadas no substrato PET 25 de modo a expor a folha de titânio subjacente e prendendo um conector elétrico adequado à superfície de titânio exposta. Como descrito acima, uma ou ambas das células fotovoltáicas nas arestas laterais não são ativas e servem apenas como células falsas para possibilitar que conexão elétrica externa seja estabelecida.The final stage in the production of a flexible volt cell system is the connection of a respective electrical terminal to each side edge of a system, and this is achieved by removing selected areas of the laminate that overlap the elongated slots in the PET 25 substrate. exposing the underlying titanium sheet and attaching a suitable electrical connector to the exposed titanium surface. As described above, one or both of the photovoltaic cells on the side edges are not active and serve only as false cells to enable an external electrical connection to be established.

Em um arranjo alternativo ilustrado nas figuras 22a e b, uma coIn an alternative arrangement illustrated in Figures 22a and b, a co

nexão franzida é conseguida formando uma abertura respectiva 5011 em cada uma das primeira e última células 5021 dentro de um sistema e franzindo um olhar 5031 para o interior de ambas as aberturas 5011. Conexões externas são efetuadas, seja soldando diretamente um terminal respectivo 5041 a ambos olhais franzidos 5031, ou franzindo juntos cada olhai 5031 com seu respectivo terminal 5041.A closed connection is achieved by forming a respective aperture 5011 in each of the first and last cells 5021 within a system and frowning 5031 inwardly from both openings 5011. External connections are made by either directly welding a respective terminal 5041 to both of them. frowning eyes 5031, or frowning together each eye 5031 with its respective terminal 5041.

As figuras 22a e b mostram uma conexão franzida formada emFigures 22a and b show a puckered connection formed in

células que contém eletrólito 5021. Contudo, em uma modalidade preferida (não-mostrado) as células falsas 5021 não contém eletrólito ou um revestimento de corante. Além disto, a linha de ondulações no sistema de eletrodo primário mais próxima da aresta do sistema montado mostrado no lado direi10 to do sistema nas figuras 22a e b pode ser omitida e somente uma fibra revestida ou mais preferivelmente uma única linha do adesivo de fusão a quente, pode ser fornecida nesta localização no lugar das duas fibras revestidas mostradas nas figuras 22a e b.cells containing 5021 electrolyte. However, in a preferred embodiment (not shown) fake 5021 cells do not contain electrolyte or a dye coating. In addition, the ripple line in the primary electrode system closest to the edge of the assembled system shown on the right side of the system in Figures 22a and b may be omitted and only one coated fiber or more preferably a single line of hot melt adhesive. may be provided at this location in place of the two coated fibers shown in figures 22a and b.

Uma vez que preferivelmente não existe eletrólito nas células 15 falsas 5021, não há risco nem de qualquer vazamento indesejável do eletrólito, ou de qualquer ataque corrosivo da conexão elétrica pelo eletrólito. Desta maneira, uma conexão elétrica externa pode efetivamente ser feita à tira interna da tela de titânio que faz parte da célula falsa 5021. Além disto, este arranjo não é necessário para que o substrato PET do sistema de eletrodo 20 primário seja formado com furos alongados.Since there is preferably no electrolyte in the 5021 fake cells, there is no risk of any undesirable electrolyte leakage or any corrosive attack of the electrical connection by the electrolyte. In this way, an external electrical connection can effectively be made to the inner strip of the titanium screen that is part of the fake cell 5021. In addition, this arrangement is not necessary for the primary electrode system 20 PET substrate to be formed with elongated holes. .

A figura 23a é uma vista em seção transversal explodida de uma porção de duas células adjacentes de um sistema de célula fotovoltáica antes da montagem em uma modalidade na qual as fibras isolantes revestidas são depositadas no sistema de contraeletrodo. Os eletrodos primários das 25 células compreendem tiras de tela de titânio 501, cada uma tendo uma linha gravada de ondulações 502 ao longo de uma sua aresta, as tiras de titânio sendo separadas por um espaço isolante 503. Cada tira da tela de titânio 501 é parcialmente revestida com uma camada 504 de dióxido de titânio e material corante de rutênio. As tiras de titânio 501 são formada sobre um 30 substrato PET contínuo subjacente 505.Figure 23a is an exploded cross-sectional view of a portion of two adjacent cells of a photovoltaic cell system prior to mounting in an embodiment in which the coated insulating fibers are deposited on the counter electrode system. The primary electrodes of the 25 cells comprise 501 titanium screen strips, each having an engraved line of undulations 502 along one edge thereof, the titanium strips being separated by an insulating space 503. Each 501 titanium screen strip is partially coated with a 504 layer of titanium dioxide and ruthenium dyeing material. Titanium strips 501 are formed on an underlying continuous PET substrate 505.

O sistema de contraeletrodo é formado de um substrato isolante contínuo 506 feito de PEN que é revestido com uma camada condutora 507 de ITO e que tem fibras revestidas de forma relativamente fina 508 e fibras revestidas de forma relativamente espessa 509, as fibras mais finas 508 sendo alinhadas com trilhas isolantes 510 formadas na camada condutora 507 de ITO.The counter electrode system is formed of a continuous insulating substrate 506 made of PEN which is coated with a conductive layer 507 of ITO and which has relatively thin coated fibers 508 and relatively thick coated fibers 509, the thinner fibers 508 being aligned with insulating tracks 510 formed on the conductive layer 507 of ITO.

5 A figura 23b é uma vista em seção transversal de uma porção deFigure 23b is a cross-sectional view of a portion of

duas células adjacentes do sistema fotovoltáico depois de montagem e laminação, na qual as superfícies externas dos dois substratos isolantes 505, 506 são cada um revestidos com uma respectiva camada laminada 511.two adjacent cells of the photovoltaic system after assembly and lamination, wherein the outer surfaces of the two insulating substrates 505, 506 are each coated with a respective laminate layer 511.

A figura 24 ilustra as dimensões dos componentes do sistema de célula fotovoltáica acabado de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. A representação no desenho não está em escala, e a dimensão vertical está exagerada para efeito de clareza.Figure 24 illustrates the dimensions of the components of the finished photovoltaic cell system according to a preferred embodiment of the present invention. The representation in the drawing is not to scale, and the vertical dimension is exaggerated for the sake of clarity.

A figura 25 ilustra a aparência global de um sistema acabado de 12 células fotovoltáicas. Neste caso, conexões elétricas externas 701 são 15 feitas na tela de titânio através de duas das aberturas alongadas 702 formadas ao longo das arestas laterais dos substratos PET do sistema de eletrodo primário. Será apreciado que o sistema acabado pode compreender um número diferente de células fotovoltáicas. Em uma modalidade preferida, por exemplo, o sistema acabado compreende 11 células fotovoltáicas.Figure 25 illustrates the overall appearance of a finished system of 12 photovoltaic cells. In this case, external electrical connections 701 are made to the titanium screen through two of the elongated openings 702 formed along the side edges of the PET substrates of the primary electrode system. It will be appreciated that the finished system may comprise a different number of photovoltaic cells. In a preferred embodiment, for example, the finished system comprises 11 photovoltaic cells.

Certos rolete requerem ajustamento de alinhamento. As figurasCertain rollers require alignment adjustment. The figures

26a e 26b ilustram como isto é conhecido. Um bloco de montagem fixo 601 é preso de maneira rígida a uma trilha guia 602 por meio de parafusos de montagem 603, um bloco de montagem ajustável 604 é preso de maneira deslizante ao bloco de montagem fixo 601 por meio de parafusos rosquea25 dos superior e inferior 605, que são acomodados dentro de respectivos furos de passagem 606 no bloco fixo 601 e com respectivos furos rosqueados 607 no bloco ajustável 604. Girando os parafusos rosqueados 605 no sentido horário o bloco ajustável 604 é feito mover no sentido do bloco fixo 601. Um terceiro parafuso rosqueado 608 é recebido dentro de um furo rosqueado 30 609 no bloco de montagem fixo 601 entre os parafusos rosqueados superior e inferior 605, e se estende desde o bloco de montagem fixo 601 no sentido do bloco ajustável 604. O terceiro parafuso rosqueado 608 tem uma cabeça hexagonal 610 que atua como um batente extremo encontrando uma superfície do bloco ajustável 604. O terceiro parafuso rosqueado 608 é girado por uma quantidade tal que a cabeça hexagonal 610 define uma posição desejada do bloco ajustável 604, e os parafusos superior e inferior 605 são aper5 tados para trazer o bloco ajustável 640 no sentido do bloco fixo 601, até que ele encontre a cabeça hexagonal 610, ponto em que o bloco ajustável 604 está na posição desejada. O bloco ajustável 604 pode então ser preso de maneira rígida à trilha guia 602 utilizando parafusos de fixação 611.26a and 26b illustrate how this is known. A fixed mounting block 601 is rigidly fastened to a guide track 602 by means of mounting screws 603, an adjustable mounting block 604 is slidably secured to fixed mounting block 601 by upper and lower threaded screws25 605, which are accommodated within respective through holes 606 in the fixed block 601 and with respective threaded holes 607 in the adjustable block 604. By turning the threaded screws 605 clockwise the adjustable block 604 is moved towards the fixed block 601. One third threaded screw 608 is received within a threaded hole 30 609 in the fixed mounting block 601 between the upper and lower threaded screws 605, and extends from the fixed mounting block 601 towards the adjustable block 604. the third threaded screw 608 has a hexagon head 610 that acts as an end stop meeting an adjustable block surface 604. The third threaded screw 608 is turned by a such that the hex head 610 defines a desired position of the adjustable block 604, and the upper and lower screws 605 are tightened to bring the adjustable block 640 in the direction of the fixed block 601 until it meets the hex head 610 at that the adjustable block 604 is in the desired position. Adjustable block 604 can then be rigidly secured to guide track 602 using set screws 611.

Quando utilizados para ajustar a posição do eixo de um rolete 10 612, pares respectivos de blocos de montagem fixo e ajustável 601 e 604 são utilizados, e as extremidades 613 do rolete 612 são montadas dentro de recessos respectivos nos dois blocos ajustáveis 604, como mostrado na figura 16b. Será apreciado que com tal arranjo é possível alinhar o eixo do rolete 612 de maneira precisa em relação às trilhas guia fixas 602.When used to adjust the shaft position of a roller 10 612, respective pairs of fixed and adjustable mounting blocks 601 and 604 are used, and ends 613 of roller 612 are mounted within respective recesses in the two adjustable blocks 604, as shown. in figure 16b. It will be appreciated that with such an arrangement it is possible to align the roller axis 612 precisely with respect to the fixed guide tracks 602.

Será apreciado que os sistemas flexíveis de células fotovoltáicasIt will be appreciated that flexible photovoltaic cell systems

fabricados de acordo com os processos acima têm aplicações de longo alcance tais como as seguintes:Manufactured according to the above processes have long range applications such as the following:

a) gerar eletricidade flutuando o sistema sobre a superfície de água é submetendo o sistema a uma fonte de luz;a) generate electricity by floating the system on the water surface and subjecting the system to a light source;

b) dessalinizar um corpo de água do mar flutuando o sistemab) desalinate a body of seawater by floating the system

sobre a água, submeter o sistema a uma fonte de Iuz tal como Iuz solar ou mesmo Iuz da Iua e utilizar eletricidade resultante gerada pelo sistema para energizar o processo de dessalinização utilizando osmose reversa;over water, subject the system to a light source such as solar light or even light to the water and use the resulting electricity generated by the system to energize the desalination process using reverse osmosis;

c) reduzir evaporação da superfície de um corpo de água flutuando o sistema de células fotovoltáicas sobre a superfície; ec) reduce surface evaporation of a body of water by floating the photovoltaic cell system on the surface; and

d) aquecer uma piscina de natação flutuando o sistema de células fotovoltáicas sobre a sua superfície e conectando a saída do sistema a um aquecedor energizado eletricamente.d) heat a swimming pool by floating the photovoltaic cell system on its surface and connecting the system output to an electrically energized heater.

Claims (12)

1. Método de preparar um sistema de eletrodo primário para utilização em um sistema fotovoltáico, o método compreendendo as etapas de: a) formar um perfil elevado em uma primeira região da superfície de um condutor elétrico para estabelecer uma ou mais conexões elétricas com um sistema de contraeletrodo; b) aplicar um revestimento à superfície do condutor elétrico para formar um componente do sistema fotovoltáico; c) aquecer o condutor elétrico de modo a secar o revestimento; e d) aplicar radiação laser à primeira região da superfície do condutor elétrico para com isto remover qualquer revestimento formado sobre ela na etapa b) para remover qualquer produto de reação formado sobre ela na etapa c).1. Method of preparing a primary electrode system for use in a photovoltaic system, the method comprising the steps of: a) forming a high profile on a first surface region of an electrical conductor to establish one or more electrical connections to a system counter electrode; b) applying a coating to the surface of the electrical conductor to form a component of the photovoltaic system; c) heat the electric conductor to dry the coating; and d) applying laser radiation to the first region of the electrical conductor surface to thereby remove any coating formed on it in step b) to remove any reaction product formed on it in step c). 2. Método de acordo com a reivindicação 1, no qual a primeira região compreende uma ou mais trilhas ao longo da superfície do condutor elétrico.The method of claim 1, wherein the first region comprises one or more tracks along the surface of the electrical conductor. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual a etapa b) consiste de aplicar um revestimento a somente uma segunda região da superfície do condutor elétrico, que é diferente da primeira região.The method of claim 1 or 2, wherein step b) is applying a coating to only a second region of the electrical conductor surface, which is different from the first region. 4. Método de acordo com a reivindicação 3, quando dependente da reivindicação 2, no qual a segunda região compreende uma ou mais trilhas definidas pelas regiões entre a uma ou mais trilhas da primeira região.The method of claim 3, when dependent on claim 2, wherein the second region comprises one or more trails defined by the regions between one or more trails of the first region. 5. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual na etapa b) inclui aplicar um revestimento a substancialmente toda a superfície do condutor elétrico.The method of claim 1 or 2, wherein in step b) includes applying a coating to substantially the entire surface of the electrical conductor. 6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, no qual a etapa d) compreende transportar o condutor elétrico em uma direção de transporte em relação a uma fonte de radiação laser e varrer a radiação laser através da primeira região em uma direção transversal à direção de transporte.A method according to any one of claims 1 to 5, wherein step d) comprises transporting the electrical conductor in a transport direction relative to a laser radiation source and scanning the laser radiation through the first region in one direction. transverse to the transport direction. 7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a5, no qual a etapa d) compreende transportar o condutor elétrico em uma direção de transporte em relação a uma fonte de radiação laser e aplicar radiação laser simultaneamente àquelas partes da primeira região que interceptam uma região linear que se estende transversal à direção de transporte.A method according to any one of claims 1 to 5, wherein step d) comprises transporting the electrical conductor in a transport direction relative to a laser radiation source and simultaneously applying laser radiation to those portions of the first region that intersect a linear region extending transverse to the transport direction. 8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, no qual o condutor elétrico é na forma de uma tela.A method according to any one of claims 1 to 7, wherein the electrical conductor is in the form of a screen. 9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, no qual o condutor elétrico compreende titânio.A method according to any one of claims 1 to 8, wherein the electric conductor comprises titanium. 10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a9, no qual o revestimento compreende dióxido de titânio.A method according to any one of claims 1 to 9, wherein the coating comprises titanium dioxide. 11. Método de fabricar um eletrodo primário para um sistema foto- voltáico flexível que compreende um método de preparar um sistema de eletrodo primário de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.A method of manufacturing a primary electrode for a flexible photovoltaic system comprising a method of preparing a primary electrode system according to any one of claims 1 to 10. 12. Método de fabricar um sistema fotovoltáico flexível que compreende um método de preparar um sistema de eletrodo primário de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11.A method of manufacturing a flexible photovoltaic system comprising a method of preparing a primary electrode system according to any one of claims 1 to 11.