FR2838239A1 - Structure et realisation d'un assemblage de cellules photovoltaiques - Google Patents

Structure et realisation d'un assemblage de cellules photovoltaiques Download PDF

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Abstract

Les cellules photovoltaïques (1a, 1b) de l'assemblage sont disposées côte à côte en rangées. Elles sont connectées en série entre des substrats de verre avant (8) et arrière (9). Deux réseaux de conducteurs (10, 12) parallèles entre eux sont respectivement placés en-dessus et en-dessous des cellules (1). Les conducteurs (10, 12) sont interconnectés par les conducteurs d'un autre réseau (11) qui sont perpendiculaires aux conducteurs des réseaux (10) et (12). Des connecteurs (21) traversent le substrat arrière. Un joint de scellement (20), disposé entre les deux substrats de verre (8, 9), délimite un volume intérieur étanche à l'intérieur duquel sont disposées toutes les cellules (1). Le volume étanche peut être rempli d'un gaz neutre.

Description

matériau de grille (83).
Structure et réalisation d'un assemblage de cellules photovoltaques Domaine technique de l'invention L'invention concerne un module photovolta7que réalisé par assemblage de cel lules photovolta7qu es placées en rangées et con noctées en elles par un réseau de conducteurs, I'ensemble étant placé entre des substrats de verre
avant et arrière.
L'invention concerne également un procédé de réalisation de ces modules photovolta7ques. Etat de la technique Une cellule photovolta7que est classiquement formée sur un substrat en siliclum massif découpé sous forme de tranches de quelques centaines de microns d'épaisseur. Le substrat peut étre constitué de siliclum monocristallin, de silicium polycristallin ou de couches semiconductrices déposées sur un substrat de verre ou de céramique. Elles possèdent à sa surface un réseau d'électrodes zo étroites, généralement en argent ou en aluminium, destinées à drainer le courant vers une ou plusieurs électrodes principaies de largeur 1 à quelques
millimètres, également en argent ou en aluminium.
Chaque cellule fournit un courant dépendant de l'éclairement sous une tension électrique qui dépend de la nature du semiconducteur et qui est habituellement de l'ordre de 0,6V pour le siliclum cristallin. Des tensions de 6V à plusieurs dizaines de volts étant habituellement nécessaires pour faire fonctionner des appareils électriques, un module photovolta7que est généralement constitué par un assemblage de plusieurs cellules en série. Un module de 40 cellules fournit so par exemple près de 24 volts. Selon les courants demandés, plusieurs cellules peuvent également être placées en parallèle. Un générateur peut ensuite être réalisé en y adjoignant éventuellement des accumulateurs, un régulateur de
tension, etc...
6 Pour fabriquer un module photovoltaque, les cellules sont préparces, c'est-à dire connectées entre elles par des rubans métalliques. L'ensemble ainsi formé est ensuite placé entre deux feuilles de polymère, elles-mêmes enserrées entre deux substrats de verre. L'ensemble est alors chauffé aux environs de 120 C pour ramollir fortement le polymère, le rendre transparent et assurer la cohésion
Jo mécanique du module.
Une cellule photovoltaque au siliclum cristallin ainsi préparée est illustrée à la figure 1, en vue de dessus. La cellule 1 comporte sur la face avant d'un substrat de silicium, face supérieure qui constitue sa face sensible, un réseau d'électrodes en argent 2 destinées à drainer le courant vers des zones de connexion 3. Ces dernières sont constituées, sur la figure 1, par deux électrodes, plus larges, perpendiculaires au réseau d'électrodes 2. Les électrodes 2 sont réalisées par dépôt d'une pâte d'argent selon le motif désiré, puis cuisson à haute température. Des rubans métalliques transversaux 4, zo constitués par une âme en cuivre et u n d épôt superficiel d' un al liage étai n plomb, sont soudés avec un alliage étain-plomb sur les zones de connexion 3 de la cellule. La face arrière de la cellule 1 comporte un second réseau d'électrodes, réseau généralement plus dense que le réseau d'électrodes 2 de la face avant. Le second réseau d'électrodes est. de manière analogue, relié à
z des rubans métalliques 5 transversaux.
La figure 2 représente un module photovoltaque comportant seulement deux cellules 1 pour simplifier le dessin. Les cellules 1 sont représentées en coupe selon l'axe M de la figure 1. Les rubans 5 d'une première cellule 1 a sont reliés so aux ruhans 4 de la cellule 1b voisine. Si le module comporte plus de deux cellules, les rubans 5 de la cellule 1b sont alors connectés aux rubans 4 de la cellule suivante, toutes les cellules étant ainsi connectées en série. En pratique, un ruban 5 d'une cellule et le ruban 4 associé de la cellule voisine sont constitués par un même ruban. Les rubans 4 et 5 des cellules d'extrémité servent de connecteurs vers l'extérieur. Deux feuilles de film polymère 6 et 7 sont disposées de part et d'autre de l'ensemble de cellules et insérées entre des substrats de verre avant 8 et arrière 9. Pour réduire le poids, certains modules ne comportent pas de substrat de verre sur la face arrière, celle-ci étant alors
constituée par le film polymère 7.
Ce type d'assemblage présente cependant plusieurs inconvénients, notamment une médiocre résistance à la diffusion de vapeur d'eau vers le siliclum, ce qui dégrade le rendement de conversion des cellules en quelques années. On peut également noter une conduction thermique moyenne du polymère qui entrâne une augmentation de la température et une baisse du rendement. La soudure des rubans et l'assemblage des cellules constituent également un handicap car ce sont des opérations longues pouvant casser les cellules et entramer un coût
de production élevé.
Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et, plus particulièrement, de fournir un assemblage de cellules photovoltaques à très bas coût de z fabrication et permettant d'écarter les problèmes de dégradation du rendement
des cellules.
Selon l'invention, ces buts sont atteints avec une structure d'encapsulage qui consiste en deux substrats en verre scellés sur leur pourtour par un joint de o scellement disposé entre les deux substrats de verre et délimitant un volume intérieur étanche à l'intérieur duquel sont disposés un premier réseau de conducteurs parallèles entre eux et en contact avec le substrat arrière, un second réseau de conducteurs perpendiculaires aux conducteurs du premier réseau, les cellules photovoltaTques et un troisième réseau de conducteurs parallèles à ceux du premier réseau et en contact avec le substrat avant, les conducteurs du second réseau reliant des conducteurs du premier réseau et
des conducteurs du troisième réseau.
Selon un développement de l'invention, les réseaux conducteurs sont constitués o par des rubans de cuivre qui sont découpés entre les cellules pour former un
ensemble de conducteurs interconnectés.
Selon une autre caractéristique de l'invention, I'assemblage comporte des connecteurs destinés à permettre une connexion de l'assemblage avec I'extérieur et reliés électriquement aux cellules disposées aux extrémités de l'assemblage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les cellules constituant
l'assemblage comporte seulement un réseau d'électrodes étroites.
L'invention a pour second objet un procédé de fabrication des modules photovoltaTques. Selon l'invention, les conducteurs des différents réseaux sont obtenus par tension de bandes en cuivre puis découpe de ces bandes par laser à travers les substrats en verre pour mettre en série les cellules z photovoltaTques.
Description sommaire des dessins
D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus ciairement de la
o description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention
donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés dans lesquels: La fig u re 1 représente, en vu e de dessus, u ne cell ul e photovolta q ue sel on l 'art antérieur. La figure 2 représente, en coupe, un module photovoltaque selon l'art antérieur
comportant deux cellules selon la figure 1.
La figure 3 représente, en vue de dessus, la connexion de deux cellules d'un
assemblage selon l'invention.
Jo La figure 4 représente, en coupe, une partie d'un assemblage selon l'invention.
La figure 5 illustre un module composé de 6 cellules, représenté en coupe,
selon l'invention.
Les figures 6 et 7 représentent en coupe des détails d'un module selon la figure 5. La figure 8 représente, en vue de dessus, un mode particulier de réalisation d'un
assemblage selon l'invention.
La figure 9 représente, en coupe, des détails d'un module selon la figure 8.
La figure 10 représente, en vue de dessus, une zone correspondant à deux
cellules d'un mode particulier de réalisation d'un assemblage selon l'invention.
zo La figure 11 représente, en coupe, des détails d'un module selon la figure 10.
La figure 12 illustre une structure des électrodes d'une cellule au silicium selon l'invention
Description de modes particuliers de réalisation.
L'assemblage selon la figure 3 comporte des cellules photovoltaiques 1 munie de leur réseau d'électrodes déposé sur la cellule, ces cellules sont placées entre des conducteurs 10 et 12 qui sont eux même insérés entre deux substrats de verre avant 8 et arrière 9. Des conducteurs 11 assurent une interconnexion entre les conducteurs 10 et les conducteurs 12. Seules deux
cellules 1 a et 1 b sont représentées sur la figure 3 pour la clarté du dessin.
Un réseau de premiers conducteurs arrière 10, destinés à collecter le courant sur la surface arrière des cellules, est placé entre le substrat de verre arrière 9 et les cellules 1. Au moins un conducteur 10 est disposé entre chaque cellule 1 et le substrat de verre arrière 9. Ces premiers conducteurs arrière 10 comportent une zone de liaison qui dépasse d'un côté de la cellule 1 correspondante. Cette zone de liaison assure la connexion du conducteur 10
Jo considéré avec un conducteur d'interconnexion 11.
De manière analogue, un réseau de seconds conducteurs 12, destinés à collecter le courant sur la surface avant des cellules, est placé entre le substrat de verre avant 8 et les cellules 1. Au moins un conducteur 12 est disposé entre chaque cellule 1 et le substrat de verre avant 8. Ces seconds conducteurs avant
12 comportent une zone de liaison qui dépasse de la cellule 1 correspondante.
Cette zone de liaison est placée, par rapport à la cellule 1, du côté opposé à la zone de liaison des conducteurs 10 de la méme cellule 1. Cette zone de liaison assure la connexion du conducteur 12 considéré avec un conducteur d'interconnexion 11. Les figures 3 et 4 montrent la connexion des conducteurs et 12 avec les conducteurs 11, 16 et 17. La figure 5 montre un exemple d'assemblage de six cellules en deux rangées de trois cellules. La figure 6 précise, par une vue en coupe BB indiquée en figure 5, la connexion entre un conducteur 12 d'une cellule située à l'extrémité de l'assemblage et un
conducteur 17.
L'assemblage comporte également des conducteurs 11 d'interconnexion électrique, placées entre deux cellules adjacentes (1a et 1b, etc...). Ils sont destinés à relier électriquement la zone de liaison d'un conducteur 10 d'une
cellule 1 a et la zone de liaison d'un conducteur 12 d'une celluie 1 b.
Un ou plusieurs de ces conducteurs d'interconnexion 11, notés 16 sur la figure , sont placés d'un côté de l'assemblage de cellules pour assurer la connexion entre les différentes rangées de cellules. Dans le cas o l'assemblage contient plus de deux rangées de cellules, des conducteurs 16 sont placés sur deux
côtés de l'assemblage de cellules.
Un ou plusieurs de ces conducteurs d'interconnexion 11, notés 17 sur la figure , sont également placés de chaque coté de l'assemblage de cellules. Ils assurent la connexion des conducteurs 10 et 12 des cellules extrêmes de
l'assemblage avec des connecteurs 21.
o Les connecteurs 21 sont fixés sur le substrat arrière 9 par des éléments de collage ou de soudure 22 et 23. La figure 7 précise, par une vue en coupe CC indiquée en figure 5, la fixation des connecteurs 21 sur le substrat arrière 9 par les éléments 22 et 23. Chaque connecteur 21 est formé par une tige métallique qui traversent un orifice du substrat de verre arrière 9, de manière étanche, et est connecté à l'intérieur de l'assemblage à un conducteur 17. La tige formant le connecteur 21 est avantageusement pourvue d'une tête plate. Le diamètre des orifices percés dans le substrat de verre arrière 9 peut aller de 1 mm à 12 mm, plus typiquement de 2 mm à 5 mm. Les tiges métalliques sont préférentiellement réalisées en un matériau bon conducteur électrique, par zo exemple en cuivre. Elles sont avantageusement revêtues d'une mince couche
d'un métal peu oxydable, par exemple du nickel, de l'argent ou de l'or.
Un joint 20 est disposé entre les substrats de verre avant 8 et arrière 9, à la périphérie de l'assemblage, de manière à délimiter un volume intérieur étanche z à l'intérieur duquel sont disposées toutes les cellules 1. Le joint 20 permet de sceller ensemble les substrats de verre avant 8 et arrière 9. Le joint de scellement 20 a une épaisseur de plusieurs centaines de microns, qui dépend surtout de l'épaisseur des substrats de silicium constituant les cellules 1, à
laquelle s'ajoute l'épaisseur des conducteurs 10 et 12.
Les substrats de verre 8 et 9 sont, de préférence, constitués par un verre sodo calcique de 1,6 à 6 mm d'épaisseur, une valeur typique étant de 3 à 4 mm pour
le substrat de verre avant 8 et de 2 à 4 mm pour le substrat de verre arrière 9.
Le verre est avantageusement un verre clair ou extra blanc, c'est-à-dire contenant peu de fer, car la transmission optique d'un tel verre est optimale. Le verre peut également avoir subi une trempe thermique afin d'augmenter sa
résistance mécanique.
On peut avoir plusieurs conducteurs 10 par cellule 1, typiquement 2 à 5 Jo conducteurs pour des cellules de dimensions comprises entre 100 mm x 100 mm et 200 mm x 200 mm. Les conducteurs 10 sont formés d'un conducteur métallique plat, en général du cuivre, éventuellement recouvert d'un autre métal comme de l'étain ou de l'argent, ou des alliages étain-plomb ou étain-plomb argent. La largeur de ces conducteurs sera comprise entre 0,5 et 8 mm, typiquement 4 mm. Leur épaisseur sera comprise entre 0,05 et 0,3 mm,
typiquement 0,10 mm.
De la méme façon on pourra avoir plusieurs conducteurs 12 par cellule 1, typiquement 2 à 5 conducteurs pour des cellules de dimensions comprises entre mm x 100 mm et 200 mm x 200 mm. Les conducteurs 12 sont formés d'un conducteur métallique plat, en général du cuivre, éventuellement recouvert d'un autre métal comme de l'étain ou de l'argent, ou des alliages étain-plomb ou étain-plomb-argent. La largeur de ces conducteurs sera comprise entre 0,5 et 5 mm, typiquement 2 mm. Leur épaisseur sera comprise entre 0,05 et 0,3 mm,
typiquement 0,12 mm.
Un conducteur 11 est placé entre chaque paire de cellules 1 d'une méme rangée. Les conducteurs 11 sont formés d'un conducteur métallique plat, en général du cuivre, éventuellement recouvert d'un autre métal comme de l'étain ou de l'argent, ou des alliages étain-plomb ou étain-plomb-argent. La largeur des conducteurs d'interconnexion 11 sera comprise entre 0, 5 et 5 mm, typiquement 1,5 mm. Leur épaisseur dépend de l'épaisseur des cellules 1 et
sera généralement comprise entre 0,15 mm et 0,5 mm, typiquement 0,3 mm.
Dans une variante de l'invention, le module ne possède plus de connecteur 21 et les conducteurs 10 liées à la cellule d'une extrémité de l'assemblage et les conducteurs 12 liées à la cellule de l'extrémité opposée de l'assemblage sont prolongés au-delà du joint de scellement 20 et le traversent. Ces conducteurs
et 12 prolongées servent alors de connecteur au module.
o Selon une variante de l'invention, les conducteurs 10 faisant partie d'un même alignement sont formés par découpe d'une bande conductrice continue. Pour cela, au-delà de la zone de liaison d'un conducteur 10 et de sa connexion avec un conducteur d'interconnexion 11, le conducteur 10 considéré est coupé par une interruption 13 qui rompt la continuité électrique entre les conducteurs 10 de deux cellules juxtaposées. De la même fa,con, les conducteurs 12 faisant partie d'un même alignement sont formés par découpe d'une bande conductrice continue. Pour cela, au-delà de la zone de liaison d'une conducteur 12 et de sa connexion avec un conducteur d'interconnexion 11, le conducteur 12 considéré est coupé par une interruption 15 qui rompt la continuité électrique entre les conducteurs 12 de deux cellules juxtaposées. De la même facon encore, les conducteurs 11 faisant partie d'un même alignement sont formés par découpe d ' u n e bande conductrice continue. Pour cel a, les cond ucteurs d' interconnexion 11 sont coupés, entre chaque rangée de cellule, par une interruption 14 qui
rompt la continuité électrique entre deux rangées de cellules.
Dans le mode de réalisation particulier des figures 8 et 9 qui rend compte d'une géométrie que l'on peut obtenir lorsque les conducteurs respectivement 10, 11 et 12 sont formés par découpe de bandes conductrices continues, des éléments respectivement 30, 31 et 32 résiduels des bandes conductrices continues so traversent le joint de scellement 20. Ils sont isolés électriquement des conducteurs respectivement 10, 11 et 12 par des interruptions respectivement
33, 34 et 35.
Dans un mode de réalisation avantageux, une couche de matériau puivérulent est placée sur les zones du substrat de verre arrière 9 qui ne sont pas couvertes par les conducteurs 10. Une telle couche permet de bien répartir les forces lors
de l'opération de scellement de l'assemblage.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, une couche réfléchissante est o disposoe sur la face interne du substrat de verre arrière 9. Cette couche réfléchissante réfléchit vers l'avant une part importante, souvent plus de 50%, de la lumière incidente qui frappe l'assemblage entre les cellules 1 et participe à l'augmentation du rendement de conversion du module. La couche réfléchissante peut notamment être constituée par la couche de matériau
puivérulent mentionnée ci-dessus.
La couche de répartition des forces ou la couche réfléchissante est. de préférence, une couche très poreuse. Dans un mode de réalisation préférentiel, elle est constituée par des grains d'un matériau céramique, par exemple un zo oxyde d'aluminium, de titane, de silice ou tout autre oxyde, de granulométrie telle que le diamètre moyen soit compris entre 0, 3 m et 20 m, plus typiquement entre 0,6,um et 8 m. L'épaisseur de la couche est de l'ordre de
grandeur de l'épaisseur des conducteurs 10.
z Dans une variante de réalisation, la couche réfléchissante est constituce par une couche diffusante, qui peut être blanche, formée sur le verre utilisé pour
constituer le substrat de verre arrière 9.
Le joint de scellement 20 a, de préférence, une largeur comprise entre 2mm et so 1 Omm, plus typiquement entre 3mm et 5mm. Il est constitué d'un résine
organique, par exemple un silicone, un époxy, un polyester, un néoprène, etc...
Il peut également étre constitué d'un mélange d'une résine organique et d'une charge minérale sous forme de poudre, par exemple de l'alumine, de la silice, d'un verre, etc... La fraction de la charge minérale dans le matériau de scellement peut représenter jusqu'à 95 %. Selon une variante de l'invention, le joint 20 est constitué par un verre de scellement dont la température de ramollissement est aussi basse que possible et dont le ramollissement en température permet la soudure du substrat avant 8 sur le su bstrat arrière 9. Ce type de prod u it est classiqu e dans l' i nd ustrie des écrans de visualisation à plasma ou des tubes à rayons cathodiques. Il s'agit, par exemple, d'un silicate de plomb ou d'un borosilicate de plomb contenant éventuellement quelques éléments d'addition. Le verre de scellement est. de préférence, du type non cristallisable, bien que cela ne soit pas absolument nécessaire. La granulométrie de la fritte du verre de scellement est telle que le diamètre moyen est compris entre 2 m et 100 m, plus typiquement entre 6 m et 40 IJm. Dans ce mode de réalisation, les éléments 22 et 23 de fixation des connecteurs 21 sur le substrat arrière sont également en matériau minéral dont le ramollissement en température permet la soudure entre les connecteurs
et le substrat.
Le joint 20 est déposé sur l'un des substrats de verre ou sur les deux substrats de verre 8 et 9, généralement le long des quatre côtés. L'épaisseur du joint 20 est de 0,3 mm à 1 mm et dépend de l'épaisseur des cellules 1 et de l'épaisseur
des conducteurs 10, 11 et 12.
Au cours de l'opération de scellement qui a lieu entre 80 C et 300 C si le matériau constituant le joint contient une part de résine organique, et pendant une durée inférieure à 30 minutes, le matériau du joint de scellement 20 rend le volume intérieur au joint de scellement étanche visà-vis de l'extérieur. La so pression du volume intérieur est de l'ordre d'une atmosphère à la température de scellement. La pression absolue finale, après refroidissement à la température amblante, est comprise entre 900 et 600 millibars environ. Une dépression vis-à-vis de l'extérieur se forme donc automatiquement à l'intérieur de l'assemblage et entrane l'application d'une force par les substrats de verre 8 et 9 sur les conducteurs 10 et 12. Ces conducteurs 10 et 12 appuient à leur tour sur les conducteurs 11 et les cellules 1. Cette force assure un excellent contact entre les conducteurs 11 et les conducteurs 10 et 12 d'une part, et entre les cellules 1 et les conducteurs 10 et 12 d'autre part. Dans le cas o un matériau de soudure a été déposé sur la surface des conducteurs 10 ou 11 ou 12, par Jo exemple de l'étain ou un alliage étain-plomb ou étain-plomb-argent, une soudure est obtenue entre les conducteurs 10 et 12 et les conducteurs 11 ou
entre les conducteurs 10 et 12 et les cellules 1.
Au cours de l'opération de scellement qui a lieu entre 380 C et 480 C si le matériau constituant le joint est un verre minéral, et pendant une durée inférieure à 30 minutes, le matériau du joint de scellement 20 se ramollit fortement et rend le volume intérieur au joint de scellement totalement et définitivement étanche vis-à-vis de l'extérieur. Toute diffusion d'eau vers l'intérieur du module sera interdite pendant toute la durée de vie du module. La pression absolue du volume intérieur est de l'ordre d'une atmosphère à la température de scellement. La pression absolue finale, après reTroidissement à la température amblante, est inférieure, par exemple de l'ordre de 400 millibars environ. Une dépression vis-à-vis de l'extérieur se forme donc automatiquement à l'intérieur de l'assemblage et entrane l'application d'une force par les substrats de verre 8 et 9 sur les conducteurs 10 et 12. Ces conducteurs 10 et 12 appuient à leur tour sur les conducteurs 11 et les cellules 1. Cette force assure un excellent contact entre les conducteurs 11 et les conducteurs 10 et 12 d'une part, et entre les cellules 1 et les conducteurs 10 et 12 d'autre part. Dans le cas ou un matériau de soudure a été déposé sur la surface des conducteurs 11, par exemple de l'étain ou un alliage étain-plomb ou étain-plomb-argent, une
soudure est obtenue entre les conducteurs 10 et 12 et les conducteurs 11.
Selon un autre développement de l'invention, le volume intérieur étanche compris entre les deux substrats de verre 8 et 9 est rempli, lors de l'opération d'assemblage, par un mélange d'un ou plusieurs gaz neutres, choisis parmi l'azote, I'héllum, le néon ou l'argon. Le mélange peut également comporter de l'hydrogène ou du méthane. Typiquement, et pour éviter les risques dus à la maniqulation d'hydrogène ou de méthane, le mélange comporte moins de 8%
o d'hydrogène ou de méthane.
Dans une variante de l'invention schématisée en figures 10 et 11, une couche de matériau minéral 40 est déposée sur les conducteurs 10 ou 12 dans les
zones qui ne sont ni en regard des cellules 1 ni en regard des conducteurs 11.
Le matériau minéral constituant cette couche 40 peut étre une poudre minérale agglomérée. Cette couche 40 a pour objet de permettre une découpe facile des
conducteurs par ablation laser selon le second objet de l'invention.
Dans une variante de l'invention, les cellules 1 ne sont couvertes sur leur face supérieure, la face sensible, que par un réseau d'électrodes étroites 2. Aucun réseau d'électrodes larges 3 n'est déposé sur les cellules. Dans le module selon l'invention, le conducteur 12 en regard d'une cellule 1 donnée est en contact avec chacune des électrodes 2 de cette méme cellule 1. Un gain important peut être obtenu sur la surface active de la cellule 1 ainsi qu'une réduction sensible
du coût de fabrication des cellules 1.
Le second objet de l'invention est un procédé de fabrication de l'assemblage de cellules photovoltaques décrit précédemment. Selon l'invention, on prépare les o deux substrats de verre 8 et 9 en déposant sur leur périphérie une fritte de scellement 20 et précuisant ce dépôt. Sur le substrat arrière, des bandes conductrices de section égale à celle des futurs conducteurs 10 sont tendues à l'emplacement des futurs conducteurs 10. De même des bandes conductrices de section égale à celle des futurs conducteurs 11 sont tendues sur les premières bandes conductrices à l'emplacement des futurs conducteurs 11. Les cellules photovoltaques 1 sont alors mises en place puis des bandes conductrices de section égale à celle des futurs conducteurs 12 sont tendues sur les cellules à l'emplacement des futurs conducteurs 12. Le substrat de verre avant est enfin mis en place. Des pinces sont placoes autour de cet assemblage o pour maintenir une pression sur la fritte de scellement 20. On procède alors à la découpe des bandes conductrices à l'extérieur des substrats puis on procède à la cuisson de scellement des deux substrats de verre. Dans une dernière étape, les bandes conductrices sont découpées par laser à travers les substrats en
verre pour mettre en série les cellules photovoltaques.
Dans une variante du procédé selon l'invention, on dépose la couche 40 après la mise en place des cellules photovoltaques. Cette couche 40 a pour objet de permettre une découpe facile, par ablation laser, des conducteurs 10 et 12 aux
points d'interruption 13 et 15.
zo Dans une autre variante du procédé, les bandes conductrices sont coupées au laser après la mise en place des pinces de serrage des substrats et avant la
cuisson de scellement.
Dans un développement du procédé, on dépose la couche réfléchissante sur le
ze substrat arrière avant la précuisson de la fritte de scellement.
La fabrication d'un assemblage selon l'invention dans le mode de réulisation particulier de la figure 8 va étre décrit plus en détail cidessous, pour la réalisation d'un assemblage contenant 4 rangées de 6 cellules, soit 24 cellules
photovoltaques 1 de 15 cm x 15 cm et de 300 m d'épaisseur.
On dispose de deux substrats de verre de 628 mm x 936 mm, par exemple en verre sod o-calcique. L' un d'eux, desti né à constituer le su bstrat de verre avant 8 est. de préférence, en verre sodo-calcique clair, c'est-àdire contenant peu de fer. L'épaisseur des substrats de verre est. de préférence, comprise entre 2mm o et 4mm (par exemple 4mm). Au-dessus de ces valeurs, le poids devient trop important, tandis qu'au-dessous, les substrats sont trop fragiles. Le substrat de verre arrière 9 est percé de deux orifices de 4 mm de diamètre pour le passage
des connecteurs 21.
On commence par le dépôt de la fritte du verre de scellement destiné à former le joint 20. Pour cela on utilise une poudre d'une fritte de scellement de t,vpe non cristallisable sur la base d'une composition de borosilicate de plomb, de granulométrie moyenne de 12,um et dont la température de ramollissement est de 380 C. On met cette fritte en suspension dans une solution constituée de propylène glycol additionnéd'éthyl-cellulose. La pâte a une viscosité de l'ordre zo de 60 000 centipoises. On dépose un cordon de pâte à l'aide d'une seringue à la périphérie des deux substrats 8 et 9. On sèche ensuite le cordon ainsi formé à 140 C pendant 10 minutes dans un four à air chaud. L'épaisseur sèche du
cordon est de 300,um sur chacun des deux substrats et sa largeur est de 4 mm.
On place les connecteurs 21 et les éléments 22 et 23 destinés à l'étanchéité autour des connecteurs 21. Les connecteurs 21 sont couverts d'une mince
couche d'étain de 2 um d'épaisseur.
Pour réaliser les conducteurs 10, on tend des premières bandes conductrices en cu ivre de section rectang ulai re sur le substrat 9 avec u n es pacement entre so les bandes conductrices qui correspond à l'espacement entre les électrodes 3 des cellules 1 et entre les cellules 1. La largeur de ces bandes conductrices est
de 4 mm et leur épaisseur est de 0,10 mm.
Pour réaliser les conducteurs 11, on tend des secondes bandes conductrices en cuivre de section rectangulaire sur les premières bandes et perpendiculairement aux premières bandes de façon à placer une seconde bande conductrice entre chaque paire de cellules d'une même rangée. On procède de méme pur réaliser les conducteurs 16 et 17 à l'extrémité des rangées. La largeur de ces secondes bandes conductrices est de 1,5 mm et leur épaisseur est de 0,3 mm et sont en
cuivre étamé d'une mince couche d'étain de 2 m d'épaisseur.
Jo On dépose alors les cellules 1 sur les premières bandes conductrices et entre
les secondes bandes conductrices.
On dépose ensuite des plots 40 d'une pate d'une viscosité de 80 000 centipoises et composée de 80% en masse d'une charge d'alumine et de 20% en masse de solvant à l'aide d'un dispenseur à seringue sur les premières
bandes conductrices entre les secondes bandes conductrices et les cellules 1.
On forme des plots 40 oblongs de 4 mm de long, de 1 mm de large et de 200
um d'épaisseur. Le solvant est par exemple un alcool tel que de l'isopropanol.
Pour réaliser les conducteurs 12, on tend des troisièmes bandes conductrices en cuivre de secti on rectangulai re sur les cel lules 1 et les second es bandes zo conductrices de telle façon d'avoir une troisième bande conductrice à la verticale de chacune des premières bandes conductrices. La largeur de ces
troisièmes bandes conductrices est de 2 mm et leur épaisseur est de 0,13 mm.
Le substrat de verre 8 est ensuite déposé sur les conducteurs 12, cette opération étant menée sous une atmosphère d'azote. Des pinces sont z déposées autour des substrats pour maintenir une force de serrage et former un ensemble préparé. Les bandes conductrices sont alors coupées au ras des substrats. Cet ensembie préparé est ensuite placé sur le tapis d'un four à convoyeur dont l'atmosphère est constituée d'azote et est contrôlée par injection continue d'azote. Le four assure un chauffage à 420 C en une demi-heure et so maintient cette température de 420 C pendant 5 minutes. La zone de retroldissement du four assure slors le rroldissemen1 da rensemble prepare
en une deml-heure.
AprAs rroidsement on retire les lances et on procAde Is dAcoupe par laser des bandes condurices pour former les lnterruphons 13,14 15 LendroR des plots 40. i

Claims (20)

Revendications
1. Assemblage de cellules photovoltaques (1) disposées côte à côte et connectées en série entre des substrats de verre avant (8) et arrière (9), assemblage caractérisé en ce que sont disposés un premier réseau de conducteurs (10) parallèles entre eux et placé entre les cellules (1) et le substrat arrière (9), un second réseau de conducteurs (11) perpendiculaires aux conducteurs du premier réseau, les celluies photovoltaques (1) et un troisième o réseau de conducteurs (12) parallèles à ceux du premier réscau et placé entre les cellules (1) et le substrat avant (8), les conducteurs du second réseau reliant des conducteurs du premier réseau et des conducteurs du troisième réseau, I'assemblage comportant un joint de scellement (20) disposé entre les deux
substrats de verre (8, 9).
2. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que entre 2 et 5 conducteurs (10) sont associés à chaque cellule (1) et que les conducteurs (10) ont une largeur comprise entre 0,5 et 8 mm et une épaisseur comprise entre
0,05 et 0,3 mm.
3. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que entre 2 et 5 conducteurs (12) sont associés à chaque cellule (1) et que les conducteurs (12) ont une largeur comprise ertre 0,5 et 5 mm et une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3 mm
4. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que un conducteur (11) de largeur comprise entre 0,5 et 5 mm et d'épaisseur comprise entre 0,15
et 0,5 mm est placé entre chaque paire de cellules (1) d'une même rangée.
t r
5. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que un ou plusieurs conducteurs (16) de largeur comprise entre 0,5 et 5 mm et d'épaisseur comprise entre 0,15 et 0,5 mm sont placés sur un côté ou deux côtés de l'assemblage de cellules pour assurer ia connexion entre les différentes rangées de celluies
6. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que des conducteurs (17) de largeur comprise entre 0,5 et 5 mm et d'épaisseur comprise entre 0,15 et 0,5 mm assurent la connexion avec les connecteurs 21
7. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les conducteurs (10) sont recouverts d'une mince couche d'un matériau choisi
parmi l'étain, I'argent, I'étain-plomb ou l'étain-plomb-argent.
s
8. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les conducteurs (12) sont recouverts d'une mince couche d'un matériau choisi
parmi l'étain, I'argent, I'étain-plomb ou l'étain-plomb-argent.
9. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les zo conducteurs (11) sont recouverts d'une mince couche d'un matériau choisi
parmi l'étain, I'argent, I'étain-plomb ou l'étain-plomb-argent.
10. Assemblage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une couche de matériau minéral (40) est déposée entre les conducteurs (10) et (12) dans les zones qui ne sont ni en regard des cellules (1) ni en regard des conducteurs
(1 1).
11. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs (10, 1 1, 12) sont formées par découpe au laser de bandes continues. i
12. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des connecteurs (21) destinés à permettre une connexion des cellules avec l'extérieur et reliés électriquement aux conducteurs (10) et (12) des cellules
disposées aux extrémités de l'assemblage.
13. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint de scellement (20) est disposé à la périphérie des surfaces opposées des substrats
de verre (8, 9).
14. Assemblage selon la revendication 13, caractérisé en ce que le joint de scellement (20) est un mélange d'une charge minérale et d'une résine organique dans lequel la charge minérale peut constituer jusqu'à 95% de la masse.
15. Assemblage selon la revendication 13, caractérisé en ce que le joint de
scellement (20) est un verre minéral à bas point de ramollissement.
16. Assemblage selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'un verre zo minéral à bas point de ramollissement forme les éléments détanchéité (22) et
(23) entre les connecteurs (21) et le substrat de verre arrière (9).
17. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de matériau puivérulent est formée sur les zones du substrat de verre arrière (9)
z qui ne sont pas couvertes par les conducteurs (10).
18. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, dans le volume intérieur étanche délimité par le joint de scellement (20) , un gaz neutre ou un mélange de gaz neutres, choisis parmi l'azote, I'hélium, le néon ou I'argon.
19. Assemblage Solon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un conducteur (10) line à la cellule d'une extrémité de l'assemblage et l'au moins un conducteur (12) liée à la cellule de l'extrémité opposée de l'assemblage sont
prolongées et traversent le joint de scellement (20).
20. Assemblage Solon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules (1)
ne comportent que des Electrodes étroites (2), Bans Electrode large (3).
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