Brevet FR3136113A1 — publié le 20231201

Titre : système et procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque Système pour la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque (2, 3), l’élément (2, 3) comprenant un substrat (4) configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, le substrat (4) comprenant une surface principale (5), une surface secondaire (6) et une tranchée (7) sur la surface principale (5) pour former un contour interne délimitant une partie à évider (8) et une partie à conserver (9), le système comprenant une première pièce (10, 11) pourvue d’un premier orifice (13, 14), une deuxième pièce pourvue d’un deuxième orifice (14, 13), les première et deuxième pièces étant configurées pour coopérer de manière que l’élément (2, 3) soit en contact avec les première et deuxième pièces (10, 11), et un emboutisseur (12) apte à être introduit dans au moins un orifice de manière à être mis en contact avec la partie à évider (8) pour la séparer de la partie à conserver (9). Figure pour l’abrégé : Fig.1 système et procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque La présente invention concerne la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque, et plus particulièrement la réalisation de cellules photovoltaïques présentant des formes géométriques non conventionnelles telles que des formes présentant une partie interne évidées, par exemple des anneaux. ETAT DE LA TECHNIQUE De manière générale, une cellule photovoltaïque convertit une partie du rayonnement lumineux en énergie électrique. Une cellule photovoltaïque comprend un substrat configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, une première structure électriquement conductrice sur une première surface du substrat et une deuxième structure électriquement conductrice sur une deuxième surface du substrat, opposée à la première surface. Chaque couche de surface permettant en général la collection privilégiée d’un type de porteur (électrons ou trous). Le substrat principalement utilisé comprend du silicium. Actuellement, il existe des solutions industrielles pour la découpe de cellules photovoltaïques. Généralement, on utilise une découpe des cellules pour obtenir des cellules de taille réduite et de forme variable pour diverses utilisations. Par exemple, on peut utiliser des cellules de petite taille pour les intégrer au sein d’appareil électroniques tels que des calculatrices ou des téléphones portables intelligents. La solution la plus utilisée est l’irradiation par un faisceau laser, suivie d’une étape de clivage mécanique. L’irradiation consiste à effectuer un tir laser sur une cellule photovoltaïque pour former une tranchée dans le substrat afin de faciliter la séparation de la cellule en deux éléments. Le clivage consiste à séparer physiquement et manuellement deux parties d’une même cellule pour obtenir deux éléments de cellule photovoltaïque distincts, et de taille réduite. Mais le clivage est une opération délicate, du fait que le substrat en silicium est fragile, c’est-dire cassant. L’étape de clivage peut donc entraîner une cassure de la cellule en nombreux éléments ayant des formes aléatoires non souhaitées. En outre, l’irradiation émet une forte chaleur au point d’impact et ce, en surface et en profondeur. L’émission de chaleur, qui peut aller jusqu’à la fusion du silicium, dégrade fortement les performances des cellules. Pour limiter cette dégradation importante, la puissance du laser doit être réduite et dans ce cas elle ne permet plus un clivage efficace. En effet, avec une puissance laser réduite, le clivage devient difficile et aléatoire, ce qui provoque des taux de casse élevés. Il existe donc un besoin général consistant à réaliser des cellules photovoltaïques de formes non conventionnelles. Les formes conventionnelles de cellule photovoltaïque sont généralement des disques ou des carrés, aux bords saillants ou arrondis. On peut également être amené à utiliser des cellules photovoltaïques pour des dispositifs divers et variés, comme des volets roulants ou des objets connectés, en particulier pour des dispositifs de petites tailles, tels que des calculatrices, etc. Un objet de l’invention consiste à proposer des moyens pour fournir un élément de cellule photovoltaïque présentant des formes variées avec des performances satisfaisantes. Un autre objet consiste à fournir des moyens de fabrication d’éléments de cellule photovoltaïque adaptés pour limiter le taux de casse. Un autre objet consiste à fournir des moyens pour fournir un élément de cellule photovoltaïque adapté pour être intégré au sein d’un dispositif de petite taille. RESUME Pour atteindre cet objectif, il est proposé un système pour la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque, l’élément comprenant un substrat de cellule photovoltaïque configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, le substrat comprenant une surface principale et une surface secondaire opposée à la surface principale ainsi qu’une tranchée sur la surface principale pour former un contour interne délimitant une partie à évider à l’intérieur du contour interne et une partie à conserver à l’extérieur du contour interne. Le système comprenant : une première pièce pourvue d’un premier orifice, une deuxième pièce pourvue d’un deuxième orifice, les première et deuxième pièces étant configurées pour coopérer de manière que l’une parmi les première et deuxième pièces soit au contact de la surface principale du substrat et que l’autre parmi les première et deuxième pièces soit au contact de la surface secondaire du substrat, et un emboutisseur apte à être introduit dans au moins un orifice parmi les premier et deuxième orifices de manière à être mis en contact avec la partie à évider pour la séparer de la partie à conserver. Il s’avère que ce système permet de réduire le taux de casse dans une mesure parfaitement inattendue, notamment, à l’étape délicate de l’évidement de la partie centrale de l’élément de cellule photovoltaïque. Un tel système est particulièrement adapté pour fabriquer des éléments de cellule photovoltaïque évidés, c’est-à-dire dépourvue de matière, en leur centre. Le système permet une séparation de la partie à évider sans casser la partie à conserver. Selon un autre aspect, il est proposé un ensemble, comprenant un élément de cellule photovoltaïque muni d’un substrat de cellule photovoltaïque configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, le substrat comprenant une surface principale et une surface secondaire opposée à la surface principale ainsi qu’une tranchée sur la surface principale pour former un contour interne délimitant une partie à évider à l’intérieur du contour interne et une partie à conserver à l’extérieur du contour interne, l’ensemble comprenant un système tel que défini ci-avant. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque utilisant un système tel que défini ci-avant, le procédé comprenant une initialisation comprenant une mise en coopération des première et deuxième pièces du système de manière que l’une parmi les première et deuxième pièces soit au contact de la surface principale du substrat de l’élément de cellule photovoltaïque et que l’autre parmi les première et deuxième pièces soit au contact de la surface secondaire du substrat, et un emboutissage comprenant une introduction de l’emboutisseur du système dans au moins un orifice parmi les premier et deuxième orifices des première et deuxième pièces de manière à mettre l’emboutisseur en contact avec la partie du substrat à évider pour la séparer de la partie du substrat à conserver. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation et de mise en œuvre de cette dernière, illustrés par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : la , illustre de façon schématique une vue éclatée en perspective d’un mode de réalisation d’un système pour la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque ; la , illustre de façon schématique une vue de dessus d’un mode de réalisation d’un élément de cellule photovoltaïque ; les figures 3 à 5, illustrent de façon schématique les principales étapes d’un autre mode de mise en œuvre d’un procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque ; les figures 6 et 7, illustrent schématiquement des vues en coupe d’autres modes de réalisation d’un système pour la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque ; les figures 8 à 11, illustrent schématiquement les étapes principales d’un autre mode de mise en œuvre d’un procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque ; la , illustre de façon schématique d’autres modes de réalisation d’un élément de cellule photovoltaïque. Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. Système pour la fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque (2, 3), l’élément (2, 3) comprenant un substrat (4) de cellule photovoltaïque configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, le substrat (4) comprenant une surface principale (5) et une surface secondaire (6) opposée à la surface principale (5) ainsi qu’une tranchée (7) sur la surface principale (5) pour former un contour interne délimitant une partie à évider (8) à l’intérieur du contour interne et une partie à conserver (9) à l’extérieur du contour interne, le système comprenant : une première pièce (10, 11) pourvue d’un premier orifice (13, 14), une deuxième pièce (11, 10) pourvue d’un deuxième orifice (14, 13), les première et deuxième pièces (10, 11) étant configurées pour coopérer de manière que l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) soit au contact de la surface principale (5) du substrat (4) et que l’autre parmi les première et deuxième pièces (11, 10) soit au contact de la surface secondaire (6) du substrat (4), et un emboutisseur (12) apte à être introduit dans au moins un orifice (13, 14) parmi les premier et deuxième orifices (13, 14) de manière à être mis en contact avec la partie à évider (8) pour la séparer de la partie à conserver (9). Système selon la revendication précédente, dans lequel l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) est configurée pour être montée de manière amovible sur l’autre parmi les première et deuxième pièces (11, 10). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) est configurée pour être vissée sur l’autre parmi les première et deuxième pièces (11, 10). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) est monobloc. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant une pièce intermédiaire (30) conformée pour être mise en contact avec l’une parmi les surfaces principale et secondaire (5, 6), la pièce intermédiaire (30) étant montée avec un degré de liberté, ou de manière fixe, sur l’une parmi les première et deuxième pièces(10, 11). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) est conformée pour former un guide (35) configuré pour coopérer avec l’emboutisseur (12) de sorte à guider l’emboutisseur (12) lors de son introduction dans ledit au moins un orifice (13, 14). Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une empreinte (20) de l’élément (2, 3) est formée sur l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11). Ensemble, comprenant un élément (2, 3) de cellule photovoltaïque muni d’un substrat (4) de cellule photovoltaïque configuré pour générer des électrons à réception d’un rayonnement lumineux, le substrat (4) comprenant une surface principale (5) et une surface secondaire (6) opposée à la surface principale (5) ainsi qu’une tranchée (7) sur la surface principale (5) pour former un contour interne délimitant une partie à évider (8) à l’intérieur du contour interne et une partie à conserver (9) à l’extérieur du contour interne, l’ensemble comprenant un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Procédé de fabrication d’un élément de cellule photovoltaïque utilisant un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, le procédé comprenant : une initialisation comprenant une mise en coopération des première et deuxième pièces (10, 11) du système de manière que l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) soit au contact de la surface principale (5) du substrat (4) de l’élément (2, 3) de cellule photovoltaïque et que l’autre parmi les première et deuxième pièces (11, 10) soit au contact de la surface secondaire (6) du substrat (4), et un emboutissage comprenant une introduction de l’emboutisseur (12) du système dans au moins un orifice (13, 14) parmi les premier et deuxième orifices (13, 14) des première et deuxième pièces (10, 11) de manière à mettre l’emboutisseur (12) en contact avec la partie du substrat à évider (8) pour la séparer de la partie du substrat à conserver (9). Procédé selon la revendication précédente, dans lequel les première et deuxième pièces (10, 11) enserrent le substrat (4) lors de l’emboutissage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel l’emboutissage comprend un placement de la surface principale (5) du substrat en regard de l’emboutisseur (12). Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l’initialisation comporte une mise en contact de la surface principale (5) du substrat (4) avec la première pièce (10, 11) et dans lequel la première pièce (10, 11) porte le substrat (4). Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel l’initialisation comprend un montage de manière amovible de l’une parmi les première et deuxième pièces (10, 11) sur l’autre parmi les première et deuxième pièces (11, 10). Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, comprenant, avant l’initialisation, une étape de génération de la tranchée (7) sur la surface principale (5) du substrat (4).