(57)【要約】  密封した筺体を画定するために一緒にシールされる、透明な上部の電気的に絶縁のシート（１６）及び、下部の電気的に絶縁のシート（１８）；上部シート及び下部シート（１６，１８）との間で圧縮される太陽電池セル（１２、１４）；少なくとも一つの電気接触がストリップ形状をとる、各セル（１２、１４）の少なくとも一つの側面上に配置される少なくとも二つの電気接触；各セルのコンタクトを、少なくとも一つの隣接するセルのコンタクトと電気的に接続する要素（５２−５６）、を含む太陽電池モジュール（１０）。各セル（１２、１４）の少なくとも一つのストリップ（３２）は、上記ストリップと対向するシート（１６、１８）において提供される溝に収容され、溝は、圧縮されていない状態におけるストリップ（３２）の厚さの４分の１と４分の３の間の深さ；８５℃でのストリップ（３２）の幅以上の幅；８５℃でのストリップ（３２）の長さ以上の長さ、によって画定される。
2014523123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・電気的に絶縁性であり、且つ緊密なパッケージを画定するために互いに密封される、入射光に対して透明な上部プレート（１６）、及び下部プレート（１８）と、
・上部プレート及び下部プレート（１６、１８）の間でプレスされる太陽電池セル（１２、１４）と、
・少なくとも一つの電気接触（３２−４４）がストリップ形状である、各太陽電池セル（１２、１４）の少なくとも一つの表面上に配置された少なくとも二つの導電性コンタクト（３２−４４）と、
・各セルのコンタクトを、少なくとも一つの隣接するセルのコンタクトに電気的に接続する要素（５２−５６）と、
を含む太陽電池モジュール（１０）であって、
各セル（１２、１４）の少なくとも一つのストリップ（３２−４４）は、その前面におけるプレート（１６、１８）において作製される溝（６２−６８）に収容され、溝（６２−６８）が、
・圧縮されていない状態におけるストリップ（３２−４４）の厚さの４分の１から４分の３の間の深さと、
・８５℃でのストリップ（３２−４４）の幅以上の幅と、
・８５℃でのストリップ（３２−４４）の長さ以上の長さと、
によって画定される、太陽電池モジュール。
【請求項２】
溝（６２−６８）の深さが、圧縮されていない状態におけるストリップ（３２−４４）の厚さの半分と実質的に等しいことを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
一列に位置合わせされたセル（７８、８０、８２）を含み、前記セルの表面上に配置されたストリップが位置合わせされ、且つ位置合わせされたセルの少なくとも総長さに沿って伸びる単一の溝（６２、６４）に収容されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
一列に位置合わせされたセル（７８、８０、８２）を含み、前記セルの表面上に配置されたストリップが位置合わせされ、且つ各セルの長さの全て又は一部に沿って伸びる複数の独立した溝（６２、６４）に収容されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
２５℃から８５℃までの温度変化によって引き起こされる、ストリップを形成する材料の線形の膨張と少なくとも等しい値によって隣接するセルを離隔する空間の長さより短い距離によって、隣接する溝が離間されることを特徴とする、請求項４に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
溝の底部でのプレートの表面がミクロンスケールのテクスチャリング（８０）を含むことを特徴とする、請求項１から５の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項７】
テクスチャリング（８０）が、屈折、反射、散乱、回折、及び導波の内から選択される入射光に関する光学機能を実装することを特徴とする、請求項６に記載の太陽電池モジュール。
【請求項８】
テクスチャリング（８０）が角柱のネットワークであることを特徴とする、請求項６又は７に記載の太陽電池モジュール。
【請求項９】
少なくとも二つのストリップが各セルの各表面上に配置され、第一の表面のストリップがセルの陽極上に配置され、第二の表面のストリップがセルの陰極上に配置されることを特徴とし、且つ接続要素が、セルの第一の表面のストリップそれぞれを、隣接するセルの第二の表面のストリップに接続することを特徴とする、請求項１から８の何れか一項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項１０】
・電気的に絶縁性であり、且つ緊密なパッケージを画定するために互いに密封される、入射光に対して透明な上部プレート（１６）、及び下部プレート（１８）と、
・上部プレート及び下部プレート（１６、１８）の間でプレスされる太陽電池セル（１２、１４）と、
・少なくとも一つの電気接触（３２−４４）がストリップ形状である、各太陽電池セル（１２、１４）の少なくとも一つの表面上に配置された少なくとも二つの導電性コンタクト（３２−４４）と、
・各セルのコンタクトを、少なくとも一つの隣接するセルのコンタクトに電気的に接続する要素（５２−５６）と、
を含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
・上部プレート及び下部プレートの一つ及び／又は他方において、
圧縮されていない状態におけるストリップの厚さの４分の１から４分の３の深さと、
８５℃でのストリップの幅以上の幅と、
８５℃でのストリップの長さ以上の長さと、
を有する溝を形成することと、
・各溝がストリップを収容し、第一のプレート、セル、及び電気接触、及び第二のセルを積み重ねることと、
・接着することによって、又はプレスすることによって、又は溶接することによって、このように形成された積層体を密封することと、
を含むことを特徴とする、太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１１】
溝がレーザーエッチングによって形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの分野に関するものであり、より具体的には、導電性のストリップによって電気的に接続されたそれらの太陽電池セルを有する太陽電池モジュールに関するものであり、上記セルが二つのプレートの間に低い圧力下で封入される。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルは、ＰＮ接合を用いることによって、入射光、適切には太陽光を電流へと変換する半導体装置である。
【０００３】
より具体的には、生成された電子は、そのアノード領域と接触しているセルのバルクにおいて形成される狭い金属電極のネットワークによって集められ、通常“バスバー”と呼ばれ且つセル表面とぴったり重なる、より大きな寸法の一つ又は複数の電極へと、このネットワークによって伝達される。
【０００４】
電流をセルの外部に伝達するために、その後“陰極”と呼ばれる電気コネクタが、各バスバーと接触するように配される。同様に、一つ又は複数の電気コネクタも、セルのカソード領域と接触するように提供され、このような電気コネクタは通常“陽極”と呼ばれる。バスバーの表面は、ほとんどの場合、直線的なストリップであり、そのため、電気コネクタは金属ストリップの形状をとる。特定のタイプのセルでは、セル当たりの一つ又は複数の陽極は、ストリップの形状もとる。
【０００５】
さらに、セルは一般的に、それ自身によっては、現在の電気機器の動作にとって適切な電流及び電圧を提供することができない。特に、太陽電池セルは、１Ｖ未満の電圧、及びセルの平方センチメートル当たり数十ミリアンペアのオーダーの電流を提供する。そのため、適切な電流及び／又は電圧を出力するために、複数のセルが、直列に、及び／又は並列に接続されるべきである。次に、“太陽電池モジュール”の説明をする。
【０００６】
さらに、太陽電池セルは脆弱な素子であり、ほとんどの場合、困難な環境条件（雨、雹等）において使用することを意図される。そのため、太陽電池セルは一般的に二つの保護プレートの間でプレスされ、一つが少なくとも固く、一つがセルの前面で少なくとも透明であり、例えば強化ガラスプレートであり、過酷な環境条件に対する保護、並びに、太陽電池モジュールの組み立て及び取扱いに関して十分な硬度の両方を提供する。
【０００７】
最後に、さらに、環境条件に対する、特に、セルを酸化させる湿度及び酸素に対する太陽電池セルの保護の理由のために、上記セルは、非酸化性の気密の且つ不浸透性の環境に配される。
【０００８】
そのため、第一の太陽電池モジュール製造技術は、電気コネクタをセルに溶接すること、所望の電気回路図によってセルを一緒に接続すること、その後、密封されたカプセルを形成する材料に、例えばエチレン酢酸ビニルにアセンブリを埋め込み、その後、セルをプレスし、そのため、例えば強化ガラスから作製される二つの透明な硬いプレートの間に埋め込まれること、を含む。
【０００９】
しかしながら、この技術による太陽電池モジュールの製造時間は非常に長く、カプセル材料を融解するための長い加熱段階、装置の多くの変化、及び多くのクリーニング操作を必要とする。そのため、この技術は費用がかかる。さらに、長期的にはカプセルの劣化が観測され得、その後上記カプセルが、空気及び湿度に対する保護機能を果たすことはもはやなくなる。
【００１０】
特許文献１において記載される、第二の“プレス”技術は、これらの欠点を克服するために発展されてきた。
【００１１】
このようなプレス技術は本質的に、気密の且つ不浸透性のパッケージを形成するための熱可塑性有機材料から作製される周囲のシールを用いることによって二つのプレートを一緒に密封することによって、セル及びそれらのコネクタを、二つの透明な、硬い、且つ絶縁性の保護プレートの間でプレスすることを含む。平行して、組み立ての際、低い圧力下での中性ガス雰囲気がパッケージにおいて作り出される。セルと保護プレートとの間に挟まれている導電体は、プレート上に堆積された接着剤によって、及びコネクタ上の保護プレートによって加えられた圧力によって、組み立ての際、所定の位置に維持される。そのため、このような技術は、太陽電池モジュールの製造コストを非常に大幅に減少させることを可能にしてきた。
【００１２】
しかしながら、このような技術は、ストリップ形状の電気コネクタに関連する、多数の追加の欠点を有する。
【００１３】
第一に、ストリップは、バスバーに直接取り付けられずに、組み立ての際その上に配される。そのため、ストリップはそのバスバーに正確に位置合わせされるべきであり、そのため、高価な装置を使用することを要求する。実際、任意の不整合は、入射光の流れを集めることが専門のセルの表面、又は“有用な”表面の上に、一部のストリップを配することにつながる。太陽電池セルの有用な表面は、特に回収電極のネットワークの存在により、セルの全表面では到底ないことを留意すべきである。そのため、即座でわずかであると考えられ得る陰にすることでさえ、セルによって生成されることが可能な電流の量に大きな影響を有し得る。実施例として、１２５ミリメートルの辺長を有し、３３ｍＡ／ｃｍ２の最大電流密度を生成することが可能であり、且つ２ミリメートルの幅を有する二つのバスバーを含む太陽電池セルに関して、バスバーに関するコネクタストリップの１ミリメートルの不整合は、セルによって生成されることが可能な電流を０．２アンペア下落させることになる。
【００１４】
そして、太陽電池モジュールを使用する間、コネクタストリップを所定の位置に維持するために実施される方法は十分ではない。実際、太陽電池セルは、非常に大きな熱サイクルを受け得る。さらに、規格が、この主題で、並びに、太陽電池モジュール、太陽電池セル、及びそれらの関連するコネクタに関する支持者によって発展されてきており、−４０℃から８５℃までの熱サイクルに耐えるために設計される（例えば、規格ＮＦ  ＥＮ  ６１２１５、及び規格ＮＦ  ＥＮ  ６１６４０）。しかしながら、セルの、コネクタストリップの、及び硬いプレートの熱膨張係数は異なり、それによってこれらの構成要素は別々に伸縮する。セルと保護プレートとの間でプレスされたストリップは、それらを変形させ、それらの初期の直線的な形状を失わせる非常に強い機械的応力を受ける。
【００１５】
図１は、プレス技術によって製造される、市販の太陽電池モジュールの太陽電池セル１の平面図である。セル１は、当初はその上にプレスされた二つの直線的な銅製のストリップ４、５を有する二つのバスバー２、３を含む。大きな熱サイクルを受けた後、ストリップ４、５は示されるように変形する。ストリップ４、５がセル１を大幅に遮るだけでなく、それらはさらに、バスバー２、３との非常に部分的な接触のみを提供する。
【００１６】
さらに、コネクタストリップは、製作公差等による異なるセルの厚みに対する、保護プレートの表面のむらによって一様でない機械的応力を受ける。ストリップはセルに溶接されず、原則的に保護プレートによって加えられる圧力によってバスバー上の所定の位置に維持され、このような機械適応力が重要になり得る。ここで、従来技術によって達成されるガラスプレートの、いわゆる“低周波の”変形は、３００ミリメートル長に関して０．５ミリメートルのオーダーの振幅を有する。そのため、このような場合、太陽電池モジュールの品質は、部分的にランダムになる。
【００１７】
上述した欠点は強く相互に依存しており、ストリップは一様でない機械的応力を受けており、現象は大きな熱サイクルによって増幅され、そのためバスバーに関するストリップの不整合及び／又は変形を引き起こし、そのため、陰にすることに起因する電気接触の損失を発生させ、太陽電池モジュールの故障又は機能不全を引き起こし得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第２００４／０７５３０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、プレス技術によって製造され、正確に位置合わせ可能で且つ位置合わせされたコネクタストリップを維持することが可能であり、それらがプレスされた表面の強いむらが生じた場合、及び大きい振幅の熱サイクルが生じた場合、これらのストリップを太陽電池セルと接触したままにすることが可能である、太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的のために、本発明は、
・電気的に絶縁であり、且つ緊密なパッケージを画定するために互いに密封された、入射光に対して透明な上部プレート、及び下部プレートと、
・上部プレートと下部プレートとの間にプレスされた太陽電池セルと、
・少なくとも一つの電気接触がストリップ形状である、各太陽電池セルの少なくとも一つの表面上に配置された少なくとも二つの導電性コンタクトと、
・少なくとも一つの隣接するセルと接触する各セルのコンタクトと電気的に接続している要素と、
を含む太陽電池モジュールを目的とする。
【００２１】
本発明によると、各セルの少なくとも一つのストリップは、その前面におけるプレートにおいて作製される溝に収容され、溝が、
・圧縮されていない状態におけるストリップの厚さの４分の１と４分の３との間の深さと、
・８５℃でのストリップの幅以上の幅と、
・８５℃でのストリップの長さ以上の長さと、
によって画定される。
言い換えると、
・溝にストリップを収容することによって、ストリップが導かれ、且つ滑らないので、バスバーを備えるストリップの正確な位置合わせが容易に達成され得、
・溝が、ストリップの厚さ未満の、且つ、ストリップの厚さに対する製作公差と、溝の深さに対する製作公差と、保護プレートの表面むらの最大振幅との合計より大きい深さを有する。このことは、溝を含むプレートがセルに対してプレスされる際に撤去されるものがないことと、深さが、ストリップを所定の位置に維持するのに、及びそれが伸縮するようにそれを導くのに十分であることと、を保証する。さらに、溝の深さが、ストリップの幅未満であるので、ストリップは、その破砕によるその厚さの減少と共に、セルに対して強くプレスされ得、ストリップを所定の位置に維持し、且つセルとのそのコンタクトを確保する。ストリップ上に加えられる圧力が、溝を含まないプレートによって加えられるものよりもより均一であることをさらに留意すべきである。このことは、保護プレートの表面むらの影響を減少、又は排除することさえ可能にし、
・溝は、その幅が膨張によって増加するときに、ストリップを横方向に決して圧縮することがない厚さを有する。そのため、ストリップのために、折り重なること、及びセルとの接触を失うことを避け、
・規格ＮＦ  ＥＮ  ６１２１５及びＮＦ  ＥＮ  ６１６４０の最大温度である、少なくとも８５℃の温度での膨張の後、溝は可能なストリップの長さより大きい長さを有する。そのため、ストリップは、その膨張において溝によって導かれ、それから出てくることはない。より短い溝に関して、膨張の効果の下で溝から出てくるであろうストリップの端部は、ねじれる可能性が高く、ストリップを溝から出すことになるであろう。
【００２２】
実施形態によると、溝の深さは、圧縮されていない状態におけるストリップの厚さの半分と実質的に等しい。そのため、この深さは、ストリップを形成する材料が何であれ、上述の効果を得ることが可能であることが観測されてきており、太陽電池モジュールのデザイン及び製造を簡略化する。
【００２３】
実施形態によると、太陽電池モジュールは一列に位置合わせされたセルを含み、上記セルの表面上に配置されたストリップは、位置合わせされ、且つ位置合わせされたセルの少なくとも総長さに沿って伸びる単一の溝に収容され、保護プレートの製造を簡略化する。
【００２４】
変形例として、一列に位置合わせされたセルを含む太陽電池モジュールに関して、上記モジュールは上記セルのストリップを含み、上記ストリップは位置合わせされ、且つ各セルの長さの全て又は一部に沿って伸びる、複数の独立した溝に収容される。特に、２５℃から８５℃までの温度変化によって引き起こされる、ストリップを形成する材料の線形の膨張と少なくとも等しい値によって隣接するセルを離隔する空間の長さより短い距離によって、隣接する溝は離間される。
【００２５】
本発明の実施形態によると、溝の底部でのプレートの表面は、ミクロンスケールのテクスチャリング、特に、丸みを帯びたミクロンスケールの角柱のネットワークを含む。これは例えば、ストリップと保護プレートとの間に空気又はガスをトラップすることが可能であり、そのため、二つの構成要素間で屈折率差を作り出すことが可能であり、それによって、屈折及び反射によって入射光をセル上へ向きを変えることが可能である。また、ストリップの反対側のテクスチャリングの空間は、他の一つの材料で満たされ得、屈折率（ｉｎｄｅｘｅｓ）を最適に適合させることが可能である。
【００２６】
より一般的には、テクスチャリングは、屈折、反射、散乱、回折、及び導波の内から選択された入射光に関する光学機能を実装する。
【００２７】
より具体的には、テクスチャリングは、太陽電池セルの有用な表面上での溝上に入射する光の一部を逸らせることが可能な角柱のネットワークである。また、ナノスケールの回折のネットワークは、この目的のために用いられ得る。
【００２８】
実施形態によると、少なくとも二つのストリップは、各セルの各表面上に配置され、第一の表面のストリップはセルの陽極上に配置され、第二の表面のストリップはセルの陰極上に配置され、接続要素はセルの第一の表面のストリップをそれぞれ、隣接するセルの第二の表面のストリップに接続する。
【００２９】
また、本発明は、
・上部プレートの、及び下部プレートの一つ及び／又は他方における溝を形成することであって、溝が、
・圧縮されていない状態におけるストリップの厚さの４分の１と３分の１との間の深さ、
・８５℃でのストリップの幅以上の幅、及び
・８５℃でのストリップの長さ以上の長さ、を有する、溝を形成することと、
・各溝がストリップを収容する、第一プレート、セル、及び電気接触、及び第二プレートを積み重ねることと、
・接着することによって、又はプレスすることによって、又は溶接することによって、このように形成された積層体を密封することと、
を含む上述したタイプの太陽電池モジュールの製造方法を目的とする。
【００３０】
特に、溝はレーザーエッチングによって形成される。
【００３１】
添付図と関係するだけの実施例として提供される以下の説明を読むことで、本発明は、よりよく理解されるであろう。同一の参照符号番号は、同一の、又は機能的に同様の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】多数の熱サイクルによって変形されたコネクタストリップを備える、従来技術の太陽電池モジュールの太陽電池セルの簡略化された平面図である。
【図２】本発明による太陽電池モジュールの、二つの直列接続された隣接するセルの簡略化された平面図である。
【図３】平面Ａ−Ａに沿った、図２のモジュールの簡略化された断面図である。
【図４】平面Ｂ−Ｂに沿った、図２のモジュールの簡略化された断面図である。
【図５】セルの前面のストリップが、他の一つの隣接するセルの裏面でストリップに接続された、本発明の他の一つの変形例によるモジュールの簡略化された断面図である。
【図６】点線における領域に対応する図４の詳細図である。
【図７】保護プレートの連続的な溝を示す簡略化された平面図である。
【図８】保護プレートの不連続の溝を示す簡略化されｔあ平面図である。
【図９】本発明による太陽電池モジュールの溝の底部で配置された、ミクロンスケールの角柱の他の一つの変形例の断面図である。
【図１０】コネクタストリップの一部のみが保護プレート、例えば上部ストリップの溝に収容される、本発明による太陽電池モジュールの簡略化された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明による太陽電池モジュール１０は、図２から４に示される。モジュール１０は、同一のホモ接合太陽電池セル１２、１４を含み、図２から４において示される実施例において二つである。太陽電池セル１２、１４は、透明な上部保護プレート１６又は“フロント”プレートと、下部保護プレート１８又は“バック”プレートとの間でプレスされる。保護プレート１６、１８は硬く、電気的に絶縁であり、例えば強化ガラスから作製される。プレート１６、１８は、気密の且つ不浸透性の内部空間を画定するためのシール（図示せず）によって互いに密封され、上記空間は中性ガス、例えばアルゴンで、５００ミリバール未満の低い圧力、好ましくは３００ミリバール未満の圧力下で満たされている。
【００３４】
各太陽電池セル１２、１４は、それぞれのその表面上に二つのバスバー２０、２２、２４、２６をさらに含み、セルの上部表面２８の二つのバスバー２０、２２は例えば、セルのアノードバーに対応し、且つセルの下部表面３０の二つのバスバー２４、２６はセルのカソードバーである。
【００３５】
例えば銅から、又は銅のプレートの溶接材料から作製される、長方形断面の導電性のストリップ３２−４４は、保護プレート１６、１８によって各バスバー２０、２２上でさらに圧縮される。ストリップ３２−４４は、例えば同一であり、セルによって生成された電流を集めるためのセルコネクタを形成する。
【００３６】
セル１２、１４は、その中に直列に配置された、セルに電気的に接続する接続要素５０−６０を有する接続領域４８によって互いに離隔される。例えば、二つの隣接するセル１２、１４の直列接続の構成要素は、二つのセル１２、１４を隔てる接続領域４８において伸びる、セル１２の下部ストリップ３４、３８の端部５０、５６を含み、二つの導電性の要素５２、５８はそれぞれ下部ストリップの端部５０、５６上にプレスされ、且つ、接続領域４８において伸び、導電性の要素５２、５８上にプレスされる、セル１４の上部ストリップ４０、４４の端部５４、６０を含む。
【００３７】
参照は有利には、例えば接続要素の、シールの、バスバー及びコネクタストリップ配置の特許文献１に対して行われ、本発明はこの文献に記載される任意の実施形態を適用する可能性があり、それとの違いは、本発明がバスバー上にコネクタストリップを維持する他の一つの方法を考慮するものであるということが理解される。
【００３８】
本発明によると、各ストリップ３２−４４は、保護プレート１６、１８の内部表面７０、７２内で、例えばレーザーエッチングによって形成された溝６２−６８に収容される。
【００３９】
また、溝は、鋳造によって、化学的エッチングによって、又はソーイングによって形成され得る。
【００４０】
図５は、セル１２の上部ストリップ３２、３６が、セル１４の下部ストリップ４２、４６とそれぞれ接続している点で前述のものと異なる変形例の簡略化された断面図である。
【００４１】
図６を参照すると、それは溝６２の、及びストリップ３２の拡大図であり、溝の深さＰは特に、溝によって収容されるストリップの厚さＥによって画定され、厚さＥは圧縮されていないストリップの厚さであり、図５において点線で示される。モジュール１０の組み立ての間、保護プレート１６、１８は太陽電池セル上でプレスされ、機械的に硬いアセンブリを形成し、このように形成された積層体は、硬化シールによって、及び／又は機械的締結システムによってプレスされた状態に維持される。そのため、保護プレート１６、１８によってかけられる圧力は、セル１２、１４に対してストリップ３２−３４をプレスすることにもつながり、ストリップを所定の位置に維持し、且つそれらを圧縮する。
【００４２】
深さＰは、ストリップに関して、例えばショックが生じた場合に溝に収容されたままにするために、及び温度変化によるその膨張／収縮の間にストリップを導くために十分である。さらに、深さＰは圧縮されていないストリップの厚さＥよりも小さく、溝の底部がストリップ上にプレスし、且つそれをセルに対してプレスことを確実にする。しかしながら、同一の溝の形状、及び同一のストリップの形状に関して、圧力は、ストリップを形成する材料の熱機械的特性によって、特にヤング率によって、及びその熱容量等によって異なる。そのため、溝の深さは有利にはストリップの熱機械的特性によっても最適化される。
【００４３】
さらに、ストリップ上にかけられる圧力は、保護プレートの、及びその間にストリップが差し込まれるセルの表面のむらにストリップが追従するようにも選択される。
【００４４】
そのため、圧縮されていない状態におけるストリップの厚さＥの４分の１と４分の３との間での、且つ有利には圧縮されていない厚さＥの半分と実質的に等しい溝の厚さＰが、所定の位置に維持すること、及びストリップを形成する多種多様な材料を高いクオリティで導くことが可能であることが観測されてきた。
【００４５】
しかしながら、溝はより深いことがあり得る。そして有利には、ストリップの厚さＥに対する製作公差、溝の深さに対する製作公差、ストリップの熱機械的特性、及びプレートの局所的な平坦性が、どんな温度であっても、ストリップがセルに対して常にプレスされたままであることを確実にするために考慮される。
【００４６】
好ましくは、例えば保護プレートのエッチングの局所的な平坦性を、光学システムを用いて、リアルタイムで制御する技術を用いることで溝はエッチングされる。これにより、溝のエッチングの深さを制御することが可能であり、そのため制御された溝の深さを得ることが可能である。このことは、プレートの表面のむらを減少させること、又は排除することにさえつながる。
【００４７】
溝の側壁７４、７６によってストリップ上で圧縮が決して生じることがないように、ストリップが熱サイクルの間にとり得る最大の幅ＬａＲよりも大きく、好ましくはわずかに大きく、溝の幅ＬａＳが選択される。そのため、溝の幅ＬａＳは、ストリップが動作中に遭遇すると考えられる最大の温度に依存することを留意すべきである。そのため、８５℃の温度が一般的に観測される最大の温度に対応するので、他の一つの温度が溝の形状、長さ、幅、及び深さを決定するための根拠として用いられ得るが、ストリップの最大の幅はこの温度に関して画定される。また、溝の幅ＬＳは、任意のストリップに関して、その任意の圧縮が決して存在しないことを保証するために、ストリップの幅ＬａＲに対する製作公差を考慮し得る。
【００４８】
図７に示される本発明の第一の変形によると、連続的な溝６２、６４は、保護プレートの長さに沿って形成され、そのため、各溝が、太陽電池セルの列７８、８０、８２の位置合わせされたストリップを収容している。溝は特に、セルの長さ全てに沿って、且つ上記セルを離隔する領域４８の間に存在する。このことは、８５℃の温度でストリップを導く、且つ収容するための十分な長さを提供する。
【００４９】
図８に示される本発明の第二の変形例によると、列７８、８０、８２の各ストリップ位置合わせに関して、大きな破裂領域を特に避けるために、不連続の溝が保護プレートの長さに沿って形成される。そのため、各溝は、セルストリップを収容することを意図した、位置合わせされた溝セグメント６２、６４の形状をしている。
【００５０】
各溝セグメントは、高温の効果の下でのそれらの膨張の後でストリップを導き、収容するのに十分な長さＬｏＳ、及び、特に、使用中に遭遇する最大の温度下でストリップを導き、収容するのに十分な長さ、有利には、８５℃の温度でストリップを導き、収容するのに十分な長さを有する。例えば、銅製のストリップは元の長さＬｏを有し、２５℃の温度で３２０ミリメートルに等しいことが明確であり、８５℃でその長さが１６０マイクロメートルの膨張ΔＬを受ける。そのため、溝セグメントの長さＬｏＳは、この場合、セルの長さＬｏＣとその膨張ΔＬとの合計より大きい。
【００５１】
有利には、太陽電池モジュールの組み立ての際に溝セグメントにおけるストリップの位置調整を容易にするために、追加のマージンＭ、例えば５００マイクロメートルのマージンが提供される。そして、溝の長さＬｏＳは、長さＬｏＣと、膨張ΔＬと、マージンＭとの合計以上である。そして、二つの連続した、位置合わせされた溝セグメント間の間隔ＬｏＥｃの長さは、一列に連続した二つのセルの間隔の長さＬｏＥｓと、溝セグメントの長さＬｏＳとの差に等しい。
【００５２】
もちろん、同一の太陽電池モジュールにおいて連続した溝と不連続のセグメントを組み合わせることは可能である。
【００５３】
図６に戻って参照すると、溝の側壁７４、７６は、溝の中へストリップの容易な挿入を可能にする張り出したプロファイルを任意で有する。
【００５４】
任意で、溝の底部は、大幅な屈折率の変化を得ることによって光をセルの有用な表面へと、特にバスバーの外部へと向きを変えることが可能な光学機能を実装する。このことは、反射の損失を最小化することが可能であり、２ミリメートル幅を有する二つのストリップによって提供される１２５×１２５平方ミリメートルのセル上の入射流れの４％までに達し得る。
【００５５】
これを達成するために、ミクロンスケールのテクスチャリングが、溝６２の底部でプレートの表面７８上に達成され、より具体的にはミクロンスケールのパターン８０の規則的なネットワークである。それによって、空気又はガスが、テクスチャリングによって画定される空間８２にトラップされる。変形例として、空間８２は有利には、屈折率を最適に適合可能なストリップ材料によって満たされる。テクスチャリングパターンのサイズは、低周波のむら、及びそのため、ストリップの局所的な湾曲のリスクを避けるために、２００マイクロメートル未満であり、好ましくは５０マイクロメートル以下である。
【００５６】
図６では、ミクロンスケールのパターンのネットワーク８０は、ミクロンスケールの角柱のネットワークである。有利には、ミクロンスケールのパターンのネットワーク８０は、図９に示されるように、丸みを帯びたミクロンスケールの角柱（ｐｒｉｓｍ）のネットワークである。例えば、２．５マイクロメートルのピーク半径ｒｐｉｃ、５マイクロメートルの外半径ｒｅｘｔ、及び４３℃の角柱の角度θを有する丸みを帯びた角柱は、セル上に入射する総流れの少なくとも０．２％を回収することが可能であり、３３ｍＡ／ｃｍ２の最大電流密度を生成するセルに関して、０．０７ｍＡ／ｃｍ２の電流密度に相当する。
【００５７】
また、有利には、溝の底部のミクロンスケールのパターンのネットワーク８０は、光学散乱機能、又は光学回折機能を実装するために設計され得る。この場合、溝の底部上の入射流れの一部は、その吸収のためにセルの有用な表面に向かって逸れ、且つこれは、例えばプレートの上部に組み立てられ且つセルを陰にする、追加の構造を備えることがない。
【００５８】
最後に、ネットワークは、光がセルの有用な表面に向かって再び反射され得るように、光を上部領域へ向きを変えるための反射層によって覆われ得る。
【００５９】
溝は、保護プレートを形成する材料による異なる技術によって形成され得、例えば、
・溝の粗い表面状態を提供する、ＣＯ２レーザーを用いた蒸発によるエッチング、
・溝の滑らかな表面状態を提供する、フェムト秒レーザーを用いたアブレーションエッチング、
・エシキマレーザーを用いた分子結合の切断によるエッチング、
・打ち抜き、又は機械的研磨、
・保護プレートの製造上の鋳造、又は熱成形
によって形成され得る。
【００６０】
図面において、ストリップの、溝の、及びバスバーのサイズはより良い理解のために誇張して拡大されていることを理解すべきである。
【００６１】
説明された実施形態では、全てのコネクタストリップが溝に収容される。変形例として、図１０に示されるように、ストリップの一部のみ、例えば上部セル表面上のストリップが溝に収容される。他のストリップは例えば、対応する保護プレート上に形成される接着性のストリップ８４、８６上に従来は組み立てられる。
【００６２】
同様に、ホモ接合の太陽電池セルが説明されてきた。本発明は、任意のタイプの太陽電池セル、例えば一面のセル、二面のセル、ホモ接合のセル、ヘテロ接合のセル、Ｐタイプのセル、Ｎタイプのセル等に適用される。
【符号の説明】
【００６３】
１    太陽電池セル
２、３    バスバー
４、５    ストリップ
１０    太陽電池モジュール
１２、１４    太陽電池セル
１６    上部保護プレート
１８    下部保護プレート
２０、２２、２４、２６    バスバー
２８    上部表面
３０    下部表面
３２から４６    導電性のストリップ
４８    接続領域
５０から６０    接続要素
６２から６８  溝
７０、７２    内部表面
７４、７６    側壁
７８、８０、８２    列
８４、８６    接着性のストリップ
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【国際調査報告】
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