(57)【要約】  光起電装置の製造方法であって、  -  少なくとも一つの光起電セル(12)を可撓性基板(20)に組み付けるステップと、  -  少なくとも一つの光起電セルに可撓性を付与して光起電装置が変形されることを可能にするために、少なくとも一つの光起電セル内にノッチ(17)を製作するステップと、を含むことを特徴とする製造方法。【選択図】図６
2014532293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光起電装置の製造方法であって、
少なくとも一つの光起電セル(12)を可撓性基板(20)に組み付けるステップと、
前記少なくとも一つの光起電セルに可撓性を付与して前記光起電装置が変形されるように、前記少なくとも一つの光起電セル内にノッチ(17)を製作するステップと、を含むことを特徴とする、光起電装置の製造方法。
【請求項２】
前記可撓性基板(20)内に溝(24)を製作するステップと、
これらの溝(24)内に電気導体(23)を形成するステップと、からなる初期ステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項３】
電気化学槽中における金属蒸着によって、前記溝(24)内に前記電気導体(23)が製作されることを特徴とする、請求項2に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項４】
レーザエッチングによって、前記少なくとも一つの光起電セル(12)内に前記ノッチ(17)が製作されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項５】
重合、架橋、溶接、又は接着によって、少なくとも一つの光起電セル(12)を可撓性基板(20)に組み付けることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項６】
前記光起電装置を非平面の形状に形作る付加的なステップを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項７】
透明樹脂タイプの保護層を前記光起電装置に付設する付加的なステップを含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の光起電装置の製造方法。
【請求項８】
可撓性である及び/又は非平面の形状を有するアセンブリを形成するために、可撓性基板(20)に組み付けられており、かつ、ノッチ(17)を含む、少なくとも一つの光起電セル(12)を備えていることを特徴とする、光起電装置。
【請求項９】
前記可撓性基板(20)が、溝(24)の高さ全体を占有しない導体(23)を収容する溝(24)を含み、前記溝(24)が、前記可撓性基板(20)の前記導体(23)に接触する光起電セル(12)の導体(13)も収容していることを特徴とする、請求項8に記載の光起電装置。
【請求項１０】
前記ノッチ(17)を有していても、前記可撓性基板(20)が、前記光起電装置全体の機械的整合性を確保しており、かつ、前記光起電装置の一以上の光起電セルの様々な部分の間の電気的導通を確保していることを特徴とする、請求項8及び9のいずれかに記載の光起電装置。
【請求項１１】
前記可撓性基板(20)が、フィルム(21)の形態を有する下側層とポリマータイプの樹脂層(22)とを含み、前記溝(24)が、前記樹脂層(22)の厚さの全部又は一部にわたって延在していることを特徴とする、請求項9及び10のいずれかに記載の光起電装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの光起電セル(12)の表面から突出する前記導体(13)上に重なり、それにより、これらの導体(13)が前記可撓性基板(20)の前記溝(24)内に全て収納されるように、前記溝(24)が配列されていることを特徴とする、請求項9から11のいずれか一項に記載の光起電装置。
【請求項１３】
前記ノッチ(17)が、光起電セル(12)の厚さの全部若しくは一部、又は、光起電セル(12)の厚さ全体に前記基板の厚さの一部を加えたものを占有していることを特徴とする、請求項8から12のいずれか一項に記載の光起電装置。
【請求項１４】
少なくとも一つの光起電セル(12)内の前記ノッチ(17)の深さが、前記光起電装置の湾曲した形状の曲率半径に依存していることを特徴とする、請求項8から13のいずれか一項に記載の光起電装置。
【請求項１５】
光起電セル(12)の厚さに前記可撓性基板(20)の厚さを加えたものが、250μm以下若しくは200μm以下である、及び/又は、光起電セル(12)の厚さが、50μmから250μmの間に含まれる、及び/又は、前記光起電装置が、シリコンをベースとする少なくとも一つの光起電セル(12)を備えている、及び/又は、前記光起電装置が、1メートル以下の曲率半径を有する少なくとも一つの湾曲を含む非平面の形状を備えていることを特徴とする、請求項8から14のいずれか一項に記載の光起電装置。
【請求項１６】
丸みを帯びた、及び/又は湾曲した、及び/又は反った表面を有する瓦の形態を有している、請求項8から15のいずれか一項に記載の光起電装置の組み付け体を備えていることを特徴とする、屋根を被覆する装置。
【請求項１７】
請求項8から15のいずれか一項に記載の光起電装置を備えていることを特徴とする、布地。
【請求項１８】
請求項8から15のいずれか一項に記載の光起電装置をその表面上に備えていることを特徴とする、自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電装置の製造方法と光起電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図1は、先行技術による光起電モジュール1を例示したものである。光起電モジュール1は、一辺が1から3メートルの間の寸法である大きな正方形のスラブの形態を有し、共に接続された複数の光起電セル(photovoltaic cell)2を備えており、当該光起電セル2の表面電気導体3は、当該モジュールの下に位置付けられて当該モジュールを他のモジュールに電気的に接続するように働くジャンクションボックス5に全ての当該光起電セル2によって生成された電流を最終的に伝導するために、たとえばはんだ付けによって共に接続されている。加えて、光起電セル2は、モジュールの上側表面上において、保護ガラスグレージング6で被覆される。最後に、光起電セル2の下側側面は、ポリマー積層体4によって保護される。
【０００３】
上で説明したような光起電モジュール1の使用は極めて広く普及しており、それらの形式はほぼ標準化されている。しかしながら、電気を生産して建造物の必要性のいくつかを満たすために、当該建造物の屋根の上に設置されたときなどのような、特定の実装例が存在し、当該建造物にとっては、上で説明したサイズ及び/又は形状が最適ではない。光起電装置の屋根への一体化を改善するために、図1を参照して説明したものと同じ構造を有する、より小さな光起電装置を製造することが知られており、これらの装置は、同じ建造技法を使用して既存の瓦の代替品として屋根の上に配置され得る平坦な瓦の形態を有する。しかしながら、これらの既存の解決策は、当該解決策が製造するのに複雑であり、かつ、高価であるため、依然として満足のできるものではない。加えて、当該解決策を使用してあらゆる建築上の美的要件を満たすことができず、特に、当該解決策を使用して極めてありふれたローマ瓦(Roman tile)などの湾曲した瓦に取って代わることができない。より一般的には、標準的な光起電装置は、湾曲した表面上に実装され得ず、それにより、当該光起電装置の使用の範囲が限定される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、上述の欠点の是正を可能にする解決策が求められており、本発明の目的は、特に、湾曲した表面に好適な光起電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、光起電装置の製造方法に基づいており、当該方法は、以下のステップ、すなわち、
-  少なくとも一つの光起電セルを可撓性基板に組み付けるステップと、次いで、
-  当該少なくとも一つの光起電セルに可撓性を付与して当該光起電装置が変形されるように、当該少なくとも一つの光起電セル内にノッチを製作するステップと、を含むことを特徴とする。
【０００６】
光起電装置の製造方法は、以下の初期ステップ、すなわち、
-  当該可撓性基板内に溝を製作するステップと、
-  これらの溝内に電気導体を形成するステップと、を含み得る。
【０００７】
電気化学槽中における金属蒸着によって、当該溝内に当該電気導体が製作され得る。
【０００８】
レーザエッチングによって、当該少なくとも一つの光起電セル内に当該ノッチが製作され得る。
【０００９】
重合、架橋、溶接、又は接着によって、当該少なくとも一つの光起電セルを当該可撓性基板に組み付けることが得られ得る。
【００１０】
光起電装置の製造方法は、当該光起電装置を非平面(non-planar)の形状に形作ることを本質的に有する付加的なステップを含み得る。
【００１１】
光起電装置の製造方法は、透明樹脂タイプの保護層を当該光起電装置に付設することを本質的に有する付加的なステップを含み得る。
【００１２】
本発明は、可撓性である及び/又は非平面の形状を有するアセンブリを形成するために、可撓性基板に組み付けられており、かつ、ノッチを含む、少なくとも一つの光起電セルを備えていることを特徴とする、光起電装置にも関する。
【００１３】
当該可撓性基板は、溝の高さ全体を占有しない導体を収容する溝を含み得、当該溝は、当該可撓性基板の当該導体に接触する光起電セルの導体も収容し得る。
【００１４】
当該可撓性基板は、フィルムの形態を有する下側層とポリマー樹脂層とを含み得、当該溝は、当該樹脂層の厚さの全部又は一部にわたって延在し得る。
【００１５】
当該少なくとも一つの光起電セルの表面から突出する当該導体上に重なり、それにより、これらの導体が当該可撓性基板の当該溝内に全て収納されるように、当該溝は配列され得る。
【００１６】
当該ノッチは、光起電セルの厚さの全部若しくは一部を占有していることが考えられ、及び/又は、当該光起電セルの厚さに当該可撓性基板の厚さを加えたものは、250μm以下若しくは200μm以下であり得、及び/又は、当該光起電装置は、1メートル以下の曲率半径を有する少なくとも一つの湾曲を含む非平面の形状を備え得る。
【００１７】
屋根を被覆する装置は、丸みを帯びた、及び/又は湾曲した、及び/又は反った表面を有する瓦の形態を有する、上で説明したような光起電装置の組み付け体(assemblage)を備え得る。
【００１８】
本発明は、上で説明したような光起電装置を備えていることを特徴とする、布地にも関する。
【００１９】
本発明は、上で説明したような光起電装置をその表面上に備えていることを特徴とする、自動車にも関する。
【００２０】
本発明のこれらの目的、特徴、及び利点については、非限定的な例として提示される特定の実施形態の以下の説明において、及び、以下の図を含む添付の図面に関して、これから詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】先行技術による光起電モジュールの構造の分解斜視図を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による光起電装置の製造プロセスの第1のステップを模式的に示す図である。
【図３】本発明の実施形態による光起電装置の製造プロセスの第2のステップを模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態による光起電装置の製造プロセスの第3のステップを模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態による第3のステップの終了時における、光起電装置の一部分の拡大部を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による光起電装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
したがって、図2は、本発明の一実施形態による光起電装置の製造プロセスの第1のステップを示したものである。このプロセスは、まず、先行技術のプロセスを使用して、シリコンベースの光起電セル12又は光起電セル12のアレイを製造することを含む。導体13は、光起電効果によって生成された電流を伝導するために、この(又はこれらの)セル(複数可)の表面上に配列される。したがって、当該導体13は、この(又はこれらの)セル(複数可)の平坦な表面から突出する。
【００２３】
本発明の本質的要素によると、このプロセスは、一以上の光起電セル12を受けることが意図される可撓性基板20を製造するステップを含む。この実施形態において、この可撓性基板20は、ポリマー多層構造を有し、すなわち、例示された実施形態において、当該可撓性基板20は、その下側部分のフィルム21とその上側部分の樹脂層22とを備える。この樹脂層22は、その厚さにわたって溝24を含み、この溝内に金属導体23が配列されており、金属帯板がその内部に配置されているか、又は、インクジェット印刷によって、若しくは、具体的には、マスクを使用してメタライゼーション(metallisation)を当該溝内に堆積する電着によって、若しくは、たとえば任意の他の金属蒸着溶液によって、金属インクが堆積されている。この実施形態において、溝24は、樹脂層22の厚さの全てにわたって、したがってフィルム21の上側表面から延在する。導体23は、溝24の高さの一部分のみを占有し、それらの上側部分を空けておき、光起電セルの導体13を受け入れる。この理由のために、溝24の幾何学的形状は、光起電セル12の導体13の幾何学的形状に対応する。この対応関係を容易にするために、光起電セルの導体13は、直線的であり、平行であり、一定のピッチpで配列されている。当該導体13は、製作がより簡単な球体形状も有し得る(合金の自然な合着(natural coalescence)は、基板上におけるセルの自己調心を可能にし、それによって、極めて精密な位置決めを可能にする)。
【００２４】
図3は、可撓性基板20への光起電セル12の組み付けの結果を例示したものである。したがって、光起電セル12の導体13が溝24内の導体23と接触し、当該溝の高さ全体を占有する単一の導体を形成することが視認され得る。可撓性基板20及び少なくとも一つの光起電セル12は、次いで、これらの二つの要素を溶接又は接着するために、これらを接着させる重合によるか、又は、架橋などによるか、などの任意の手段によって係止される。
【００２５】
次に、この製造プロセスは、図4及び図5に例示されるように、光起電セル12の厚さの全部又は一部分にわたって延在するノッチ17を製作するステップを含み、光起電装置を所望の三次元形状に形作るために当該光起電装置が後に折り曲げられることを可能にするように設けられるノッチ17の網目を形成する。この理由のために、ノッチ17の網目は、所望される如何なる三次元形状をも得るために、折り紙で使用されるタイプの技法を使用して事前に算出される。同様に、光起電セル12内のノッチ17の深さは、最終的な湾曲した形状の曲率半径に依存する。ノッチは、レーザエッチングによるなどの任意のプロセスによって製作される。変形体として、ノッチの全部又はいくつかは、可撓性基板の厚さの一部分にわたってさえも延在し得る。
【００２６】
ノッチ17が製作された後、当該ノッチ17の深さがたとえ大きい場合でも、可撓性基板20が、装置全体の良好な整合性を確保しており、その一方で、亀裂の伝播のリスクを制限することに注目されるであろう。加えて、可撓性基板20は、電気的導通の第2の機能を提供し、当該ノッチが製作された後でさえも、様々な光起電セル部分によって生成された電流が伝導されることを可能にするが、その理由は、ノッチが作成された区域間において、及び、他のセルに対し、当該可撓性基板20が電気を伝導し得るためである。
【００２７】
上で説明したステップによって得られた結果が、ノッチ17の網目の選択に依存する、或る相対的な可撓性を有する光起電装置であり、これにより、たとえば、同じ可撓性基板上に並べて係止された複数の光起電セルを備える可撓性の布地の形の光起電装置を得ることが可能になる。したがって、この手法は、たとえば繊維産業において一点の衣服における実装用などの可撓性材料を必要とする任意の用途において、エンドユーザが当該布地を利用することを可能にする。
【００２８】
この製造プロセスは、図4に示すような平坦な形状の結果を変形して形作り、反った瓦などの三次元形状を有する最終製品を得ることを本質的に有する、最終ステップを含み得、当該最終製品の形状は、次いで、たとえば、その表面の全部又は一部分に透明保護樹脂30を付設することによって定められて、図6に例として示すような最終製品が得られる。当然ながら、この原理をより広く使用して、たとえば自動車の表面などの任意の非平面の表面を光起電装置を用いて被覆することもできる。この解決策は、実質的な曲率半径、たとえば1メートル以下の半径に好適である。
【００２９】
この実施形態が、その裏側側面上に導体を備える光起電セルを用いて実装されたことに注目されるであろう。変形体として、同じプロセスが、セルの表側側面上に又はセルの両側面上に導体を備えるセルを用いて使用され得る。さらに、提案された解決策は、厚さの小さな最終構造(図4に示すものなど)であり、その厚さが250μm未満であり、200μm以下ですらある、最終構造が形成されることを可能にする。一以上の光起電セルは、50から250μmの間に含まれる厚さを有する。可撓性基板20は有利にも、100から1000μmの間に含まれる厚さを有する。
【図１】
2014532293.tif 000003
【図２】
2014532293.tif 000004
【図３】
2014532293.tif 000005
【図４】
2014532293.tif 000006
【図５】
2014532293.tif 000007
【図６】
2014532293.tif 000008
【国際調査報告】
2014532293.tif 000009
2014532293.tif 000010
2014532293.tif 000011
2014532293.tif 000012
2014532293.tif 000013
2014532293.tif 000014
2014532293.tif 000015
2014532293.tif 000016