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FR3000604A1 - Circuit electrique et son procede de realisation - Google Patents

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FR3000604A1
FR3000604A1 FR1362951A FR1362951A FR3000604A1 FR 3000604 A1 FR3000604 A1 FR 3000604A1 FR 1362951 A FR1362951 A FR 1362951A FR 1362951 A FR1362951 A FR 1362951A FR 3000604 A1 FR3000604 A1 FR 3000604A1
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contact structure
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FR1362951A
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Mathias Bruendel
Daniel Pantel
Johammes Kenntner
Frederik Ante
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Circuit électrique (10) comportant : - une cellule solaire (12) ayant une face avant (14) à effet photovoltaïque et une face arrière (16), - un composant électronique ou micromécanique (18, 20) installé au dos (16) de la cellule solaire (12) et relié électriquement à une structure de contact (24) avec la face avant à effet photovoltaïque (14) de la cellule solaire (12), et - une première couche protectrice (30) transparente appliquée sur la face avant (14) à effet photovoltaïque de la cellule solaire (12), - la structure de contact (24) ayant un premier segment de contact (36) installé sur le côté avant (32) de la première couche protectrice (30) à l'opposé de la cellule solaire (12).

Description

Domaine de l'invention La présente invention se rapport à un circuit électrique et à son procédé de réalisation. Etat de la technique L'intégration de convertisseur d'énergie est une tendance dans le domaine de l'encapsulage électronique. On utilise spécialement des cellules solaires à côté de convertisseur thermoélectrique pour récupérer de l'énergie électrique par exemple pour alimenter des modules de capteurs.
En principe on connaît deux types de mise en contact de cellules solaires. La plupart des cellules réalisées actuellement sont branchées à partir de la face avant ou de la face arrière pour réaliser le contact électrique (reconnaissable aux structures conductrices en argent sur la face avant). Il existe également des propositions pour le branchement simple par l'arrière mais ces solutions ne sont actuelle- ment que très peu répandues. Dans le cas de cellules mises en contact des deux côtés, il faut en outre protéger la face avant de la cellule solaire car les métallisations utilisées peuvent se corroder sous l'influence de l'humidité. Dans le procédé normal de fabrication de module pour des applications solaires de grandes surfaces, on réalise cela par lami- nage entre des plaques de matières plastiques. Le document US 2011/0169554A1 décrit un composant intégré à entraînement solaire. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un circuit électrique comportant une cellule solaire ayant une face avant à effet photovoltaïque et une face arrière, un composant électronique ou micromécanique installé au dos de la cellule solaire et relié électriquement à une structure de contact avec la face avant à effet photovoltaïque de la cel- iule solaire et une première couche protectrice transparente appliquée sur la face avant à effet photovoltaïque de la cellule solaire, la structure de contact ayant un premier segment de contact installé sur le côté avant de la première couche protectrice à l'opposé de la cellule solaire.
L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un circuit électrique comprenant les étapes suivantes consistant à utiliser une cellule solaire dont la face avant a une action photovoltaïque ainsi qu'une face arrière, à installer un composant électronique ou micromécanique au dos de la cellule solaire, à installer une première couche protectrice transparente sur la face avant de la cellule solaire et une couche métallique sur la face avant de la première couche protectrice à l'opposé de la cellule solaire ou une couche composite comprenant la première couche protectrice et la couche métallique sur la face avant de la cellule solaire et à utiliser une structure de contact reliant le composant électronique ou micromécanique électriquement à la face avant à effet photovoltaïque de la cellule solaire, l'utilisation de la structure de contact consistant à utiliser un premier segment de contact de la structure de mise en contact avec la face avant non tournée vers la cellule solaire et faisant partie de la première couche. En installant une première couche protectrice transparente sur la face avant à effet photovoltaïque de la cellule solaire et en réalisant la mise en contact du premier segment de contact situé sur le côté avant opposé aux cellules solaires de la première couche protec- trice, on peut brancher électriquement d'une manière très simple les cellules solaires par la face avant en utilisant des procédés connus de technique de montage et de liaison tout en protégeant en même temps contre les influences de l'environnement telles que l'humidité et aussi les dommages mécaniques. Cela permet de réaliser un branchement très compact avec sa propre alimentation en énergie par les cellules so- laires. De plus, le circuit selon l'invention se distingue par son efficacité économique très élevée. Le circuit électrique est un capteur ou tout composant électronique. Il peut également s'agir d'un composant électrique ou mi- cromécanique par exemple d'un circuit intégré, d'un élément de capteur ou d'un capteur de mesure. Le circuit intégré comporte par exemple un circuit d'exploitation pour traite le signal de capteur, un circuit de commande pour commander une fonction du circuit ou une installation de communication pour la transmission de données. Un élément de capteur est par exemple un capteur de température, un capteur dyna- mométrique ou un capteur d'accélération. En outre le composant électronique ou micromécanique est un circuit intégré dédié à une application ou à un microsystème. Un circuit intégré dédié à une application (encore appelé « circuit ASIC ») permet de réaliser des fonctions com- plexes. Le microsystème peut être un microsystème électromécanique (encore appelé « système MEMS »). Suivant le domaine d'application, on choisira un composant approprié. On peut également combiner des composants de différents types et les juxtaposer ou les empiler au dos de la cellule solaire ou sur la structure de contact au dos de la cellule solaire. Le composant peut être un composant discret, un élément apte à fonctionner complètement et qui est installé comme composant terminé, au dos de la cellule solaire. Le circuit électrique peut également comporter un accu- mulateur d'énergie électrique. Par exemple l'accumulateur est au dos de la cellule solaire. Dans ce cas, l'accumulateur est relié électriquement par une liaison en technique de construction et de branchement, réalisant une liaison électrique et mécanique avec la cellule solaire ou la structure de contact. En outre, l'accumulateur est branché entre un contact de branchement électrique de la cellule solaire et un contact de branchement électrique du composant électronique ou micromécanique. La mémoire peut être par exemple un élément galvanique tel qu'un accumulateur ou un condensateur. L'accumulateur permet de fournir l'énergie électrique au composant lorsque la cellule solaire ne fournit pas d'énergie ou insuffisamment pour le fonctionnement du composant.
Pour le développement de capteurs autonomes, compact il est nécessaire de fournir d'autres formes d'énergie nécessaires au fonctionnement et pour assurer la transition. Cela est possible grâce à une intégration économiquement efficace et miniaturisée de cellules photovoltaïques dans un module autonome de serveur. Les cellules so- laires sont par exemple des cellules photovoltaïques pour recevoir et transformer l'énergie de rayonnement telle que l'énergie solaire, en énergie électrique. Les cellules solaires sont réalisées sous la forme de disques plans, minces. Les propriétés optiques des cellules solaires utilisées permettent une sélection précise de la matière pour la couche protec- trice ou les couches protectrices. En particulier, dans le domaine de l'absorption il faut que les matières utilisées et qui sont de préférence des polymères, soient très fortement transparentes (par exemple pour des longueurs d'ondes comprises entre 400 et 900 nm).
Le premier segment de contact de la structure de contact peut également être réalisé sous la forme d'un plan structuré de circuit ayant au moins une couche métallique pour fournir l'énergie de la cellule solaire, directement au composant micromécanique ou électronique ou par l'intermédiaire d'un accumulateur d'énergie. Pour cela, le pre- mier segment de contact ou premier plan de circuit aura des chemins conducteurs et des surfaces de contact appropriés. Le premier segment de contact de la structure de contacts se réalise selon un procédé de fabrication consistant à réaliser le chemin conducteur ou le plan structuré de circuit directement au dos de la cellule solaire. On peut en par- ticulier utiliser des procédés laminaires ou de mise en structure analogues aux procédés de fabrication de plaques de circuits. Mais on peut également envisager de réaliser séparément le premier segment de contact et ensuite de le déposer sur la première couche de protection, par exemple sous la forme d'un chemin conducteur collé ou d'une couche de circuit ou d'une combinaison de couches collées. La technique de construction et de liaison comprend dans le domaine de la microélectronique et de la technique des micro-systèmes toutes les techniques et outils de développement nécessaires au montage de composants micro-électroniques. Les techniques de liai- son sont par exemple les techniques de liaison par fil, les techniques TAB (liaison automatique par bande), les techniques Flip-Chip (puce retournée), les techniques de collage, les techniques de liaison anodique, les techniques de soudage, les procédés de reflux (technique de montage de composants en surface ou procédé SMT) et les procédés de soudage à la vague. Les techniques de construction comprennent par exemple les techniques de couche, les techniques de couches minces, les modifications de couches, les structures de couches, les enlèvements de couches, les procédés au laser et les procédés de séparation. Il est avantageux que la première couche de protection couvre au moins pratiquement complètement la face avant photovol- taïque de la cellule solaire. L'expression « au moins sensiblement » signifie que toute la face avant photovoltaïque de la cellule solaire jusqu'aux points de liaison et de contact de la structure de contact avec la face avant de la cellule solaire sera couverte par la première couche de protection. On réalise ainsi une excellente protection de l'ensemble de la cellule solaire contre les influences de l'environnement et les actions mécaniques. Il est en outre avantageux que la première couche protec- trice soit réalisée par laminage, sérigraphie, coulée par rideau ou en- duction centrifuge d'une couche de polymère. Ce procédé permet d'appliquer la première couche protectrice qui est de préférence en un polymère, de manière économique sur la face avant de la cellule solaire. Il est en outre avantageux de prévoir une masse d'enrobage couvrant le composant électronique ou micromécanique et débordant du bord latéral de la cellule solaire et que la première couche protectrice couvre la face avant de la masse d'enrobage. La masse d'enrobage est prévue au dos du plan de circuit et enveloppe le composant. La masse enveloppe qui notamment une masse moulée, forme de manière simple un boîtier pour le composant et pour le circuit élec- trique car la cellule solaire est intégrée avec les composants dans la masse enveloppe. Cela permet d'une part de réaliser une bonne protection et, le cas échéant, d'assurer la passivation. D'autre part, on a également une structure aux côtés de la cellule solaire qui peut être traversée par la structure de contact latérale de la cellule solaire assu- rant le branchement de la face avant de la cellule solaire. Il est en outre avantageux que le premier segment de contact de la structure de contact soit sous la forme d'une couche métallique ou d'un plan de circuit structuré et/ou appliqué par laminage. Cela permet d'appliquer de manière simple une couche métallique, par exemple une couche de cuivre ou d'aluminium sur la première couche protectrice en la laminant sur toute la surface et ensuite dans une autre étape du procédé de la structurer par lithographie ou par gravure pour former le premier segment de contact. Mais on peut également envisager de réaliser la première couche protectrice par exemple en une matière thermoplastique et la couche métallique formée d'un film de cuivre ou d'aluminium en les utilisant déjà comme matière composite pour les intégrer dans le procédé et les appliquer sur la face avant de la cellule solaire et, le cas échéant, sur la face avant de la masse enveloppe.
Il est en outre avantageux de prévoir une seconde couche protectrice transparente sur la face avant de la première couche protectrice et de couvrir le premier segment de contact de la structure de contact. On réalise ainsi une très bonne protection du premier segment de contact. La seconde couche protectrice qui est de préférence une couche de polymère peut être appliquée notamment au cours d'une autre étape de laminage sur le premier segment de contact de la structure de contact. La seconde couche protectrice peut également être appliquée en toute surface sur la première couche protectrice et sur la première structure de contact.
Il est en outre avantageux que la structure de contact présente un second segment de contact s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice, à travers celle-ci et le premier segment de contact de la structure de contact en reliant électriquement la face avant photovoltaïque de la cellule solaire.
Il est également avantageux que la structure de contact comporte un troisième segment de contact s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice à travers celle-ci jusque sur le côté avant de la masse enveloppe. L'expression « transversalement à la direction longitudinale » signifie ici que le se- cond ou troisième segment de contact s'étend dans la direction de l'épaisseur de la première couche protectrice mais non nécessairement perpendiculairement à la surface supérieure mais en faisant un certain angle par rapport à celle-ci. Ainsi, le second segment de contact s'étend à partir de la face avant de la première couche protectrice c'est-à-dire du premier segment de contact jusqu'à la face arrière de la première couche protectrice c'est-à-dire jusqu'à la face avant active de la cellule solaire ou d'une électrode collectrice. Le troisième segment de contact s'étend de façon analogue de la face avant de la première couche protectrice, c'est-à-dire du premier segment de contact jusqu'à la face arrière de la première couche protectrice toutefois jusqu'à la face avant de la masse enveloppe latéralement sur la cellule solaire à savoir jusqu'à un quatrième segment de contact de la structure de contact. Ce moyen permet de façon simple de réaliser une liaison électrique entre le premier segment de contact sur le côté avant de la première couche protec- trice vers le restant du circuit électrique qui se trouve sur le côté arrière à l'opposé de la face avant de la première couche protectrice. En particulier dans une étape de fabrication on réalise une ouverture correspondante par exemple par laser à travers la première couche protectrice et on la perce dans la couche métallique et ensuite on métallise par un procédé galvanique pour réaliser la liaison électrique. De façon avantageuse, la structure de contact a un quatrième segment de contact au dos de la cellule solaire et qui est relié électriquement et mécaniquement à la cellule solaire. Si le composant électronique ou micromécanique est sur le côté arrière du quatrième segment de contact à l'opposé de la cellule solaire il est relié électrique- ment et mécaniquement au quatrième segment de contact. De façon avantageuse, le quatrième segment de contact de la structure de contact est réalisé comme plan de circuit avec au moins une couche métallique structurée. Le plan de circuit peut être en partie réalisé comme couche entre la cellule solaire et le composant/ L'épaisseur du plan de circuit peut être plus mince que celle du composant ou de l'épaisseur de la cellule solaire. Le plan de circuit permet de réaliser la liaison mécanique entre le composant et la cellule solaire. En outre le plan de circuit fournit l'énergie de la cellule solaire directement ou par un accumulateur d'énergie intermédiaire, au composant. Le plan de circuit a des chemins conducteurs électriques et des surfaces de contact appropriés. Le dos du plan de circuit peut comporter également plusieurs composants électroniques ou micromécaniques. Le composant peut être un composant discret réalisé indépendamment de la cel- iule solaire et relié comme élément terminé par la liaison au plan de circuit. En utilisant les techniques de construction et de liaison, on relie le composant par des procédés connus au plan de circuit. La technique de construction et de liaison peut comporter un procédé d'assemblage par la matière. Ainsi, le composant peut être relié au plan de circuit par une liaison d'assemblage par la matière. La liaison peut se faire par exemple entre une surface de contact électrique du composant et une surface de contact électrique du plan de circuit. La liaison peut se faire par exemple par soudage, brasage ou liaison par fil ou une combinaison de tels procédés. De façon correspondante, les matières réalisant la liai- son sont installées au préalable sur le composant ou sur le plan de cir- cuit. La liaison peut se faire rapidement, économiquement et de manière peut encombrante à l'aide de ces procédés connus. A la différence d'une couche de circuit réalisée séparé- ment et ensuite appliquée sur la cellule solaire, par exemple sous la forme d'une plaque de circuit collée ou d'un support de circuit collé, la couche de circuit peut également être réalisée par un procédé de fabrication consistant à réaliser la couche de circuit directement au dos de la cellule solaire. La cellule solaire peut ainsi servir de substrat pour réaliser la couche de circuit. Le plan de circuit peut être réalisé en déve- rs loppement différentes couches au dos de la cellule solaire, et cela couche par couche. Le plan de circuit peut ainsi être réalisé au dos de la cellule solaire sans appliquer une combinaison de couches réalisées séparément. Pour réaliser le plan de circuit au dos de la cellule solaire on peut utiliser des procédés de fabrication classiques de semi- 20 conducteur. Comme dans le quatrième segment de contact on a un plan de circuit au dos de la cellule solaire, le composant électronique ou micromécanique peut utiliser les procédés connus de la technique de construction et de la technique de liaison pour être installé au dos ou côté arrière de la cellule solaire. On réalise ainsi un circuit très compact 25 avec sa propre alimentation en énergie par la cellule solaire. Il est en outre avantageux que la structure de contact comporte un cinquième segment de contact s'étendant dans et/ou sur la surface extérieure de la masse enveloppe et reliant le troisième segment de contact de la structure de contact au quatrième segment de 30 contact de la structure de contact. De façon avantageuse, le cinquième segment de contact de la structure de contact comporte une liaison par fil ou un premier contact traversant, un second contact traversant et un chemin conducteur électrique reliant électriquement l'un des deux contacts traversant. Dans ce dernier cas, le contact électrique entre le troi- 35 sième segment de contact et le quatrième segment de contact se fera seulement après application de la masse enveloppe. Ce moyen permet de façon simple et sure, de réaliser le contact entre la première couche protectrice sortant du troisième segment de contact de la structure de contact et du quatrième segment de contact de la structure de contact au dos de la cellule solaire. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de circuits et de procédés de réalisation selon l'invention, représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d'un circuit correspondant à un exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 montre un ordinogramme d'un procédé de réalisation d'un circuit électrique correspondant au premier exemple de réalisation de l'invention. Description de mode de réalisation de l'invention La figure 1 est un schéma d'un circuit électrique 10 selon un exemple de réalisation de l'invention. Le circuit 10 comporte une cellule solaire 12 encore appelée « cellule photovoltaïque » ayant une face avant 14 à effet photovoltaïque et une face arrière ou dos 16. La cellule solaire 12 est réalisée en des matières semi-conductrices comme les cellules solaires connues. La cellule solaire 12 a une structure stratifiée appropriée. La face avant 14 de la cellule solaire 12 a une surface plane, par exemple de forme rectangulaire. La cellule solaire 12 trans- forme le rayonnement incident arrivant sur sa face avant 14 en énergie électrique fournie en sortie aux bornes de la cellule solaire 12. Au moins un branchement de la face avant de la cellule solaire 12 est relié aux côtés avant 14 de la cellule solaire 12 et au moins un branchement côté arrière de la cellule 12 est prévu au dos au côté arrière 16 de la cellule solaire 12. Le circuit 10 comporte également deux composants 18, 20 installés au dos 16 de la cellule solaire 12. Les composants 18, 20 sont des composants électroniques ou micromécaniques 18, 20. Les composants 18, 20 sont reliés chaque fois par une partie de la structure de contact 24, électriquement et mécaniquement à la cellule solaire 12.
En fonctionnement, la cellule solaire 12 fournit entre son branchement face avant et son branchement face arrière, une tension électrique utilisée pour le fonctionnement des composants 18, 20. Le circuit 10 comporte une masse d'enrobage ou masse enveloppe 26. La masse d'enrobage 26 enveloppe les composant 18, 20 ainsi que la face arrière 16 de la cellule solaire 12 ou les régions de la structure de contact 24 sur la face arrière 16 de la cellule solaire 12. L'épaisseur de la couche de la masse enveloppe 26 est choisie pour que les composants 18, 20 soient complètement enveloppés par la masse d'enrobage 26. La masse d'enrobage ou masse enveloppe 26 est selon les formes de réalisation par exemple une masse coulée ou une masse moulée. La masse enveloppe 26 déborde du bord 28 de la cellule solaire 12 et forme ainsi la face avant 27 de la masse enveloppe 26. La cellule solaire 12 indépendamment de sa face avant active 14 est intégrée dans la masse enveloppe 26. Le circuit 10 peut être garni de composants électroniques 18, 20 installés sur son dos et branchés en technique Flip-Chip mécaniquement et électriquement encapsulés avec la cellule solaire 12 par la masse enveloppe 26.
Selon l'invention, une première couche protectrice 30 transparente est appliquée sur la face avant 14 à effet photovoltaïque de la cellule solaire 12. La première couche protectrice 30 s'étend ainsi sur toute la face avant 14 de la cellule solaire 12 et la face avant 27 de la masse enveloppe 26. La première couche protectrice 30 couvre ainsi la face avant 14 de la cellule solaire 12 sauf les points de contact entre la structure de contact 24 et la face avant 14 ou électrode collectrice de la cellule solaire 12. La première couche protectrice 30 est une couche de polymère. La première couche protectrice 30 peut également être appliquée par laminage, sérigraphie, coulée par rideau ou revêtement par filage. La face avant 32 à l'opposé de la face avant 14 de la cellule so- laire 12 pour la première couche protectrice 30 reçoit une seconde couche protectrice 34. La seconde couche protectrice 34 s'étend sur toute la face avant 32 de la première couche protectrice 30 et couvre celle-ci ainsi qu'une partie de la structure de contact 24. La seconde couche protectrice crée notamment une protection des parties libres de la structure de contact comme cela sera expliqué ci-après ; la seconde couche protectrice 34 peut également être une couche de polymère appliquée par laminage, sérigraphie, coulée par rideau ou enduction centrifuge.
Comme les deux composants 18, 20 ont des structures de contact 24 analogues reliées à la face avant 14 de la cellule solaire 12, on se reportera ci-après uniquement à l'une des deux structures de contact 24. La structure de contact 24 qui relie électriquement le composant 18, 20 à la face avant 14 de la cellule solaire 12 à un pre- mier segment de contact 36. Le premier segment de contact 36 est appliqué sur la face avant 32 de la première couche protectrice 30. Selon l'exemple de réalisation présenté, le premier segment de contact 36 de la structure de contact 24 est en outre couvert par la seconde couche protectrice 34 qui la protège contre l'influence de l'environnement. Ain- si, le premier segment de contact 36 est installé entre la première couche protectrice 30 et la seconde couche protectrice 34. Le premier segment de contact 36 est réalisé comme plan de circuit avec au moins une couche métallique. Pour cela, avec un procédé approprié, on réalise une structure ou une couche métallique non structurée sur la première couche protectrice 30. Dans le cas où l'on applique une couche métallique non structurée, on peut la structurer à postériori et former des chemins conducteurs. Pour former un plan de circuit à plusieurs couches, on applique successivement deux ou plusieurs couches métal- ligues. Par exemple, le premier segment de contact 36 peut être appli- qué par laminage et ensuite être mise en structure. Comme déjà décrit ci-dessus, on peut toutefois également envisager d'appliquer la première couche protectrice 30 et la couche métallique déjà comme matière composite sur la face avant 14 de la cellule solaire 12 et ensuite de structu- rer la couche métallique. La structure de contact 24 a un second segment de contact 38. Le second segment de contact 38 s'étend transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice 30 à travers celle-ci et réalise la liaison électrique entre le premier segment de con- tact 36 de la structure de contact 24 et de la face avant à effet photovol- taïque 14 notamment une électrode collectrice pour la cellule solaire 12. On peut ainsi réaliser une ouverture appropriée 40 par laser à travers la première couche protectrice 30 et percer la couche métallique qui la couvre et ensuite métalliser par un procédé galvanique pour réaliser la liaison électrique, c'est-à-dire le second segment de contact 38. La structure de contact 24 comporte également un troisième segment de contact 42. Le troisième segment de contact 42 s'étend également transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice 30 à travers celle-ci jusque sur la face avant 27 de la masse enveloppe 26. Le troisième segment de contact 42 s'étend de façon analogue à partir de la face avant de la première couche protectrice 30 c'est-à-dire à partir du premier segment de contact 36 jusqu'au côté arrière de la première couche protectrice 30, toutefois jusque sur le côté avant 27 de la masse enveloppe 26, latéralement par rapport à la cellule solaire 12. La réalisation du troi- sième segment de contact 42 peut se faire de façon analogue ou au second segment de contact 38. Comme déjà décrit, l'expression « transversalement à la direction longitudinale » signifie que le second ou troisième segment de contact s'étend dans la direction de l'épaisseur de la première couche protectrice sans néanmoins être nécessairement perpendiculaire à la surface supérieure mais pouvant faire un certain angle par rapport à celle-ci. La structure de contact 24 comporte en outre un qua- trième segment de contact 44. Le quatrième segment de contact 44 peut être réalisé sous la forme d'un plan de circuit ayant au moins une couche métallique. Le quatrième segment de contact 44 ou le plan de circuit s'étend sur la face arrière ou dos 16 de la cellule solaire 12 à l'opposé de la face avant 14 de la cellule solaire. Le plan de circuit est relié mécaniquement de façon solidaire au côté arrière 16 de la cellule solaire 12. Les composants 18, 20 sont installés au dos 46 du qua- trième segment de contact 44 ou du plan de circuit et sont reliés mécaniquement de manière solide. Le plan de circuit fournit l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des composants 18, 20 à partir des bornes de la cellule solaire 12 au contact des composants 18, 20.
En outre le plan de circuit est réalisé pour transmettre les signaux élec- triques, suivant la forme de réalisation du circuit 10 et des composants 18, 20 entre les contacts des composants 18, 20 ou entre les contacts des composants 18, 20 et les contacts extérieurs du circuit 10. Pour cela, le plan de circuit c'est-à-dire le quatrième segment de contact 44 de la structure de contact 24 comporte un ensemble de chemins con- ducteurs. Le plan de circuit peut également avoir une ou plusieurs couches. Si le plan de circuit a plusieurs couches alors les chemins conducteurs peuvent se réaliser sans se croiser. Le plan de circuit peut alors avoir une métallisation de la face arrière de la cellule solaire 12.
Pour cela un procédé approprié permet d'appliquer une couche métal- lique structurée ou non structurée au dos 16 de la cellule solaire 12. Si l'on applique une couche métallique non structurée, celle-ci peut être structurée simplement pour déformer le plan de circuit. Pour réaliser un plan de circuit multicouche, on peut appliquer successivement deux ou plusieurs couches métalliques. Les composants 18, 20 peuvent être des puces « nues » pour traiter des capteurs tels que par exemple le boîtier de moulage ou les modules de capteur. Le contact électrique entre les composants 18, 20 et le quatrième segment de contact 44 réalisé comme métallisation du dos peuvent se faire en technique « Flip-Chip » (puce retournée). La structure de contact 24 comporte en outre un cinquième segment de contact 48. Le cinquième segment de contact 48 a un premier contact traversant 50, un second contact traversant 52 et un chemin électro-conducteur 54 reliant électriquement les deux con- tacts traversants 50, 52. Le premier contact traversant 50 relie le quatrième segment de contact 44 ou le plan de circuit à la surface extérieure 56 de la masse enveloppe 26, surface tournée vers le plan de circuit. Le chemin conducteur électrique 54 s'étend de la surface extérieure 56 de la masse enveloppe 26 entre le premier contact traversant 50 et le second contact traversant 52. Le second contact traversant 52 s'étend sur une plage qui déborde latéralement du bord 28 de la cellule solaire 12 sur toute l'épaisseur de la masse enveloppe 26. La masse enveloppe 26 peut être par exemple réalisée comme masse moulée. Dans ce cas, les contacts traversant 50, 52 sont des contacts moulés.
Dans cette réalisation, le cinquième segment de contact 48 c'est-à-dire la liaison électrique entre le troisième segment de contact 42 et le quatrième segment de contact 44 est réalisé seulement après l'application de la masse enveloppe 26. Cela est particulièrement carac- téristique si pour réaliser l'enveloppe 26 on utilise un procédé sans substrat, par exemple fondé sur la technique eWLB (plaquettes enfouies, technique de réseau de grilles à balles enfouies). Une réalisation spéciale est celle d'une structure « emballage sur emballage » selon laquelle la surface extérieure 56 de la masse enveloppe 26 est fournie vierge comme plan de circuit pour le montage d'autres composants nus ou logés dans des boîtiers (solution non représentée). En outre, la mise en contact de la masse enveloppe 26 peut être envisagée de façon classique en technique des fils de liaison. Ce procédé est réalisé comme cinquième contact comme voisinage 48 des fils de liaison. La figure 2 montre un ordinogramme d'un procédé de réalisation d'un circuit électrique 10 selon un exemple de la présente invention. Le circuit 10 peut être le circuit 10 des figures antérieures. Dans l'étape 100, on réalise une face avant 14 à effet photovoltaïque pour une cellule 12 et on fournit le dos 16, approprié contre la face avant 14. Dans l'étape 102 on applique un composant électronique ou micromécanique 18, 20 sur le dos 16 de la cellule solaire 20. En même temps ou dans une étape suivante on relie le composant 18, 20 électriquement et mécaniquement par exemple par une structure de contact tel qu'un plan de circuit à la cellule solaire 12. On peut pour cela appliquer la technique de construction de liaison. Par exemple le composant 18, 20 peut être fournit comme composant discret et être installé sur le plan de circuit pour être ensuite fixé par une opération de soudage ou de collage sur le plan de circuit. Dans l'étape 104 on réalise une première couche protectrice 30 transparente sur la face avant 14 à cellules solaires 12 et la couche métallique sur la face avant 32 de la première couche protectrice 30, à l'opposé de la cellule solaire 12. En variante on peut égale- ment avoir une couche de liaison comprenant la première couche protectrice 30 et la couche métallique sur la face avant 14 de la cellule solaire 12. Pour cela on peut notamment utiliser des procédés analogues à des procédés de laminage et de mise en structure comme celles connues des procédés connus de la fabrication des plaques de circuit.
Selon l'étape 106 on utilise une structure de contact 24 qui relie le composant électronique ou micromécanique 18, 20 électriquement au côté avant 14 à effet photovoltaïque de la cellule solaire 12. L'étape 106 comprend une étape 108 selon laquelle on a une ouverture 40 s'étendant transversalement à la direction longitudinale de la pre- mière couche protectrice 30 et de la couche métallique. L'étape 106 comporte également une étape 110 avec un second segment de contact 38 de la structure de contact 24 dans l'ouverture 40 qui relie électriquement le premier segment de contact 36 de la structure de contact 24 au côté avant 14 à effet photovoltaïque de la cellule solaire 12. Cela peut se faire par exemple par un procédé de galvanisation. L'étape 106 comprend également l'étape 112 consistant à structurer la couche métallique pour former un premier segment de contact 36 de la structure de contact sur la face avant 32 de la première couche protectrice 30 à l'opposé de la cellule solaire 12.
La réalisation décrite ci-dessus convient par exemple pour des capteurs à alimentation indépendante.25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Circuit électrique 12 Cellule solaire 14 Face avant 16 Face arrière et/ou dos 18 Composant 20 Composant 24 Structure de contact 26 Masse enveloppe/Masse d'enrobage 27 Côté avant de la masse enveloppe 28 Bord 30 Première couche protectrice 34 Seconde couche protectrice 38 Second segment de contact 40 Ouverture 42 Troisième segment de contact 44 Quatrième segment de contact 48 Cinquième segment de contact 50 Contact traversant 52 Contact traversant 54 Chemin électro-conducteur 56 Surface extérieure de la masse d'enrobage 26 100-112 Etapes du procédé de réalisation d'un circuit électrique 1025

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1°) Circuit électrique (10) comportant : une cellule solaire (12) ayant une face avant (14) à effet photovoltaïque et une face arrière (16), un composant électronique ou micromécanique (18, 20) installé au dos (16) de la cellule solaire (12) et relié électriquement à une structure de contact (24) avec la face avant à effet photovoltaïque (14) de la cellule solaire (12), et une première couche protectrice (30) transparente appliquée sur la face avant (14) à effet photovoltaïque de la cellule solaire (12), la structure de contact (24) ayant un premier segment de contact (36) installé sur le côté avant (32) de la première couche protectrice (30) à l'opposé de la cellule solaire (12).
  2. 2°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche protectrice (30) couvre pratiquement complètement la face avant (14) à effet photovoltaïque de la cellule solaire (12).
  3. 3°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première couche protectrice (30) est appliquée par laminage, sérigraphie, coulée en rideau, ou couche de polymère appliquée par revêtement ou par enduction centrifuge.
  4. 4°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce par une masse enveloppe (26) couvrant le composant électronique ou micromécanique (18, 20) et débordant du bord latéral (28) de la cellule so- laire (12), et la première couche protectrice (30) s'étend au moins en partie sur la face avant (27) de la masse enveloppe (26).
  5. 5°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce quele premier segment de contact (36) de la structure de contact (24) est une couche métallique structurée et/ou appliquée par laminage.
  6. 6°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé par une seconde couche protectrice (34) transparente sur la face avant (32) de la première couche protectrice (30) et couvrant le premier segment de contact (36) de la structure de contact (24).
  7. 7°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de contact (24) a un second segment de contact (38) qui s'étend transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice (30) à travers celle-ci et relie électriquement le pre- mier segment de contact (36) de la structure de contact (24) à la face avant à effet photovoltaïque (14) de la cellule solaire (12).
  8. 8°) Circuit électrique (10) selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la structure de contact (24) comporte un troisième segment de contact (42) qui s'étend transversalement à la direction longitudinale de la première couche protectrice (30) à travers celle-ci jusqu'à la face avant (27) de la masse enveloppe (26).
  9. 9°) Circuit électrique (10) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le premier segment de contact (38) et/ou le troisième segment de contact (42) de la structure de contact (24) sont réalisés sous la forme d'un contact métallique par galvanisation.
  10. 10°) Circuit électrique (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de contact (24) a un quatrième segment de contact (44) sur la face arrière (16) de la cellule solaire (12) et qui est relié électrique- ment et mécaniquement à la cellule solaire (12), etle composant électronique ou micromécanique (18, 20) se trouve sur le côté arrière (46) à l'opposé de la cellule solaire (12) du quatrième segment de contact (44) en étant relié électriquement et mécaniquement au quatrième segment de contact (44).
  11. 11°) Circuit électrique (10) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le quatrième segment de contact (44) de la structure de contact (24) est un plan de circuit ayant au moins une couche métallique structurée.
  12. 12°) Circuit électrique (10) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure de contact (24) a un cinquième segment de contact (48) qui s'étend dans et/ou sur la surface extérieure (56) de la masse enveloppe (26) et relie électriquement le troisième segment de contact (42) de la structure de contact (24) au quatrième segment de contact (44) de la structure de contact (24).
  13. 13°) Circuit électrique (10) selon la revendication 12, caractérisé en ce que le cinquième segment de contact (48) de la structure de contact (24) a un fil de liaison ou un premier contact traversant (50), un second contact traversant (52) et un chemin électro-conducteur (54) reliant l'un des deux contacts traversant (50, 52) par une liaison électrique.
  14. 14°) Procédé de réalisation d'un circuit électrique (10) comprenant les étapes suivantes consistant à : utiliser (100) une cellule solaire (12) dans la face avant (14) a une action photovoltaïque ainsi qu'une face arrière (16), installer (102) un composant électronique ou micromécanique (18, 20, 22) au dos (16) de la cellule solaire (12), installer (104) une première couche protectrice (30) transparente sur la face avant (14) de la cellule solaire (12) et une couche métallique sur la face avant (14) de la première couche protectrice (30) à l'opposé de la cellule solaire (12) ou une couche compositecomprenant la première couche protectrice (30) et la couche métallique sur la face avant (14) de la cellule solaire (12), et utiliser (106) une structure de contact (24) reliant le composant électronique ou micromécanique (18, 20) électriquement à la face avant (14) à effet photovoltaïque de la cellule solaire (12), l'utilisation (106) de la structure de contact (24) comprenant l'utilisation (112) d'un premier segment de contact (36) de la structure de mise en contact (24) avec la face avant (14) non tournée vers la cellule solaire (12) et faisant partie de la première couche (30).
  15. 15°) Procédé selon la revendication (14), caractérisé en ce que l'utilisation (106) de la structure de contact (24) comprend en outre les étapes consistant à : prévoir (108) une ouverture (40) transversale à la direction longitudinale de cette première couche protectrice (30) et de l'ouverture (40) le long de la couche métallique, prévoir (110) un second segment de contact (38) de la structure de contact (24) dans l'ouverture (40) reliant électriquement le premier segment de contact (36) de la structure de contact (24) à la face avant à effet photovoltaïque (14) de la cellule solaire (12) par une liaison électrique, et mettre en structure (112) la couche métallique pour former une structure de contact (24) autour du premier segment de contact (36).30
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