ES2898720T3

ES2898720T3 - Módulo solar con placa cobertora estructurada y capa de interferencia óptica

Info

Publication number: ES2898720T3
Application number: ES18186153T
Authority: ES
Inventors: René Kalio; Jörg Palm; Jens Kullmann; Manuel Dias; Sven Ring
Original assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Current assignee: CNBM Bengbu Design and Research Institute for Glass Industry Co Ltd
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2038-07-27
Also published as: US20210313480A1; KR20210033044A; CN112753106A; JP2021532595A; EP3599647A1; US12464853B2; JP7290710B2; KR102594724B1; CN112753106B; WO2020020015A1; EP3599647B1

Abstract

Módulo solar (1) para la generación de energía fotovoltaica, que comprende una placa cobertora transparente (10) con una superficie exterior (11) dirigida hacia el entorno exterior y una superficie interior opuesta (13), en el que la superficie exterior (11) presenta al menos una zona estructurada (15) sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica (16) para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado, caracterizada porque la zona estructurada (15) tiene las siguientes características: - perpendicular al plano de la placa cobertora (10) un perfil de altura que presenta montañas y valles, en el que una diferencia de altura media entre las montañas y los valles es de al menos 2 μm, - al menos el 50 % de la zona estructurada (15) se compone de segmentos (17) que están inclinados respecto al plano de la placa cobertora, en el que, referido al plano de la placa cobertora, al menos el 20 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15° y al menos el 30 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45°, en el que - los segmentos (17) son respectivamente planos y presentan una superficie de segmento de al menos 1 μm2, en el que los segmentos (17) tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de interferencia óptica (16) en la superficie exterior (11).

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo solar con placa cobertora estructurada y capa de interferencia óptica

La presente invención pertenece al campo técnico de la generación de energía fotovoltaica y se refiere a un módulo solar con una placa cobertora estructurada y al menos una capa de interferencia óptica. La invención se extiende además a un procedimiento para fabricar el módulo solar de acuerdo con la invención así como su uso.

El uso de módulos solares como elementos de pared o fachada es actualmente un mercado económicamente relativamente pequeño, pero ecológicamente muy interesante. En particular, en vista de los esfuerzos aumentados para soluciones energéticas descentralizadas y edificios energéticamente neutrales, crece la necesidad del uso de módulos solares como componentes integrados de las envolventes de los edificios. Otros sectores interesantes de aplicación de los módulos solares son las barreras acústicas (calle, carril), paredes de privacidad en la zona exterior o paredes para invernaderos. Estas nuevas aplicaciones plantean exigencias completamente nuevas a los módulos solares, en particular en lo que respecta a la estética, la vida útil y otras funcionalidades como la obturación y el aislamiento térmico. En particular, los módulos solares utilizados para ello deben estar disponibles en diferentes formas, tamaños y colores y transmitir una impresión de color lo más homogénea posible. De acuerdo con el origen del color (absorción / remisión, interferencia, refracción), el color de una superficie homogénea en sí del módulo solar puede depender del ángulo de observación y/o de incidencia. Además, el espectro y la distribución espacial (difusa, direccional) de la luz también determinan la impresión de color.

Estas nuevas aplicaciones plantean exigencias completamente nuevas a los módulos solares, en particular en lo que respecta a la estética, la vida útil y otras funcionalidades como la obturación y el aislamiento térmico. En particular, los módulos solares utilizados para ello deben estar disponibles en diferentes formas, tamaños y colores y transmitir una impresión de color lo más homogénea posible. Sin embargo, estas exigencias de los módulos solares deparan problemas técnicos que entran en conflicto con la funcionalidad real de los módulos solares, es decir, la generación más eficiente posible de energía eléctrica a partir de la luz solar.

En términos de optimización de la eficiencia, un módulo solar ideal sería un cuerpo negro que absorbe completamente la luz incidente para convertir de manera óptima la energía radiante en energía eléctrica. Sin embargo, la radiación incidente se refleja por cada cuerpo real y la radiación absorbida se remite, surgiendo la impresión de color en el ojo humano básicamente de la reflexión seleccionada espectralmente y de la remisión de la luz. El espectro solar tiene la mayor intensidad energética en el rango espectral visible y el ojo humano presenta la mayor sensibilidad. Si un módulo solar está diseñado en color, es decir, si se debe generar una impresión de color del módulo solar en el ojo humano que es diferente del cuerpo negro ideal, se reduce la intensidad de la luz absorbida en el semiconductor activo fotovoltaico y, por lo tanto, también la potencia eléctrica o la eficiencia del módulo solar. En principio, la eficiencia óptima solo se puede lograr con un módulo solar negro. Por otro lado, de acuerdo con el origen del color (absorción / remisión, interferencia, refracción), el color de una superficie homogénea en sí del módulo solar puede depender del ángulo de observación y/o de incidencia. Además, el espectro y la distribución espacial (difusa, direccional) de la luz también determinan la impresión de color.

En la solicitud de patente internacional WO 2014/045142 se describen capas de interferencia múltiples en el lado interior de un vidrio frontal, que reflejan un rango espectral definido de la luz solar. Tales capas de interferencia múltiples son muy caras de fabricar y, por lo tanto, solo son adecuadas para uso industrial de forma condicionada. También se muestra el uso opcional de vidrio cobertor de dispersión difusa, en el que la capa de interferencia múltiple y el lado rugoso del vidrio cobertor se encuentran en lados distintos del vidrio cobertor (capa de interferencia múltiple en el interior, rugosidad en el exterior). Por la solicitud de patente WO 2015/151819 A1 se conoce un módulo solar con una placa cobertora estructurada y una capa de interferencia.

También se conoce el uso de procedimientos biónicos, en los que se generan nanoestructuras que son similares a las de las mariposas (véase Fraunhofer, Blasi et al. 33a Conferencia y Exhibición Europea de Energía Solar FV, 24-29 de septiembre de 2017, Ámsterdam, Países BajosJ . Estos procedimientos son muy complejos y costosos y aún no son adecuados para la producción industrial en serie de módulos solares de gran superficie.

También se conoce la aplicación de pinturas sobre los vidrios cobertores mediante serigrafía cerámica o el uso de pinturas orgánicas para vidrio. Esto son tecnologías comparativamente económicas que también pueden generar un amplio espectro de colores. Además, la impresión de color depende solo ligeramente del ángulo. Sin embargo, las capas de color como tales son en principio opacas y absorbentes de luz, de modo que la pérdida de eficiencia es inevitablemente muy alta. Esto es válido en particular a los tonos de color claros, que por regla general conducen a una pérdida inaceptable de eficiencia.

Por el contrario, el objetivo de la presente invención es poner a disposición un módulo solar coloreado, en el que el color debe depender lo menos posible del ángulo de observación y de incidencia, ya que de lo contrario el color dependería fuertemente de la ubicación del espectador o de la posición del sol en el caso del uso en un entorno integrado en un edificio. Para cada color solicitado por el cliente, la pérdida de eficiencia del módulo solar también debe ser lo más baja posible. Para la producción industrial en serie, también es importante que los módulos solares se puedan fabricar en grandes superficies, así como a costos aceptables y con una homogeneidad satisfactoria.

Estos y otros objetivos se consiguen de acuerdo con la propuesta de la invención mediante un módulo solar y un procedimiento para su fabricación de acuerdo con las reivindicaciones coordinadas. Configuraciones ventajosas de la invención están especificadas mediante las características de las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención se muestra un módulo solar con células solares conectadas eléctricamente en serie para la generación de energía fotovoltaica. En principio, el módulo solar de acuerdo con la invención puede ser cualquier tipo de módulo solar, en particular un módulo solar basado en silicio en forma de oblea o un módulo solar de capa delgada con células solares conectadas en serie de forma monolíticamente integrada.

El módulo solar de acuerdo con la invención es preferentemente un módulo solar de capa delgada. Ventajosamente, el módulo solar es un módulo solar de capa delgada con una estructura de panel compuesto, que dispone de una placa cobertora frontal transparente y un sustrato trasero (por ejemplo, placas de vidrio), que están firmemente conectados entre sí mediante una capa intermedia de polímero termoplástica o reticulante (por ejemplo, PVB o EVA). La invención se refiere en particular a un módulo solar de capa delgada en configuración de sustrato, en el que la estructura de capas para fabricar las células solares se aplica sobre una superficie del sustrato posterior dirigida hacia el lado de entrada de luz. La invención se refiere igualmente a un módulo solar de capa delgada en una configuración de superestrato, en la que la estructura de capas se aplica sobre una superficie de la placa cobertora transparente frontal alejada del lado de entrada de luz.

De acuerdo con el uso habitual, el término "módulo solar de capa delgada" se refiere a módulos con una estructura de capa con un pequeño espesor de, por ejemplo, algunos micrómetros, que requieren un soporte para una resistencia mecánica suficiente. El soporte puede estar hecho, por ejemplo, de vidrio inorgánico, plástico, metal o una aleación de metal y, dependiendo del espesor de capa respectivo y de las propiedades específicas del material, puede estar configurado como una placa rígida o una película flexible.

En el caso de un módulo solar de capa delgada, la estructura de capas comprende, de manera conocida en sí, una capa de electrodo posterior, una capa de electrodo frontal y una capa absorbente fotovoltaicamente activa dispuesta entre la capa de electrodo posterior y frontal. La capa del electrodo frontal es ópticamente transparente, ya que se debe posibilitar un paso de la luz a través de la estructura de capas. La capa de electrodo frontal ópticamente transparente comprende o está hecha de manera típica de un óxido metálico dopado (TCO = Transparent Conductive Oxide), por ejemplo, óxido de zinc n-conductor, en particular dopado con aluminio (AZO).

La capa absorbente fotovoltaica activa comprende o está hecha preferentemente de un semiconductor de calcopirita, que es ventajosamente un semiconductor compuesto ternario I-III-VI del grupo cobre-indio / disulfuro de galio / diselenuro (Cu(In,Ga)(S,Se)2). En la fórmula anterior, el indio y el galio pueden estar presentes respectivamente solos o en combinación. Lo mismo es válido para el azufre y selenio, que pueden estar presentes solos o combinados. Como material para la capa absorbente es apropiado de manera especial el CIS (diselenuro / disulfuro de cobre e indio) o CIGS (diselenuro de cobre, indio, galio, disulfuro de cobre, indio y galio, disulfoselenuro de cobre, indio y galio). La capa absorbente presenta de manera típica un dopaje de un primer tipo de conductividad (tipo portador de carga) y el electrodo frontal presenta un dopaje del tipo de conductividad opuesta. Como regla general, la capa absorbente es conductora p (dopada p), es decir, dispone de un exceso de electrones defectuosos (huecos), y la capa de electrodo frontal es conductora n (dopada n), de modo que los electrones libres están presentes en exceso. De manera típica está dispuesta una capa tampón entre la capa absorbente y la capa de electrodo frontal. Esto es válido en particular a las capas absorbentes en base a Cu(In,Ga)(S,Se)2, en las que por regla general se necesita una capa tampón entre una capa absorbente de Cu(In,Ga)(S,Se)2 conductora p y un electrodo frontal conductor n. Según los conocimientos actuales, la capa tampón posibilita una adaptación electrónica entre el absorbedor y el electrodo frontal. Además, ofrece una protección contra daños por pulverización catódica en un siguiente paso del proceso de depósito del electrodo frontal, por ejemplo, mediante pulverización catódica con magnetrón de CC. Mediante la secuencia de la capa de electrodo frontal conductora n, la capa tampón y la capa absorbente conductora p se forma una heterounión pn, es decir, una unión entre capas del tipo de conductividad opuesta. La capa absorbente fotovoltaicamente activa también puede estar hecha, por ejemplo, en telururo de cadmio (CdTe) o silicio amorfo y/o microcristalino.

Las células solares conectadas en serie están configuradas en el módulo solar de capa delgada mediante zonas de estructuración. Así, al menos la capa de electrodo posterior está dividida mediante primeras líneas de estructuración (líneas P1) en secciones completamente separadas entre sí, que forman los electrodos posteriores de las células solares. Además, al menos la capa absorbente está dividida en secciones completamente separadas por segundas líneas de estructuración (líneas P2), que forman los absorbedores de las células solares, y al menos la capa de electrodo frontal está dividida en secciones completamente separadas mediante terceras líneas de estructuración (líneas P3), que forman los electrodos frontales de las células solares. Las células solares adyacentes están conectadas eléctricamente entre sí en serie a través de material eléctricamente conductor en las segundas líneas de estructuración, en las que el electrodo frontal de una célula solar está conectado eléctricamente al electrodo posterior de la célula solar adyacente y, con esta manera típica, pero no necesariamente, tiene contacto directo. Cada zona de estructuración comprende una secuencia directa de las tres líneas de estructuración P1-P2-P3, respectivamente en este orden.

De acuerdo con el uso común, el término "célula solar" se refiere a una zona de la estructura de capas que presenta un electrodo frontal, un absorbedor fotovoltaicamente activo y un electrodo posterior y se delimita por dos zonas de estructuración inmediatamente adyacentes entre sí. En la zona de borde del módulo, esto es válido de manera análoga, en la que en lugar de una zona de estructuración está presente una sección de conexión para una puesta en contacto eléctrico de la conexión en serie de las células solares, de modo que la célula solar está definida mediante la zona de capa con electrodo frontal, absorbedor y electrodo posterior, que se sitúa entre una zona de estructuración y la sección de conexión inmediatamente adyacente. Cada célula solar presenta una zona ópticamente activa que, dispuesta en una pila un sobre otro, comprende un electrodo posterior, un absorbedor y un electrodo frontal y es capaz de la conversión fotoeléctrica de luz en corriente eléctrica.

El módulo solar de acuerdo con la invención comprende una placa cobertora transparente de lado frontal o de entrada de luz, que presenta una superficie exterior dirigida hacia el entorno exterior y una superficie interior opuesta a la superficie exterior. En el estado instalado del elemento de fachada en la fachada, la superficie exterior de la placa cobertora está dirigida al entorno exterior y forma parte del lado exterior o superficie exterior de la fachada, opcionalmente con capas aplicadas sobre la misma. De acuerdo con una configuración de la invención, la placa cobertora está hecha del mismo material, por ejemplo vidrio o plástico, preferentemente vidrio sodocálcico. La placa cobertora es preferentemente una placa rígida de vidrio o plástico. En este caso, la superficie exterior o la superficie interior de la placa cobertora se forma por el material respectivo de la placa cobertora. De acuerdo con una configuración alternativa de la invención, la placa cobertora está hecha de al menos dos materiales distintos, en la que la superficie exterior y/o la superficie interior de la placa cobertora se forma por un material distinto de un núcleo de la placa cobertora. El núcleo de la placa cobertora está hecho preferentemente del mismo material, por ejemplo, vidrio o plástico, preferentemente vidrio de sodocálcico. En el exterior y/o interior sobre el núcleo de la placa cobertora está colocado un material distinto del núcleo de la placa cobertora, que es transparente y tiene el mismo índice de refracción óptica que el material del núcleo de la placa cobertora. La superficie exterior o la superficie interior de la placa cobertora se forma en este caso por el material respectivo que está aplicado sobre el núcleo de la placa cobertora. De acuerdo con la invención, el término “placa cobertora” comprende por tanto también cuerpos compuestos, con la condición de que los materiales que forman la placa cobertora sean transparentes y tengan el mismo índice de refracción óptica. La placa cobertora no presenta preferentemente una curvatura y, por lo tanto, es plana (llana). Sin embargo, la placa cobertora también puede estar curvada. La placa cobertora puede ser rígida o flexible. En forma de placa cobertora flexible, se puede proporcionar en forma llana.

Una placa cobertora llana (plana) define un plano que, en el sentido de la presente invención, se debe entender como el "plano de la placa cobertora". En el caso de una placa cobertora curvada, mediante una superficie tangencial llana (imaginaria) en cualquier punto del plano se puede definir un plano local, que igualmente se debe entender como el "plano de la placa cobertora".

En el sentido de la presente invención, el término "transparencia" o "transparente" se refiere a una permeabilidad a la luz visible de al menos el 85 %, en particular al menos el 90 %, preferentemente al menos el 95 %, en particular el 100 %. De manera típica, la luz visible está presente en el intervalo de longitud de onda de 380 nm a 780 nm. El término "opacidad" u "opaco" se refiere a una permeabilidad a la luz visible de menos del 5 %, en particular del 0 %. Los datos porcentuales se refieren a la intensidad de la luz, medida en el interior del módulo de la placa cobertora frontal, referido a la intensidad de la luz incidente sobre la placa cobertora frontal del entorno exterior. La transparencia de la placa cobertora se puede determinar de manera sencilla mediante una disposición de medición en la que, por ejemplo, una fuente de luz blanca (fuente de luz visible) está dispuesta en un lado de la placa cobertora frontal y un detector de luz visible en el otro lado de la placa cobertora frontal. Los valores mencionados a continuación para el índice de refracción óptica siempre se refieren al índice de refracción óptica en el intervalo de longitud de onda visible de 380 nm hasta 780 nm.

El módulo solar de acuerdo con la invención da al espectador una impresión de color homogénea en al menos una sección del módulo cuando el lado exterior del módulo está iluminado con luz blanca, en particular cuando está iluminado con luz solar, es decir, el módulo solar está coloreado en la sección del módulo. Los módulos solares con una impresión de color homogénea en toda la superficie son válidos como especialmente atractivos. El color del módulo solar se puede describir mediante tres coordenadas de color L *, a *, b *, en el que las coordenadas de color se refieren al espacio de color (CIE) L*a*b* conocido en sí por el experto en la materia, en el que están definidos exactamente todos los colores perceptibles. Este espacio de color está especificado en la norma europea EN ISO 11664-4 "Colorimetría - Parte 4: CIE 1976 Espacio de color L*a*b*", a la que se hace referencia completa en el marco de la presente descripción de la invención. En el espacio de color (CIE)L*a*b*, cada color está definido mediante un lugar de color con las tres coordenadas cartesianas L*, a*, b*. En el eje a* se sitúan el verde y el rojo uno frente al otro, el eje b* discurre entre el azul y el amarillo, el eje L* describe la luminosidad (luminancia) del color. Para una representación más gráfica, las magnitudes se pueden convertir al espacio de color Lhc, en el que L permanece igual y la saturación es el radio y h es el ángulo de un punto de color en el plano a*b*.

El color del módulo solar se refiere a una observación del módulo solar desde el entorno externo, es decir, en vista de la placa cobertora frontal. La medición de color o la determinación de las coordenadas de color del módulo solar se puede realizar de manera sencilla mediante un equipo de medición de color disponible comercialmente (espectrofotómetro). Con esta finalidad, el equipo de medición de color se dirige hacia la superficie exterior de la placa cobertora frontal, en particular se colocada sobre la superficie exterior. Los dispositivos de medición de color habituales posibilitan la medición del color de acuerdo con las normas, en los que su estructura y tolerancias están sujetas de manera típica a normas internacionales, por ejemplo, definidas por DIN 5033, ISO/CIE 10527, ISO 7724 y ASTM E1347. Por ejemplo, con vistas a la medición del color se hace referencia completa a la norma DIN 5033. Un equipo de medición de color presenta, por ejemplo, una lámpara de flash de xenón, una lámpara halógena de tungsteno o uno o varios LED como fuente de luz, en el que la superficie exterior de un cuerpo se ilumina con la luz generada (por ejemplo, blanca) y se mide la luz recibida por el módulo solar. Como se explicó al principio, el color del cuerpo medido por el equipo de medición del color es el resultado de la luz reflejada y emitida del módulo solar.

Para garantizar que el módulo solar de acuerdo con la invención tenga un color homogéneo con una dependencia del ángulo relativamente baja al menos en una sección, la superficie exterior de la placa cobertora transparente presenta al menos una zona estructurada, sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica colorante (transparente) para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado o predeterminable. Preferentemente, la capa de interferencia óptica está dispuesta directamente (sin otra capa intermedia) sobre la superficie exterior de la placa cobertora. La capa de interferencia óptica puede estar conformada en una o varias capas, es decir, presentar una o varias capas que refractan la luz (capas de refracción). La capa de interferencia óptica sirve para generar el color del módulo solar, estando conformada la capa de interferencia óptica de modo que sea posible una interferencia constructiva o destructiva de la luz que se refleja en las distintas interfaces de la capa de interferencia óptica. El color del módulo solar resulta de la interferencia de la luz reflejada en las interfaces de la capa de interferencia óptica. Cuando se ilumina con luz (blanca), en particular con luz solar, la capa de interferencia óptica actúa como un filtro de color para generar un color homogéneo. Las células solares fotovoltaicamente activas, que por ejemplo presentan una coloración negra-azulada (células solares de capa delgada de CIGS), contribuyen al color general del módulo solar.

La zona estructurada de la superficie exterior se extiende preferentemente sobre toda la placa cobertora, es decir, sobre toda la superficie exterior de la placa cobertora, de modo que el módulo solar tiene un color homogéneo. El módulo solar también puede presentar varias secciones de módulo con respectivamente un color homogéneo. Los colores de las secciones del módulo pueden ser iguales o distintas entre sí.

La al menos una zona estructurada presenta un perfil de altura perpendicular al plano de la placa cobertora con montañas (elevaciones) y valles (depresiones), en la que una diferencia de altura promedio entre las montañas y valles de al menos 2 pm y preferentemente, pero no necesariamente, como máximo del 20 % del espesor de la placa cobertora transparente. Además, al menos el 50 % de la zona estructurada de la superficie exterior está formada por segmentos o facetas de diferente inclinación (zonas reflectantes de las superficies). Los segmentos son secciones de la superficie de la placa cobertora dirigida hacia el entorno exterior y respectivamente están conformados como superficies planas que están inclinadas con respecto al plano de la placa cobertora. En este caso, referido al plano de la placa cobertora, al menos el 20 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15° y al menos el 30 % de los segmentos presentan un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45°. Ventajosamente, pero no necesariamente, menos del 30 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°. Las estructuras preferentemente no son periódicas ni anisotrópicas. Sin embargo, para efectos ópticos especiales, también se pueden utilizar estructuras periódicas y estructuras anisotrópicas. Además, los segmentos son llanos (planos) y presentan una superficie de segmento de al menos 1 pm2. La zona estructurada se puede fabricar, por ejemplo, mediante grabado, chorro de arena o laminado de la placa cobertora.

Por consiguiente, la zona estructurada presenta una pluralidad de segmentos llanos (planos). En el sentido de la presente invención, los segmentos llanos (planos) se pueden formar mediante superficies no curvadas. Pero, también es posible que los segmentos llanos (planos) se formen mediante superficies ligeramente curvadas. En el sentido de la presente invención, un segmento está ligeramente curvado si para cada punto del segmento es válido: si en un punto del segmento se construye un plano tangencial (imaginario) con una superficie de 1 pm2, la distancia entre la superficie del segmento y el plano tangencial, referido a la dirección normal al plano tangencial, es menor de 50 nm.

Además, es válido que en al menos una zona (es decir, zona parcial) de la zona estructurada, los segmentos tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de interferencia óptica que está aplicada sobre la zona estructurada. Si la capa de interferencia óptica está hecha de varias capas de refracción, los segmentos de la al menos una zona tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de refracción con el menor espesor de capa. La zona en la que los segmentos tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % del espesor de capa de la capa de interferencia óptica puede corresponder a la zona estructurada, es decir, la zona y la zona estructurada son entonces idénticas.

En el sentido de la presente invención, el término "estructuración" o "zona estructurada" denota una zona de la superficie exterior o superficie interior de la placa cobertora en la que las características descritas en el párrafo inmediatamente anterior están presentes en combinación.

Mediante las características de la zona estructurada se puede lograr de manera ventajosa que cuando la placa cobertora está iluminada con luz, incluso cuando se observa fuera del ángulo de inclinación (el ángulo de incidencia de la luz incidente corresponde al ángulo de reflexión de la luz reflejada, referido al plano de la placa cobertora), la luz con una intensidad relativamente alta se rechaza. La causa de esto son los distintos segmentos inclinados, que están presentes en un número suficiente, tamaño adecuado y rugosidad adecuada, así como ángulos de inclinación adecuados para posibilitar una alta intensidad de la luz reflejada incluso cuando se observa fuera del ángulo de inclinación. Siempre hay un número suficiente de segmentos inclinados que, en caso de estructuración exterior mediante refracción en los segmentos y en el caso de estructuración interior mediante reflexión en los segmentos, dispersan suficiente intensidad en direcciones fuera del ángulo de inclinación de la placa cobertora.

Como se utiliza aquí y a continuación, el término "ángulo de inclinación" se refiere a la normal al plano de la placa cobertora, en contraste con el "ángulo de inclinación local", que se refiere a la normal al plano de un segmento. El ángulo de inclinación y el ángulo de inclinación local pueden ser iguales (el segmento es paralelo al plano de la placa cobertora), pero por lo general son distintos (el segmento está inclinado con respecto al plano de la placa cobertora).

Como resultado se puede lograr que la intensidad de la luz no reflejada (es decir, dispersada) en el ángulo de inclinación sea relativamente alta y, en comparación con una superficie reflectante sin una zona estructurada de este tipo, tenga solo una ligera dependencia del ángulo en referencia a la dirección de incidencia y observación. Por medio de la capa de interferencia óptica, la luz reflejada fuera del ángulo de inclinación se puede someter a una selección de color, dependiendo del índice de refracción y del espesor de capa de la capa de interferencia óptica, de modo que la superficie de la placa cobertora tenga un color homogéneo con dependencia de ángulo relativamente pequeña.

A este respecto, la zona estructurada presenta ventajosamente un perfil de altura en el que la diferencia de altura media entre las montañas y valles es de al menos 2 pm, preferentemente de al menos 10 pm y de manera especialmente preferente de al menos 15 pm. Mediante el grabado de la placa cobertora se puede generar una zona así estructurada (por ejemplo, un vidrio cobertor). A este respecto, la zona estructurada presenta igualmente ventajosamente un perfil de altura en el que la diferencia de altura media entre las montañas y valles es de al menos 50 pm, preferentemente de al menos 100 pm. Mediante la laminación de la placa cobertora se puede generar una zona así estructurada (por ejemplo, un vidrio cobertor). En consecuencia, la invención se extiende ventajosamente sobre un elemento de fachada cuya al menos una zona estructurada de la placa cobertora está fabricada mediante grabado o laminado, con lo que se pueden fabricar los perfiles de altura mencionados. Pero, las estructuras también se pueden generar mediante aplicación de una capa transparente y estructurada sobre la placa cobertora. A este respecto, la capa debe tener un mismo (o al menos muy similar) índice de refracción que la placa cobertora. De acuerdo con la invención, la estructuración de una superficie de la placa cobertora también debería comprender la aplicación de dicha capa transparente y estructurada.

Las propiedades nombradas de la zona estructurada de la placa cobertora se pueden determinar mediante equipos de medición convencionales, como un microscopio, en particular un microscopio confocal o un perfilómetro de aguja.

Mediante la al menos una zona estructurada de la placa cobertora (no revestida) del módulo solar de acuerdo con la invención se consigue preferentemente que, en el caso de ángulos de observación de 45° y 15° (respectivamente referido a la normal al plano de la placa cobertora) y un ángulo de incidencia que se desvía en 45° (en ambas direcciones) del ángulo de inclinación respectivo, se produzca una luminosidad L de la luz reflejada de al menos 10. Preferentemente, se produce una luminosidad L de la luz reflejada de al menos 15 y más preferentemente de al menos 20. En esta medición está colocada una cubierta negra en el lado de la placa cobertora (no revestida) opuesto al lado a caracterizar. Se utiliza un proyector D65 para la medición y la luminosidad L se mide con un equipo de medición de color multiángulo disponible en el mercado (ángulo de apertura de 10°). La estructura de medición se explica con más detalle más abajo en relación con la figura 14. En este contexto se hace referencia en el alcance completo a la norma europea EN ISO 11664-4.

La invención se extiende por tanto en un módulo solar para la generación de energía fotovoltaica, que comprende una placa cobertora transparente con una superficie exterior dirigida hacia el entorno exterior y una superficie interior opuesta, en el que la superficie exterior presenta al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado, en el que la zona estructurada tiene las siguientes características:

- un perfil de altura perpendicular al plano de la placa cobertora que muestre montañas y valles, con una diferencia de altura media entre montañas y valles de al menos 2 pm,

- al menos el 50 % de la zona estructurada se compone de segmentos que están inclinados respecto al plano de la placa cobertora, en el que, referido al plano de la placa cobertora, al menos el 20 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15° y al menos el 30 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45°, en el que

- los segmentos son respectivamente planos y presentan una superficie de segmento de al menos 1 pm2 , en el que los segmentos tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de interferencia óptica en la superficie exterior.

En este caso es una ventaja que la placa cobertora estructurada, no revestida, provista de una superficie posterior negra esté conformada de modo que con un ángulo de observación de 45° y 15° (respectivamente referido a la normal al plano de la placa cobertora) y un ángulo de incidencia de 45° (en ambas direcciones) se desvíe del ángulo de inclinación respectivo y se produzca una luminosidad L de la luz reflejada de al menos 10, al menos 15 o al menos 20.

La invención se extiende igualmente a un módulo solar para la generación de energía fotovoltaica, que comprende una placa cobertora transparente con una superficie exterior dirigida hacia el entorno exterior y una superficie interior opuesta, en el que la superficie exterior presenta al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado, en el que la placa cobertora no revestida, provista de una superficie posterior negra y que presenta al menos una zona estructurada está conformada de modo que, en el caso de un ángulo de observación de 45° y 15° (respectivamente referido a la normal al plano de la placa cobertora) y un ángulo de incidencia que se desvía en 45° del ángulo de inclinación respectivo (en ambas direcciones), se produce una luminosidad L de la luz reflejada de al menos 10, al menos 15 o al menos 20.

De acuerdo con la invención, el conflicto de objetivos descrito al principio entre un color homogéneo con una dependencia de ángulo baja y, al mismo tiempo, un alto grado de eficiencia del módulo solar se puede resolver de manera muy satisfactoria. Por un lado, mediante la superficie estructurada de la placa cobertora se refleja la luz con una alta intensidad y una dependencia de ángulo baja, incluso fuera del ángulo de inclinación. Por otro lado, mediante el efecto de filtro de la capa de interferencia óptica se posibilita que la luz con alta intensidad incida sobre el semiconductor fotovoltaicamente activo de las células solares, de modo que una gran fracción de la luz incidente se pueda convertir en corriente eléctrica con alta eficiencia o la menor perdida de eficiencia posible del módulo solar. Además, mediante la capa de interferencia óptica colorante se consigue una buena impresión de color homogénea. La capa de interferencia actúa como un filtro con la reflexión de banda más estrechas posibles y la transmisión de banda ancha.

En una realización preferida del módulo solar de acuerdo con la invención, la superficie exterior de la placa cobertora está provista de al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica colorante. Además, la superficie interior de la placa cobertora no presenta una zona estructurada ni una capa de interferencia óptica. La superficie interior es preferentemente lisa (en el marco de las imprecisiones de producción). Preferentemente, la capa de interferencia óptica está dispuesta directamente (es decir, sin otra capa intermedia) sobre la superficie exterior de la placa cobertora.

En otra realización preferida del módulo solar de acuerdo con la invención, la superficie exterior de la placa cobertora está provista de al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica colorante. Además, la superficie interior no presenta una zona estructurada y sobre la superficie interior de la placa cobertora está dispuesta otra capa de interferencia óptica para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado. La superficie interior es preferentemente lisa (en el marco de las imprecisiones de producción). Las afirmaciones anteriores sobre la capa de interferencia óptica en la superficie exterior de la placa cobertora son válidas de manera análoga para la capa de interferencia óptica en la superficie interior de la placa cobertora. Las dos capas de interferencia óptica pueden ser iguales o distintas entre sí. En particular, las dos capas de interferencia óptica pueden estar conformadas para reflejar la luz dentro del mismo intervalo de longitud de onda. Sin embargo, también es posible que las dos capas de interferencia óptica estén conformadas para reflejar la luz dentro de intervalos de longitud de onda distintos o solo parcialmente superpuestos. Los espesores de capa y los índices de refracción de las dos capas de interferencia óptica pueden ser iguales o distintos entre sí. Mediante esta medida se puede definir aún mejor el color del módulo solar. También se pueden generar colores mezclados.

En otra realización preferida del módulo solar de acuerdo con la invención, la superficie exterior de la placa cobertora está provista de al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica colorante. Además, la superficie interior presenta al menos una zona estructurada sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado. Las afirmaciones anteriores sobre la zona estructurada de la superficie exterior de la placa cobertora son válidas de manera análoga para la zona estructurada de la superficie interior de la placa cobertora. La zona estructurada de la superficie interior y la zona estructurada de la superficie exterior pueden ser iguales o distintas entre sí. Para la otra capa de interferencia óptica en la superficie interior de la placa cobertora, las afirmaciones relevantes son válidas en la configuración inmediatamente anterior del módulo solar de manera análoga, en la que los espesores de capa y los índices de refracción de las dos capas de interferencia óptica pueden ser iguales. o distintos entre sí. Mediante estas medidas también se puede definir aún mejor el color del módulo solar. También se pueden generar colores mezclados.

En el módulo solar de acuerdo con la invención, mediante la al menos una superficie estructurada de la placa cobertora se refleja la luz con una alta intensidad y una dependencia de ángulo baja, incluso fuera del ángulo de inclinación. Mediante la al menos una capa de interferencia óptica, que actúa de forma colorante, se genera una impresión de color muy homogénea. Es común a todas las configuraciones descritas arriba que cuando la luz incide sobre la superficie exterior estructurada con la capa de interferencia se origina un color con alta intensidad y dependencia de ángulo baja incluso fuera del ángulo de inclinación mediante la reflexión y la interferencia. La capa de interferencia y/o la estructuración adicional en la superficie interior pueden intensificar aún más este efecto.

En una configuración ventajosa del módulo solar de acuerdo con la invención, al menos el 80 %, de forma especialmente preferente al menos el 90 % de una superficie estructurada de la superficie exterior o de la superficie interior (de acuerdo con la superficie que esté estructurada) se compone de segmentos inclinados respecto al plano de la placa cobertora. Mediante el aumento del número de segmentos, la intensidad de la luz reflejada desde la zona estructurada de la superficie de la placa cobertora también fuera del ángulo de inclinación y su estabilidad angular se puede aumentar aún más.

En otra configuración ventajosa del módulo solar de acuerdo con la invención, al menos el 30 % de los segmentos de al menos una zona estructurada tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15°, al menos el 40 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45° y preferentemente, pero no necesariamente, menos del 10 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°. De forma especialmente preferente, al menos el 40 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15°, al menos el 50 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45° y preferentemente, pero no necesariamente, menos del 10 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°. Si están presentes relativamente muchas facetas con un pequeño ángulo de inclinación de menos de 15°, esencialmente solo se produce una intensidad reflejada (como en el caso de una superficie no estructurada) en un ángulo de observación cercano al ángulo de inclinación, lo que no es deseable de acuerdo con la invención. Con facetas más empinadas, la dependencia del ángulo de la luz reflejada se reduce, pero con numerosas facetas muy empinadas (mayor de 45°) se pueden producir reflexiones múltiples en mayor medida, lo que es una desventaja dado que esto puede conducir a una medida mayor de acoplamiento de esa fracción de la luz en la capa absorbente, cuya reflexión es deseable en el sentido de la presente invención. Además, con muchos procedimientos de revestimiento es difícil asegurar una cobertura conforme con el mismo espesor de capa en segmentos de superficie planos y empinados al mismo tiempo. El espesor de capa de la capa de interferencia óptica dependería así del ángulo de inclinación, lo que a su vez conduce a dependencias angulares indeseables. Lo más preferido a este respecto es una configuración en la que los segmentos presentan respectivamente un ángulo de inclinación que sea mayor de 0° y como máximo de 45°. De acuerdo con las condiciones anteriores, también se puede lograr una intensidad muy alta de la luz reflejada fuera del ángulo de inclinación con al mismo tiempo una dependencia del ángulo particularmente baja de la intensidad.

Las estructuras preferentemente no son periódicas ni anisotrópicas. Sin embargo, para efectos ópticos especiales, también se pueden utilizar estructuras periódicas y/o estructuras anisotrópicas. Las estructuras periódicas y anisotrópicas tales como pirámides, estructuras de panal tetragonales o hexagonales o semiesferas se pueden fabricar fácilmente con laminado durante el estirado del vidrio. Se pueden utilizar para crear atractivos efectos de brillo y color. Si las estructuras de superficie cumplen las condiciones mencionadas arriba, los módulos solares muestran de nuevo una disminución de color significativamente reducida para los ángulos fuera de los ángulos de inclinación, sin embargo, las dependencias angulares son entonces anisotrópicas en referencia a la orientación en el plano del módulo.

La al menos una capa de interferencia óptica puede contener una o varias capas de refracción y en particular componerse de éstas. Una capa de refracción está hecha del mismo material (con la misma composición) y, en particular, presenta un índice de refracción homogéneo (igual) en todo el espesor de capa. Si la capa de interferencia óptica contiene varias capas de refracción, al menos dos capas de refracción están hechas de un material distinto entre sí y tienen un índice de refracción diferente. Ventajosamente, al menos una capa de refracción presenta un índice de refracción n de mayor de 1,7, preferentemente mayor de 2,0 y de forma especialmente preferente mayor de 2,3. Básicamente es válido que cuanto mayor es el índice de refracción, menor es la dependencia del ángulo de la luz reflejada, de modo que la dependencia del ángulo de la impresión de color se puede reducir aún más.

La capa de interferencia óptica contiene ventajosamente al menos un compuesto seleccionado entre TiOx, ZrOx, SiC y Si3N4. Si la capa de interferencia óptica presenta dos, tres o más capas, la capa de interferencia óptica contiene preferentemente al menos un compuesto seleccionado entre MgF2, AhO3, SiO2 y oxinitruro de silicio. Esto son compuestos con un índice de refracción relativamente bajo.

En el módulo solar de acuerdo con la invención, ya se puede conseguir una buena impresión de color debido a la combinación de una superficie estructurada con una capa de interferencia óptica que presenta solo un pequeño número de capas de refracción (por ejemplo, una a tres capas de refracción). Debido al reducido número de capas de refracción, se simplifica la fabricación del módulo solar y se reducen los costes de producción.

Ventajosamente, al menos una capa de interferencia óptica (en particular todas las capas de interferencia óptica) del módulo solar contiene exactamente una capa de refracción (o se compone de esta), cuyo índice de refracción n es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3.

Igualmente ventajosamente, al menos una capa de interferencia óptica (en particular todas las capas de interferencia óptica) del módulo solar contiene exactamente dos capas de refracción (o se compone de estas), en la que una primera capa de refracción con un primer índice de refracción n1 está presente sobre la placa cobertora con un índice de refracción nd y una segunda capa de refracción con un segundo índice de refracción n2 está presente sobre la primera capa de refracción. Para las cantidades (valores absolutos) de las diferencias de los índices de refracción es válido: |n1-nd| > 0,3 y |n2-n1| > 0,3 y al menos uno de los índices de refracción n1 o n2 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3.

Igualmente ventajosamente, al menos una capa de interferencia óptica (en particular todas las capas de interferencia óptica) del módulo solar contiene exactamente tres capas de refracción (o se compone de estas), en la que una primera capa de refracción con un primer índice de refracción n1 está presente sobre la placa cobertora con un índice de refracción nd, una segunda capa de refracción con un segundo índice de refracción n2 está presente en la primera capa de refracción y una tercera capa de refracción con un segundo índice de refracción n3 está presente sobre la segunda capa de refracción. Para las cantidades (valores absolutos) de las diferencias de los índices de refracción es válido: |n3-n2| > 0,3 y |n2-n1| > 0,3 y |n1-nd| > 0,3. A este respecto, los valores de los índices de refracción se comportan alternativamente: es válido n1 > n2 y n3 > n2 o n1 < n2 y n3 < n2. Además, al menos uno de los índices de refracción n1, n2 o n3 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3.

Mediante las capas de interferencia óptica con exactamente una, exactamente dos o exactamente tres capas de refracción, se puede lograr una impresión de color homogénea del módulo solar con una fabricación simplificada y menores costos de producción del módulo solar. Mediante las capas de dos o tres capas se puede aumentar la intensidad del color, es decir, la luminosidad y la saturación, es decir, la reflexión en un cierto intervalo de onda estrecho. La dependencia del ángulo se reduce mediante índices de refracción relativamente altos. Las capas de interferencia de pilas de capas con más de tres capas en combinación con la placa cobertora estructurada de acuerdo con la invención y las configuraciones representadas se sitúan igualmente en el alcance de la invención, pero son más complejas en la fabricación. Con una capa cuádruple de capas de refracción con índices de refracción altos y bajos alternos, por ejemplo, el ancho de banda de la luz reflejada se puede reducir aún más con una transmisión mejorada.

En la zona estructurada de la placa cobertora se produce una reflexión de la radiación de luz incidente también fuera del ángulo de inclinación con una intensidad relativamente alta. Con esta finalidad, la superficie estructurada está conformada preferentemente de tal manera que esté presente una neblina de reflexión de mayor del 50 %, de manera especialmente preferente más del 90 %. La neblina de reflexión se puede determinar mediante un medidor de neblina disponible en el mercado. De acuerdo con ASTM D1003, la neblina es la relación entre la parte difusa de la luz reflejada y la reflexión total.

En el módulo solar de acuerdo con la invención está prevista al menos una zona en la que los segmentos tienen una rugosidad media de menos del 15 % del espesor de capa de la capa de interferencia óptica en la superficie exterior, con lo que se posibilita una interferencia constructiva o destructiva de la luz reflejada. Esta zona se extiende ventajosamente sobre toda la placa cobertora. De acuerdo con una configuración de la invención, la zona estructurada presenta al menos otra zona, es decir, una zona (parcial), en la que los segmentos presentan respectivamente una rugosidad media tal que no se produce una interferencia en la capa de interferencia óptica. Por ejemplo, los segmentos presentan allí una rugosidad media del 50 % al 100 % del espesor de capa de la capa de interferencia. En estas zonas, el módulo solar no presenta color generado mediante la capa de interferencia óptica.

La invención se refiere además a un procedimiento para la fabricación de un módulo solar de acuerdo con la invención como se describe anteriormente. El procedimiento de acuerdo con la invención comprende las siguientes etapas para procesar la placa cobertora:

En un primer paso del procedimiento a) se proporciona una placa cobertora transparente plana que presenta una superficie exterior, que está dirigida hacia al entorno exterior, y una superficie interior opuesta.

A continuación, se selecciona y lleva a cabo una única segunda etapa de procedimiento b1), b2) o b3) a partir de las siguientes tres etapas de procedimiento (alternativas):

b1) estructuración de la superficie exterior al menos en una zona y aplicación de una capa de interferencia óptica sobre la zona estructurada. En este caso, la superficie interior no está estructurada y no se aplica una capa de interferencia óptica sobre la superficie interior.

b2) estructuración de la superficie exterior al menos en una zona, aplicación de una capa de interferencia óptica sobre la zona estructurada de la superficie exterior y aplicación de otra capa de interferencia óptica sobre la superficie interior. En este caso, la superficie interior no se estructura.

b3) estructuración de la superficie exterior al menos en una zona, aplicación de una capa de interferencia óptica sobre la zona estructurada de la superficie exterior, estructuración de la superficie interior al menos en una zona y aplicación de otra capa de interferencia óptica sobre la zona estructurada de la superficie interior.

En el procedimiento arriba mencionado, la estructuración de la superficie exterior o superficie interior también comprende la aplicación de una capa transparente provista de al menos una zona estructurada sobre la placa cobertora, que forma la superficie exterior o superficie interior.

Además, la invención se extiende en el uso del módulo solar de acuerdo con la invención como un componente (integral) de una envolvente de edificio (pared de edificio) o una pared autoportante, por ejemplo una pared de protección de privacidad o ruido.

Las distintas configuraciones de la invención se pueden implementar individualmente o en cualquier combinación. En particular las características mencionadas anteriormente y todavía a explicar a continuación se pueden usar no sólo en las combinaciones especificadas, sino también en otras combinaciones o individualmente, sin abandonar el marco de la presente invención.

La invención se explica a continuación más en detalle haciéndose referencia a los dibujos adjuntos. Muestran en representación simplificada, no a escala:

fig. 1 un ejemplo de forma de realización de un módulo solar de acuerdo con la invención en una vista esquemática en sección transversal;

fig. 2 la estructura básica del módulo solar de acuerdo con la invención en una vista esquemática en sección transversal;

fig. 3 un detalle ampliado de la placa cobertora del módulo solar de la figura 2 en una vista esquemática en sección transversal;

fig. 4 una representación esquemática de condiciones de iluminación típicas de un módulo solar conformado como elemento de fachada;

fig. 5-8 representaciones esquemáticas de trayectorias de luz a modo de ejemplo en la reflexión en la placa cobertora del módulo solar de la figura 2;

fig. 9 es una representación esquemática de la interferencia de rayos de luz en la capa de interferencia óptica; figs. 10-13 distintas configuraciones del módulo solar de acuerdo con la invención;

fig. 14 una representación esquemática del procedimiento de medición para la medición de color multiángulo; fig. 15 un diagrama para la representación de los valores de medición de una medición dependiente del ángulo de la luminosidad de cuatro paneles de vidrio diferentes;

figs. 16-17 perfiles de altura de distintos paneles de vidrio;

fig. 18 un diagrama para la representación de las distribuciones angulares de los segmentos de distintos paneles de vidrio;

figs. 19 a 23 diagramas para la representación de distintas propiedades de las capas de interferencia óptica; fig. 24 un diagrama de flujo para la ilustración del procedimiento de acuerdo con la invención.

En la figura 1 se ilustra de manera esquemática un módulo solar de acuerdo con la presente invención, indicado en conjunto por el número de referencia 1, en base a una vista en sección transversal (sección perpendicular a la superficie del módulo). El módulo solar 1 conformado a modo de ejemplo en forma de módulo solar de capa delgada comprende una pluralidad de células solares 12 conectadas entre sí en serie de forma integrada, de las que solo dos están representadas de forma muy simplificada. Se entiende que, por regla general, una pluralidad de células solares 12 (por ejemplo, aproximadamente 100-150) están conectadas en serie en el módulo solar 1. El módulo solar 1 presenta una estructura de panel compuesto en una configuración de sustrato. Comprende un sustrato trasero 2 con una estructura de capas 3 aplicada sobre él de capas delgadas, en el que la estructura de capas 3 está dispuesta sobre una superficie del sustrato 2 en el lado de entrada de luz. El sustrato 2 se conformado aquí, por ejemplo, como una placa de vidrio plana rígida con una permeabilidad a la luz relativamente alta, en el que igualmente se pueden utilizar otros materiales eléctricamente aislantes con la resistencia y comportamiento inerte deseados con respecto a las etapas del procedimiento llevadas a cabo.

La estructura de capa 3 comprende una capa de electrodo posterior opaca 5 dispuesta sobre la superficie del sustrato 2, que está hecha, por ejemplo, en un metal opaco como molibdeno (Mo) y se ha aplicado sobre sustrato 2 mediante deposición de vapor o pulverización catódica (sputtering) asistida por campo magnético. La capa de electrodo posterior 5 tiene, por ejemplo, un espesor de capa en el intervalo de 300 nm a 600 nm. Sobre la capa de electrodo posterior 5 está aplicada una capa absorbente 6 fotovoltaicamente activa (opaca), que se compone de un semiconductor dopado con iones metálicos, cuya banda prohibida es capaz de absorber una mayor proporción de luz solar posible. La capa absorbente 6 está hecha, por ejemplo, de un semiconductor de calcopirita conductor p, por ejemplo un compuesto del grupo Cu(In/Ga)(S/Se)2, en particular Cu(In/Ga)(S/Se)2 dopado con sodio (Na). En la fórmula anterior, el indio (In) y el galio (Ga) así como el azufre (S) y el selenio (Se) pueden estar presentes opcionalmente o en combinación. La capa absorbente 6 tiene un espesor de capa que está, por ejemplo, en el intervalo de 1 a 5 pm y en particular es de aproximadamente 2 pm. Para la producción de la capa absorbente 6 se aplican de manera típica distintas capas de material, por ejemplo mediante pulverización catódica, que a continuación se transforman térmicamente en el semiconductor compuesto mediante calentamiento en un horno, opcionalmente en una atmósfera que contiene S y/o Se (RTP = Rapid Thermal Processing). Este tipo de producción de un semiconductor compuesto es bien conocido por el experto en la técnica, de modo que no se debe entrar aquí en ello con más detalle. Una capa tampón 7 está depositada sobre la capa absorbente 6, que aquí está hecha, por ejemplo, de una capa individual de sulfuro de cadmio (CdS) y una capa individual de óxido de zinc intrínseco (i-ZnO), lo que no está representado con más detalle en la figura 1. Una capa de electrodo frontal 8 está aplicada sobre la capa tampón 7, por ejemplo, mediante pulverización catódica. La capa de electrodo frontal 8 es transparente a la radiación en el rango espectral visible ("electrodo de ventana"), de modo que la luz solar irradiante 4 (ilustrada mediante flechas en la fig. 1) sólo se debilita ligeramente. La capa de electrodo frontal 8 se basa, por ejemplo, en un óxido metálico dopado, por ejemplo óxido de zinc dopado con aluminio (Al) conductor n (ZnO). Dicha capa de electrodo frontal 8 se conoce generalmente como capa de TCO (TCO = Transparent Conductive Oxide). El espesor de capa de la capa de electrodo frontal 8 es de aprox. 500 nm, por ejemplo. Mediante la capa de electrodo frontal 8, junto con la capa tampón 7 y la capa absorbente 6, se forma una heterounión (es decir, una secuencia de capas del tipo de conductividad opuesta). A este respecto, la capa tampón 7 puede provocar una adaptación electrónica entre la capa absorbente 6 y la capa de electrodo frontal 8.

Para proteger contra las influencias ambientales está aplicada una capa adhesiva (plástica) 9 sobre la estructura de capas 3, que sirve para encapsular la estructura de capas 3. A la capa adhesiva 9 está pegada una placa cobertora 10 frontal o del lado de entrada de luz, transparente a la luz del sol y que está conformada aquí, por ejemplo, en forma de una placa de vidrio rígida (plana) hecha de vidrio extra blanco con un bajo contenido de hierro. La placa cobertora 10 sirve para el sellado y para la protección mecánica de la estructura de capas 3. La placa cobertora 10 dispone de una superficie interior 13 dirigida hacia las células solares 12 y una superficie exterior 11 alejada de las células solares 12, que es al mismo tiempo la superficie del módulo o el lado superior del módulo. El módulo solar 1 puede absorber la luz solar 4 a través de la superficie exterior 11 para generar una tensión eléctrica en las conexiones de tensión resultantes (+, -). En la fig. 1 se ilustra una trayectoria de corriente mediante flechas dispuestas en serie. La placa cobertora 10 y el sustrato 2 están firmemente conectados entre sí ("laminados") mediante la capa adhesiva 9, estando conformada aquí la capa adhesiva 9, por ejemplo, como una capa adhesiva termoplástica que se vuelve plásticamente deformable mediante calentamiento y conecta firmemente la placa cobertora 10 y el sustrato 2 entre sí durante el enfriamiento. La capa adhesiva 9 se puede proporcionar como película de laminación en el proceso de fabricación y está hecha aquí, por ejemplo, de PVB. La placa cobertora 10 y el sustrato 2 con las células solares 12 embebidas en la capa adhesiva 9 forman conjuntamente un compuesto laminado. El lado trasero del módulo 14 es dado mediante la superficie del sustrato 2 alejada de las células solares 12.

Para la conformación y conexión en serie de las células solares 12, la estructura de capas 3 está estructurada utilizando una tecnología de estructuración adecuada, por ejemplo, escritura láser y/o ablación mecánica. Con esta finalidad, es habitual incorporar secuencias directas de respectivamente tres líneas de estructuración P1-P2-P3 en la estructura de capas 3. En este caso, al menos la capa de electrodo posterior 5 está subdividida mediante primeras líneas de estructuración P1, con lo que se generan los electrodos posteriores de las células solares 12. Al menos la capa absorbente 6 está subdividida mediante segundas líneas de estructuración P2, con lo que se generan las zonas fotovoltaicamente activas (absorbedores) de las células solares 12. Al menos la capa de electrodo frontal 8 está subdividida mediante terceras líneas de estructuración P3, con lo que se generan los electrodos frontales de las células solares 12. El electrodo frontal de una célula solar 12 está conectado eléctricamente al electrodo posterior de una célula solar adyacente 12 por medio de la segunda línea de estructuración P2, haciendo contacto directo el electrodo frontal con el electrodo posterior, por ejemplo. En el ejemplo de modo de realización de la figura 1, las zanjas de las primeras líneas de estructuración P1 están rellenas mediante material de la capa absorbente 6. Las zanjas de las segundas líneas de estructuración P2 están rellenas mediante material de la capa de electrodo frontal 8 y las zanjas de las terceras líneas de estructuración P3 están rellenas mediante la capa adhesiva 9. Cada secuencia inmediata de primera, segunda y tercera líneas de estructuración P1-P2-P3 forma una zona de estructuración para la conexión en serie de dos células solares 12 directamente adyacentes.

Ahora se hace referencia a la figura 2, en la que se muestra la estructura básica del módulo solar 1 de acuerdo con la invención. El módulo solar 1 comprende la placa cobertora 10 (por ejemplo, vidrio frontal) y la estructura de capas 3 aplicada sobre el sustrato posterior 2, que están firmemente conectadas entre sí por la capa adhesiva 9 (película de laminación). El elemento colorante es la placa cobertora revestida 10, cuya superficie exterior 11 señala hacia la luz incidente y cuya superficie interior 13 está conectada a las células solares fotovoltaicas (obleas de silicio o células solares de capa delgada) a través de la capa adhesiva 9. El módulo solar 1 puede estar construido en particular como se describe en la figura 1. La placa cobertora 10 se compone aquí, por ejemplo, en un panel de vidrio con la menor absorción posible, como por ejemplo vidrio sodocálcico con bajo contenido de hierro. La placa cobertora colorante 10 está estructurada en la superficie exterior 11 (por ejemplo, mediante grabado, chorro de arena o laminado durante el procedimiento de estirado) y presenta un revestimiento en forma de una capa de interferencia óptica en la zona estructurada, lo que no está representado en la figura 1 y figura 2 (véase figura 3).

En la figura 3 se muestra en sección transversal un detalle ampliado de la placa cobertora 10 del módulo solar 1 de la figura 1 y figura 2. La superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 está estructurada en una zona 15 que, en el presente ejemplo, se extiende sobre toda la superficie exterior 11. Una capa de interferencia óptica 16 está dispuesta directamente sobre la superficie exterior 11. En la zona estructurada 15, la superficie exterior 11 está provista de un perfil de altura que presenta montañas y valles. En este caso, más del 50 % de la superficie exterior 11 se compone de segmentos llanos 17, cuyos planos están inclinados respectivamente con respecto al plano de la placa cobertora 10, es decir, presentan un ángulo distinto de cero. Los segmentos 17 presentan respectivamente una superficie de segmento de al menos 1 pm2 y una rugosidad media de menos del 15 % del espesor de capa d de la capa de interferencia óptica 16. Una capa inferior de altura media entre los puntos más altos (montañas) y los puntos más bajos (valles) de la superficie exterior 11 presenta al menos 2 pm y, por ejemplo, un máximo del 20 % del espesor de la placa cobertora transparente 10. Referido al plano de la placa cobertora 10, al menos el 20 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15°, al menos el 30 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45° y menos del 30 % de los segmentos 17 tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°. En el ejemplo de modo de realización de la figura 3, todos los segmentos tienen un ángulo de inclinación de como máximo 45°. La capa de interferencia óptica 16 es delgada, con un espesor de capa, por ejemplo, en el intervalo de 0,1 a 2 micrómetros, de modo que la superficie de la capa de interferencia delgada 16 sigue los picos y valles de la zona estructurada 15. La capa de interferencia óptica 16 presenta un índice de refracción n de mayor de 1,7, preferentemente mayor de 2,0 y de forma especialmente preferente mayor de 2,3, así como la menor absorción posible en referencia a la luz incidente. La capa de interferencia óptica 16 puede estar conformada de una o varias capas y se compone de una o varias capas de refracción. Cada capa de refracción presenta un índice de refracción determinado y está hecha del mismo material. Por ejemplo, la capa de interferencia óptica 16 está hecha de MgO, SiONx, Si3N4, ZrO2, TiOx y/o SiC. La conductividad eléctrica de la una o varias capas de refracción debería ser lo más baja posible.

El modo de funcionamiento de la estructuración de la superficie exterior 11 se describe con más detalle a continuación. Se considera en primer lugar la figura 4, en la que a modo de ejemplo están ilustradas condiciones de iluminación típicas en el caso de un módulo solar 1 conformado como elemento de fachada. Por tanto, la luz del sol S incide directamente sobre la superficie exterior 11 del módulo solar 1 y se refleja en el ángulo de inclinación (ángulo de incidencia = ángulo de reflexión, referido la normal a superficie del plano de la placa cobertora). Se muestran el rayo de luz incidente E y el rayo de luz reflejado R en el ángulo de inclinación. Además del rayo de luz reflejado R, la luz incidente también se dispersa de manera difusa fuera del ángulo de inclinación. A modo de ejemplo, se muestran dos rayos de luz R' dispersados de forma difusa. El efecto de color se origina por reflexión, dispersión e interferencia. Si un observador B se para frente al módulo solar 1 y mira perpendicularmente sobre la superficie exterior 11 directamente frente a él, su ojo solo se encuentra con la luz directamente reflejada R en los casos más extraños en el caso de la luz solar directa (es decir, el observador la mayoría de las veces no está en el ángulo de inclinación ). Esto se ilustra en la figura 4, donde el observador B se sitúa fuera del ángulo de inclinación y solo ve el rayo de luz difusamente dispersado R'. En el caso de una superficie lisa sin una zona estructurada 15, la intensidad de la luz difusamente dispersada R' es baja y presenta una fuerte dependencia del ángulo. Sólo cuando la fracción difusamente dispersada es suficientemente grande hay un color claro con intensidad satisfactoria (luminosidad, valor L).

El principio básico del modo de funcionamiento de los segmentos inclinados 17 de la zona estructurada 15 está ilustrado en la figura 5, en la que se muestran las distintas trayectorias de luz para un observador B, que mira perpendicularmente sobre la superficie de vidrio o superficie exterior 11 del módulo solar 1. Se muestran tres segmentos 17 con diferentes inclinaciones respecto al plano GE ilustrado esquemáticamente de la placa cobertora 10, así como los rayos de luz E que inciden en los segmentos 17, que se reflejan por los segmentos 17 respectivamente en el ángulo de inclinación al observador B (rayos de luz reflejados R). El segmento medio 17 está dispuesto en paralelo al plano GE de la placa cobertora 10, en el que el rayo de luz incidente E incide perpendicularmente en el segmento 17 y se refleja perpendicularmente al observador B (rayo reflejado R). En los dos segmentos adyacentes 17, los rayos de luz incidente E tienen respectivamente un ángulo distinto de cero respecto a la normal a la superficie en el plano GE de la placa cobertora 10 e inciden igualmente con el ángulo de inclinación en el observador B. Debido a las diferentes inclinaciones de los segmentos 17, la luz de distintas direcciones se refleja respectivamente con el ángulo de inclinación local de los segmentos 17 hacia el observador B que mira perpendicularmente sobre la superficie de módulo. En el ejemplo de modo de realización de la figura 5, los ángulos de incidencia y reflexión son como máximo de 45°.

En la figura 6 se muestra una situación en la que el observador B ve en el plano GE de la placa cobertora 10 con un ángulo de 45° con respecto a la normal a la superficie. Como en la figura 5 se muestran a modo de ejemplo tres segmentos 17 con distintas inclinaciones respecto al plano GE de la placa cobertora 10, así como los rayos de luz E que inciden respectivamente en los segmentos 17, que se reflejan por los segmentos 17 en el ángulo de inclinación local. al observador B (rayos de luz reflejados R). Debido a las diferentes inclinaciones de los segmentos 17, la luz de distintas direcciones se refleja respectivamente con el ángulo de inclinación local al observador B que mira la superficie del módulo. En el ejemplo de modo de realización de la figura 6, los ángulos de incidencia y reflexión son como máximo de 67,5°. Básicamente es válido que cuando el ángulo de inclinación es relativamente grande, la luz reflejada se desplaza hacia el azul. Este desplazamiento hacia el azul se puede reducir mediante un índice de refracción más alto de la capa de interferencia óptica. En el caso de inclinaciones superficiales relativamente empinadas , también puede producirse una reflexión múltiple en las facetas adyacentes.

En la figura 7 se muestra una situación en la que la fuente de luz y, por lo tanto, los rayos de luz incidentes están siempre inclinados con ángulo de 45° con respecto a la superficie del módulo (plano g E de la placa cobertora 10). El observador B observa la superficie del módulo desde distinto ángulos. Las especificaciones de ángulo en la figura 7 se deben entender como sigue: Ángulo de incidencia (referido al plano GE de la placa cobertora 10) / ángulo de observación o de reflexión (desviación del ángulo de inclinación referido a la normal a la superficie en el plano GE). El símbolo de grado "°" no está especificado. En la figura 7 se muestran a modo de ejemplo cuatro segmentos 17 con distintas inclinaciones respecto al plano GE de la placa cobertora 10. Solo en un segmento 17, cuyo plano es paralelo al plano GE de la placa cobertora 10, se sitúa el observador B con el ángulo de inclinación en referencia al plano GE de la placa cobertora 10: 45/0. Esto significa que el rayo de luz incidente tiene un ángulo de 45° respecto al plano GE de la placa cobertora 10, y el rayo de luz reflejado tiene una desviación angular de cero de ángulo de inclinación. En el caso de los otros segmentos 17, el observador B se sitúa fuera del ángulo de inclinación (referido al plano GE de la placa cobertora 10). Con los dos segmentos izquierdos 17 (45/90, 45/45), el observador observa la superficie del módulo con un ángulo de 90° o 45° con respecto al ángulo de inclinación, en el que la luz incide con un ángulo de 45° con respecto al plano GE. En el caso del segmento derecho 17 (45/-15), el observador se sitúa en un ángulo de -15° con respecto al ángulo de inclinación. Debido a los distintos segmentos inclinados 17 y la reflexión local condicionada por ello en el ángulo de inclinación (referido al plano de los segmentos 17), la luz también se refleja luego con suficiente intensidad hacia el observador B, si el observador no se sitúa en el ángulo de inclinación con respecto al plano GE de la placa cobertora 10.

En la figura 8 se muestra una situación en la que el observador B siempre observa la superficie del módulo solar 1 con un ángulo de 45° respecto a la superficie del módulo o plano GE de la placa cobertora 10. En la figura 8 se muestran a modo de ejemplo cuatro segmentos 17 con distintas inclinaciones respecto al plano GE de la placa cobertora 10. Solo en un segmento 17, cuyo plano es paralelo al plano GE de la placa cobertora 10, se sitúa el observador B con el ángulo de inclinación en referencia al plano GE de la placa cobertora 10: 45/0. En el caso de los otros segmentos 17, el observador B se sitúa fuera del ángulo de inclinación (referido al plano GE de la placa cobertora 10). En los dos segmentos izquierdos 17 (45/90, 45/45), el observador B observa la superficie del módulo con un ángulo de 45°, en los que la luz incide con una desviación de 90° o 45° con respecto al ángulo de inclinación (referido a la normal a la superficie respecto al plano GE de la placa cobertora 10). En el caso del segmento derecho 17 (45/-15) la luz incide con un ángulo de -15° con respecto al ángulo de inclinación. Debido a los distintos segmentos inclinados 17 y la reflexión local condicionada por ello en el ángulo de inclinación (referido al plano de los segmentos 17), la luz también se refleja luego con suficiente intensidad hacia el observador B, si la luz incide fuera del ángulo de inclinación (referido al plano GE de la placa cobertora 10).

En el módulo solar 1 de acuerdo con la invención, mediante la estructuración de la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 en combinación con la capa de interferencia óptica colorante 16 se puede lograr una impresión de color homogénea en un intervalo de longitud de onda predeterminable, en el que la impresión de color es mucho menos dependiente del ángulo en comparación con una superficie de módulo no estructurada.

En la figura 9 se muestra la capa de interferencia óptica 16 con el espesor de capa d. El rayo de luz incidente E se refleja tanto en la interfaz atmósfera-capa de interferencia (R1) como en la interfaz capa de interferencia-placa cobertora (R2). Si la diferencia de camino de los dos haces de luz R1, R2 corresponde a un múltiplo de la longitud de onda del rayo de luz incidente, se produce una interferencia constructiva, en el caso de una diferencia de camino es un múltiplo de la mitad de la longitud de onda se produce una interferencia destructiva. Al iluminarse con luz blanca, la capa de interferencia óptica actúa como filtro de color, dado que la interferencia constructiva, dependiendo del índice de refracción n y del espesor de capa d, de acuerdo con la condición de interferencia A= 4d(n2-sin2(a))1/2, solo aparece para luz de una longitud de onda adecuada. En este caso, a es el ángulo de los rayos reflejados R1, R2 respecto a la superficie normal. Los rayos de luz R' ilustran a modo de ejemplo la luz reflejada fuera del ángulo de inclinación, que puede aparecer en la zona estructurada 15 si la rugosidad de la interfaz entre la capa de interferencia - placa de cobertura es demasiado grande. Para cumplir la condición de interferencia, se requiere que los centros de dispersión sean respectivamente más pequeños que la longitud de onda y el espesor de capa. Esto se puede conseguir mediante la superficie mínima de los segmentos reivindicada de acuerdo con la invención y su máxima rugosidad. Este efecto se aprovecha de acuerdo con una configuración de la invención (véase la figura 10).

Mediante el revestimiento de la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 con una capa de interferencia óptica, compuesto de una capa inorgánica, químicamente inerte y dura, como por ejemplo Si3N4, se produce una alta resistencia al rayado, resistencia química y efecto repelente de suciedad para el módulo solar 1. Las pruebas climáticas también han demostrado que las capas de interferencia de materiales como Si3N4 o TiO2 también evitan la corrosión del vidrio mediante el calor húmedo. Mediante el uso de capas fotocatalíticas como TiO2 también se puede producir un efecto de autolimpieza.

Ahora se hace referencia a la figura 10, en la que se muestra otra configuración del módulo solar 1 de acuerdo con la invención. Para evitar repeticiones innecesarias, sólo se describen las diferencias con la configuración de las figuras 1 y 2 y por lo demás se hace referencia a las realizaciones arriba mencionadas. En esta configuración, la zona estructurada 15 de la superficie exterior 11 presenta primeras zonas 18 y segundas zonas 19. Aquí, las primeras zonas 18 están conformadas de modo que los segmentos tienen una rugosidad media que es menos del 15 % del espesor de capa d de la capa de interferencia óptica 16. En la configuración de la figura 2, esto es válido para toda la zona estructurada 15. En contraste con esto, la rugosidad media en las segundas zonas 19 es tan grande que se suprime una interferencia en la capa de interferencia óptica 16. Por ejemplo, la rugosidad media de los segmentos 17 en las segundas zonas 19 es más del 50 % del espesor de capa de la capa de interferencia óptica 16. Por tanto, el módulo solar 1 tiene un color homogéneo en las primeras zonas 18, que resulta del efecto de filtro de color de la capa de interferencia óptica 16. En las segundas zonas 19, la capa de interferencia óptica 16 no tiene un efecto de filtro de color debido a la falta de interferencia constructiva y, por lo tanto, está presente esencialmente una superficie que corresponde al módulo solar sin una capa de interferencia óptica 16. Por tanto, el módulo solar 1 se puede proveer opcionalmente de un color homogéneo en las primeras zonas 18 predeterminables. En la figura 10, las segundas zonas 19 se ilustran esquemáticamente mediante una mayor rugosidad.

En la figura 11 se ilustra otra configuración del módulo solar 1 de acuerdo con la invención. Para evitar repeticiones innecesarias, sólo se describen las diferencias con la configuración de las figuras 1 y 2 y por lo demás se hace referencia a las realizaciones arriba mencionadas. En consecuencia, el módulo solar 1 presenta una primera capa de interferencia óptica 16 en la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 en la zona estructurada 15 así como una segunda capa de interferencia óptica 16' en la superficie interior 13 de la placa cobertora 10. La superficie interior 13 de la placa cobertora 10 no está estructurada, es decir, no presenta una zona estructurada 15 análoga a la superficie exterior 11. La segunda capa de interferencia óptica 16' tiene un espesor de capa d' y un índice de refracción óptica n' que son los mismos que los de la primera capa de interferencia óptica 16, pero el espesor de capa y el índice de refracción no deben ser necesariamente iguales. El efecto de color todavía se refuerza mediante la segunda capa de interferencia óptica 16'. De este modo, hay una segunda fuente de reflexión con un efecto de filtro de color, ya que el índice de refracción de la segunda capa de interferencia óptica entre la placa cobertora 10 (vidrio) y la capa adhesiva 9 es mayor que aquel de la placa cobertora 10 (vidrio) y capa adhesiva 9. Mediante la refracción de la luz, el ángulo de entrada para la segunda reflexión es menor. Dado que la luz atraviesa una capa de interferencia óptica tres veces en total, la luz que llega al observador se filtra más intensamente. En particular, los espesores de capa d, d' y los índices de refracción n, n' de las dos capas de interferencia óptica 16, 16 ' también pueden ser significativamente diferentes entre sí. En el caso de un revestimiento con espesores ópticos significativamente diferentes n*d o n'*d' se pueden generar colores mezclados, ya que la primera capa de interferencia óptica 16 genera entonces un espectro de reflexión diferente al de la segunda capa de interferencia 16' y la luz reflejada desde 16' se superpone al pasar de nuevo a través de la primera capa de interferencia óptica 16. Así se pueden generar módulos coloreados con una variedad de colores y una alta estabilidad angular de una manera muy sencilla y económica.

En la figura 12, la trayectoria del haz de la luz incidente E y la luz reflejada R1, R2 se ilustra de una manera muy simplificada cuando están presentes dos capas de interferencia óptica 16, 16'. La figura no muestra la estructuración de la placa cobertora. Solo está representada una única trayectoria de rayo, aquí con un ángulo de inclinación referido al plano de la placa cobertora. Se puede reconocer que la luz que ha pasado a través de la primera capa de interferencia 16 se refracta en la placa cobertora 10 (por ejemplo vidrio) y se refleja una segunda vez en la segunda capa de interferencia 16' y, a este respecto, se filtra mediante interferencia. Al salir de la placa cobertora 10 pasa a través de una capa de interferencia una tercera vez.

En la figura 13 se ilustra otra configuración del módulo solar 1 de acuerdo con la invención. Para evitar repeticiones innecesarias, sólo se describen las diferencias con la configuración de la figura 11 y por lo demás se hace referencia a las realizaciones arriba mencionadas. En consecuencia, el módulo solar presenta una primera zona estructurada 15 en la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 y una segunda zona estructurada 15' en la superficie interior 13 de la placa cobertora 10, en el que en la primera zona estructurada 15 está dispuesta una primera capa de interferencia óptica 16 y en la segunda zona estructurada 15' (en el lado de la célula solar) está dispuesta una segunda capa de interferencia óptica 16'. Las dos zonas estructuradas 15, 15' pueden estar conformadas de forma análoga. Asimismo, las dos capas de interferencia óptica 16, 16' pueden estar conformadas de forma análoga y tienen un mismo espesor de capa d' = d y mismo índice de refracción n' = n, pero el espesor de capa d' y el índice de refracción n' no necesariamente deben ser exactamente el mismo. En particular, el espesor de capa d y el índice de refracción n de las dos capas de interferencia óptica 16, 16' también pueden se distintos entre sí. Si se selecciona un mismo espesor óptico n'*d' para las dos capas de interferencia óptica 16, 16', se puede reforzar el color del módulo solar 1. Se pueden generar colores mezclados en el caso de revestimiento con espesores ópticos significativamente diferentes.

Es común a las configuraciones descritas en las figuras 3, 11 y 12 que cuando la luz incide sobre la superficie exterior estructurada con la capa de interferencia se origina un color con alta intensidad y dependencia de ángulo baja incluso fuera del ángulo de inclinación mediante la reflexión y la interferencia. La capa de interferencia y/o la estructuración adicional en la superficie interior en las configuraciones de las figuras 11 y 12 pueden reforzar aún más este efecto.

En la figura 14, se ilustra el procedimiento de medición para la medición de color de ángulo múltiple, en el que la dispersión difusa de la placa cobertora 10 aún no revestida con la capa de interferencia óptica 16, que está conformada aquí como una placa de vidrio, se mide el equipo de medición de color de ángulo múltiple 21 (x-rite MA-T12) disponible comercialmente. La zona estructurada 15 se extiende sobre toda la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10. En este caso, un rayo de luz de un proyector estándar D65 se dirige a la superficie exterior 11 de la placa cobertora 10 a caracterizar bajo distintos ángulos de incidencia y la luz dispersada o reflejada se mide espectralmente desde distintos ángulos de observación, aquí por ejemplo 15° o 45° respecto a la superficie normal del plano del vidrio. Debajo de la placa cobertora 10 se sitúa una capa negra no brillante 20 (por ejemplo, unida con un líquido con un índice de refracción de aproximadamente 1,5). Con el equipo de medición de color multiángulo 21 puede determinar la luminosidad en el sistema Lab con iluminación estándar D65 y ángulo de apertura de 10°. Se ha demostrado que hay una buena estabilidad angular (baja dependencia angular de la luz dispersada) cuando se mide en ángulos de observación de 45° y 15° (respectivamente referido a la normal del plano de la placa cobertora) y en un ángulo de incidencia de 45°, medido desde el ángulo de inclinación (en ambas direcciones), todavía está presente al menos una luminosidad de L = 10, preferentemente L = 15 e incluso mejor L = 20. Las indicaciones de grados se deben entender como sigue: ángulo de reflexión (referido a la normal a la superficie / ángulo de incidencia (referido al ángulo de inclinación). Por ejemplo, con un ángulo de observación de 45° (medido con respecto a la normal a la superficie) y un ángulo de incidencia de 45° (medido desde el ángulo de inclinación), el rayo incidente incide exactamente perpendicular a la superficie (45/45). Con un ángulo de observación de 15° y un ángulo de incidencia de 45°, la dirección de incidencia es de 30° desde la normal a la superficie en el mismo lado que la dirección de observación (15/45). El equipo de medición de color multiángulo 21 está posicionado con un ángulo de observación de 45° o 15° con respecto a la normal a la superficie.

La figura 15 muestra una medición de la luminosidad L con cuatro vidrios frontales diferentes sin una capa de interferencia óptica colorante, medida con un dispositivo 21 de medición de color de múltiples ángulos como en la figura 14. En el lado posterior del vidrio frontal se ha unido ópticamente un vidrio mate ennegrecido en ambos lados con ayuda de una capa delgada de glicerina (índice de refracción n = 1,47), de modo que se mide esencialmente la reflexión de la superficie. Se han medido dos vidrios satinados a, b con una neblina del 94 %, un vidrio solar ligeramente texturizado con una capa antirreflectante c (vidrio solar, tipo Albarino T) con una neblina del 2 %, y un vidrio flotado desestructurado d con una neblina < 0,5 %. Las especificaciones del ángulo corresponden a las de la figura 14, con la excepción de que V se reemplaza por "como". Los dos cristales frontales satinados a, b presentan una zona estructurada 15 de acuerdo con la invención en la superficie exterior 11, los otros dos cristales c, d no presentan dicha zona estructurada 15.

Evidentemente los dos vidrios frontales satinados a, b muestran en conjunto una intensidad significativamente mayor de la luz reflejada que el vidrio solar ligeramente texturizado c o el vidrio flotado no estructurado d. El vidrio flotado d tiene esencialmente solo una reflexión en el ángulo de inclinación (el ángulo de inclinación en sí no se mide en este equipo de medición y, por lo tanto, no está representado). En particular en ángulos alejados del ángulo de inclinación, todavía se puede reconocer una luminosidad claro en los dos vidrios satinados a, b. Exactamente este efecto se usa ventajosamente de acuerdo con la presente invención en combinación con una capa de interferencia colorante. Debido a la rugosidad del vidrio, las superficies microscópicas con un ángulo de inclinación óptimo (ángulo de inclinación local, ángulo de entrada = ángulo de salida) están siempre disponibles, de modo que la dependencia direccional del color y, sobre todo, la luminosidad es significativamente menor que en el revestimiento sobre un panel de vidrio no estructurado con poca neblina (p. ej. vidrio flotado d). La superficie estructurada de acuerdo con la invención debe presentar en cualquier caso facetas y tamaños de estructura en extensiones mayores que la longitud de onda de la luz visible. Para ello, son adecuados los vidrios grabados, por ejemplo. Pero las estructuras también pueden estar en el rango submilimétrico y milimétrico, por ejemplo, vidrio laminado. Las estructuras laminadas también se pueden combinar con texturas grabadas. Las estructuras también se pueden aplicar sobre la placa cobertora mediante procedimientos de deposición y estructuración de otro material transparente. Las estructuras deberían tener inclinaciones superficiales tan diferentes como sea posible con distribuciones amplias de los ángulos de inclinación.

La figura 16 muestra el perfil de altura del panel de vidrio c ligeramente texturizada de la figura 15 (vidrio solar, tipo Albarino T), la figura 17 el perfil de altura del panel de vidrio a de la figura 14 (vidrio satinado), más fuertemente estructurado mediante grabado. Los perfiles de altura se han generado a partir de mediciones con un microscopio confocal.

La figura 18 muestra distribuciones angulares que se han generado a partir de las mediciones microscópicas confocales de las figuras 16 y 17. Mientras que en el panel de vidrio c ligeramente estructurado (vidrio solar, tipo Albarino T) los segmentos son muy grandes y se producen ángulos de inclinación de solo 5-10°, entonces los segmentos del panel de vidrio grabado a (vidrio satinado) están en el intervalo de 40 pm (distancia de la montaña al valle en el plano del vidrio) con ángulos promedio de aprox. 25°. La distribución angular del cristal grabado a es mucho más amplia que la del panel de cristal c ligeramente estructurado. Como también se puede ver en la figura 15, en el caso del panel de vidrio c ligeramente texturizada, en ángulos superiores a 20-30° desde el ángulo de inclinación, solo se encuentra una baja intensidad de la reflexión (medida como valor L) . Por otro lado, todavía puede ver una luminosidad claro a 45/45 o 15/45 con el panel de vidrio satinado a. En la figura 18 se muestran las distribuciones angulares de otros paneles (panel de vidrio satinado b, vidrio solar c' ligeramente texturizado del tipo Albarino S, otros vidrios e, e').

De acuerdo con la invención se puede conseguir un refuerzo significativamente reconocible del efecto de color mediante aplicación de una capa de interferencia óptica sobre la superficie estructurada óptica de un panel de cristal. En contraste con esto, el efecto de color es menor y existe una fuerte dependencia del ángulo cuando se aplica una capa de interferencia óptica sobre la superficie interior de un panel de vidrio de otro modo no estructurado. Además, los colores son más intensos cuando se recubren con la capa de interferencia óptica en el lado exterior estructurado que cuando se recubren con la capa de interferencia óptica en la superficie interior de un panel de vidrio estructurado exteriormente. En general, un contraste de índice de refracción más alto conduce a una reflexión más fuerte y, por lo tanto, a colores más fuertes. Mediante recubrimiento del vidrio frontal desde el exterior con la capa de interferencia óptica (por ejemplo, Si3N4), el índice de contraste aire / Si3N4 / vidrio / polímero de encapsulación es más alto que con la secuencia de capas aire / vidrio / Si3N4 / polímero de encapsulación. Con SiC, ZrÜ2 o TiÜ2 en lugar de Si3N4, el efecto de color (es decir, la intensidad de la luz coloreada reflejada) es aún mayor.

Las leyes que gobiernan la interferencia en capas delgadas muestran que la dependencia del ángulo del cambio de color es menor con un índice de refracción más alto (interferencia constructiva para A= 4*d*(n2-sin2(a))1/2.

Tabla I

Ángulo 0 45 70 0 45 70

Índice de refracción n 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 2,5 Espesor (nm) 70 70 70 56 56 56 Longitud de onda nm (1er máx.) 560 524 494 560 537 519

A partir de los ejemplos sencillos arriba mencionados de la tabla I queda claro que se produce un desplazamiento al azul de la luz reflejada con incidencia oblicua y que este desplazamiento al azul se puede reducir mediante un índice de refracción más alto.

En la figura 19 está representada la reflectividad dependiente de la longitud de onda en distintos ángulos. El desplazamiento al azul se puede reconocer de nuevo con una incidencia oblicua.

La capa de interferencia óptica puede estar conformada en una o varias capas, en la que cada capa se forma mediante una capa de refracción del mismo material con un índice de refracción homogéneo. En particular, la capa de interferencia óptica se puede componer de exactamente dos o exactamente tres capas de refracción. Con una capa de tres capas como filtro de Bragg (capas de cuarto de lambda), por ejemplo, el ancho de los máximos de coloración en el espectro de reflexión es menor y la intensidad se vuelve más fuerte. Con una combinación adecuada de capas, también se pueden generar tonos rojos, que apenas son posibles con capas sencillas, ya que los órdenes superiores siempre incorporan demasiada fracción azul o verde. Las simulaciones muestran que, por ejemplo, con una combinación de capas 65nm TiÜ2 / 15nm SiÜ2 / 65nm TiÜ2 sobre vidrio se obtiene un espectro de reflexión con fuerte fracción de rojo (coordenadas RGB (0,81; 0,31; 0,08)). También se puede lograr un mejor compromiso entre transmisión y reflexión mediante capas de interferencia óptica de dos y tres capas. Un módulo solar coloreado también debe presentar la mayor eficiencia posible. El máximo de la radiación solar se sitúa en el rango espectral verde. Mediante capas de dos y tres capas, el rango espectral de la luz reflejada se puede estrechar y se tienen más grados de libertad para encontrar el tono de color correcto.

La siguiente tabla II muestra, por ejemplo, algunas combinaciones de capas y sus propiedades. Aquí se ha buscado una combinación de capas mediante simulación, que mejor se corresponda con un cierto tono de azul más oscuro y fuerte (L = 37, a = 22, b = -60). La distancia de color dE de este valor de color se ha calculado para todos los sistemas de capas. Además, el espectro de transmisión resultante se ha ponderado con el espectro solar y se ha calculado la transmisión. A partir de esto, luego se ha calculado la pérdida de transmisión a través del sistema de capas. La estabilidad angular de la capa de interferencia óptica es esencial para la invención. Mediante combinación de una capa de interferencia múltiple con un panel de vidrio estructurado se puede lograr una alta estabilidad angular y una alta intensidad de color del elemento de vidrio revestido. Por lo tanto, también se ha calculado la diferencia en el valor de color entre la irradiación de 20° y 50° para los paquetes de capas simulados (sobre un sustrato liso). Las simulaciones sobre vidrio liso sirven como puntos de referencia para el revestimiento sobre vidrio estructurado. Con el vidrio estructurado, el observador ve la suma de las reflexiones desde diferentes ángulos. Si un paquete de capas sobre vidrio liso es más estable angularmente y de color más intenso, esto también se aplica al vidrio estructurado. Sin embargo, la estabilidad angular de la luminosidad y la saturación es mucho mejor en vidrio estructurado.

Tabla II

Mediante capas de tres capas también se pueden fabricar módulos solares casi blancos que a pesar de todo muestran potencia eléctrica, ya que la transmisión en la dirección de las células solares sigue siendo del 10-20 % en el visible y más del 90 % en el infrarrojo cercano.

La figura 20 muestra espectros simulados de un sistema de capas que está hecho de 45nm TiO2 / 90nm Si3N4 /45nm TiO2. Los coeficientes de color del espectro de reflexión de este paquete de capas se pueden calcular en coordenadas RGB como (0,8; 0,86; 0,76). Esto corresponde a un blanco teñido ligeramente gris. Con una incidencia oblicua (60°), la fracción de azul aumenta algo. La impresión general, sin embargo, permanece relativamente neutral en color en RGB = (0,66; 0,81; 0,84).

Ya solo mediante el uso de capas de interferencia óptica de 2 capas, la luminosidad y saturación del tono se pueden mejorar y al mismo tiempo optimizar la transmisión. La capa de interferencia óptica se compone preferentemente de exactamente dos capas hechas de dos materiales diferentes con diferentes índices de refracción n1, n2. Para las cantidades de las diferencias de los índices de refracción es válido: |n1-nd| > 0,3 y |n2- n1| > 0,3 y al menos uno de los índices de refracción n1 o n2 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3, en el que nd es el índice de refracción de la placa cobertora.

El uso de capas de interferencia óptica de 3 capas permite aún más colores y una optimización adicional del tono de color, la dependencia del ángulo y la transmisión. Una capa de interferencia óptica de exactamente tres capas (capas de refracción) se puede componer de dos o tres materiales distintos con índices de refracción n1, n2, n3, en la que es válido: |n3-n2| > 0,3 y |n2-n1| > 0,3 y |n1-nd| > 0,3. A este respecto, los valores de los índices de refracción se comportan alternativamente; es decir n1 > n2 y n3 > n2 o n1 < n2 y n3 < n2. Además, al menos uno de los índices de refracción n1, n2 o n3 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3. Los posibles materiales para los índices de refracción más bajos son, por ejemplo, SiO2, SiON, AhO3 y MgF2. La combinación con una placa cobertora estructurada posibilita ya valores altos de luminosidad y saturación con 1, 2 o como máximo 3 capas.

A continuación se describen los resultados de la implementación técnica de la invención en varias realizaciones:

Se han fabricado módulos de capa delgada CIGS. En lugar del vidrio frontal habitual se ha utilizado vidrio frontal revestido y estructurado. Los vidrios frontales estándares presentan una capa antirreflectante y solo están ligeramente estructurados (neblina = 2 %). Los vidrios químicamente grabados, es decir satinados, se han utilizado como vidrios estructurados o texturizados. Los vidrios mostraron una neblina del 94 %. Los análisis microscópicos mostraron estructuras superficiales con un tamaño de estructura de 20-40 pm y alturas de estructura de 15 pm. La figura 17 muestra la imagen de microscopio confocal de la superficie de los vidrios satinados utilizados. Los ángulos de las estructuras de la superficie (ángulo con el plano del vidrio) eran bastante planos con ángulos típicos de alrededor de 20-40°. A modo de comparación, se ha utilizado un vidrio frontal obtenible comercialmente con una capa de interferencia múltiple en el lado interior.

En el lado estructurado los vidrios se han revestido con una capa simple de nitruro de silicio (Si3N4) por medio de pulverización catódica con magnetrón. Luego se han laminado con el lado revestido y estructurado hacia afuera (es decir, el lado dirigido hacia el sol) con el circuito de capa delgada CIGS. En un segundo experimento, el lado interior liso también se ha revestido todavía adicionalmente con una capa de nitruro de silicio. Como referencia se ha utilizado un vidrio frontal adquirible comercialmente, que está recubierto en el interior con una capa múltiple de distintos materiales con diferentes índices de refracción.

A continuación, los módulos se han caracterizado con un equipo de medición de color multiángulo y los valores de color se han evaluado en coordenadas Lhc (L = luminosidad, C = cromacidad o saturación y H = matiz o tono de color). El equipo de medición de color multiángulo ofrece dos ángulos de observación y respectivamente 6 ángulos de iluminación . Los ángulos de iluminación se refieren al ángulo de inclinación. No se mide respectivamente con los ángulos de inclinación.

Las figuras 21 a 23 muestran los resultados de L, h y c para el revestimiento en el exterior, ambos lados y con el sistema multicapa (interior). La designación del eje "l5as45" denota, análogamente a la notación anterior, un ángulo de detección de 15° y un ángulo de iluminación de 45° desde el ángulo de inclinación en la dirección de observación, es decir, el ángulo entre la dirección de iluminación y de observación es menor que el ángulo de inclinación; "15as-45" significa 45° detrás del ángulo de inclinación, es decir, el ángulo entre la dirección de iluminación y de observación es mayor que el ángulo de inclinación.

Se puede reconocer que la luminosidad L para el revestimiento en el exterior es algo menor, pero más estable. La luminosidad L del revestimiento en ambos lados se acerca a la de la capa múltiple. En saturación de color también se da una imagen similar: la saturación cuando se recubre en el exterior es algo más débil, pero muy estable. La dependencia del ángulo del tono de color es aún más pronunciada en los revestimientos de acuerdo con la invención. En ángulos más grandes se ve un ligero desplazamiento al azul. Esto se puede reducir mediante el uso de un material con un índice de refracción más alto (TiOx, SiC).

En otro experimento se han revestido campas simples de Si3N4 o dióxido de titanio sobre distintos vidrios, y los vidrios se han construido formando módulos en distintas configuraciones. Los módulos se han medido con un equipo de medición de color que ilumina la superficie de manera difusa (tipo de luz D65) y mide el color con un ángulo de 8° con respecto a la normal a la superficie. A este respecto, la iluminación se puede incluir (SCI) o excluir (SCE) en el ángulo de inclinación. Los valores de color se han calculado en coordenadas Lab y la cromacidad (saturación) y el tono se han determinado a partir de ellas.

Tabla III

La tabla III muestra que se logran colores saturados y tonos de color claros incluso con capas de una sola capa. Los espesores de capa estaban en el intervalo de 20 nm a 300 nm. Como era de esperar, se podrían producir colores incluso más claros y fuertemente saturados con dióxido de titanio. También se pueden generar tonos grises con capas muy delgadas.

Además, se ha determinado la diferencia entre el color cuando se incluye el ángulo de inclinación y cuando se excluye el ángulo de inclinación en el índice de diferencia de color dE (2000). Este procedimiento de medición también da una evaluación de la estabilidad angular.

Los resultados en el ejemplo de los tonos de color azules están expuestos en la tabla IV abajo. Se produce un valor dE (2000) muy bajo para una capa simple de SÍ3N4 sobre vidrio satinado en un lado. Si esta configuración se complementa con una capa adicional de SÍ3N4 en el interior, entonces la luminosidad y la saturación de color aumentan con solo un ligero aumento de dE. Si se toma TiO2 y lo recubre en el exterior sobre el vidrio satinado en un lado, entonces la luminosidad y la saturación de color aumentan en comparación con las configuraciones anteriores con un dE extremadamente bajo. Como referencia se ha revestido TiO2 en el lado liso de un panel satinado en un lado y se ha laminado con el revestimiento hacia fuera formando un módulo. Dado que el vidrio y la película de laminación difieren solo ligeramente en el índice de refracción, el lado satinado ahora apenas tiene influencia. En este caso, se obtiene un buen luminosidad y saturación cuando se incluye el brillo, pero cuando se excluye el brillo, el efecto de color desaparece por completo con luminosidad y saturación muy reducidas, es decir, el dE de SCI frente a SCE es muy grande.

Con el fin de demostrar la optimización del color y el rendimiento con estabilidad angular constante se ha revestido una capa de tres capas de TiO2 (27 nm) / Si3N4 (100 nm) / TiO2 (18 nm) sobre un vidrio cobertor satinado con las propiedades estructurales descritas. En comparación a ello, se ha depositado una capa sencilla de TiO2 (125 nm) sobre otro vidrio cobertor. Ambos vidrios se han seguido procesando en módulos de capa delgada CIGS. Ambos módulos azules mostraron una luminosidad de L = 41 y una saturación de c = 36; la pérdida de rendimiento del módulo con la capa de una capa era del 25 %, mientras que el módulo con la capa de tres capas solo había perdido el 15 % de rendimiento.

Un modo de realización preferido de esta invención es el revestimiento de un material con un índice de refracción alto en un panel de vidrio texturizado y la instalación en el módulo con el lado revestido y texturizado en el exterior. El revestimiento en ambos lados también es ventajoso. Un revestimiento en ambos lados sobre vidrio satinado en ambos lados podría aumentar una vez más la luminosidad y la saturación. Un revestimiento en un lado en el exterior con capas de tres capas sobre vidrios estructurados con las propiedades expuestas anteriormente conduce a módulos fotovoltaicos para la integración en edificios con colores de alta saturación, buena estabilidad angular y rendimiento optimizado.

Tabla IV

La figura 24 ilustra el procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación del módulo solar 1 de acuerdo con la invención, en la que solo están descritas las etapas para procesar la placa cobertora.

En este caso, en un primer paso del procedimiento a) se proporciona una placa cobertora transparente plana que presenta una superficie exterior, que está dirigida hacia al entorno exterior, y una superficie interior opuesta. A continuación, se selecciona y lleva a cabo una única segunda etapa de procedimiento b1), b2) o b3) a partir de las siguientes tres etapas de procedimiento (alternativas):

La invención proporciona un módulo solar mejorado así como un procedimiento para su fabricación que tiene un color intenso, muy homogéneo con poca o ninguna dependencia direccional. Mediante el uso de interferencia óptica para la generación de color se obtienen pérdidas de eficiencia significativamente menores para el módulo solar situado por debajo al usar capas coloradas opacas. Esta invención posibilita un procedimiento muy sencillo y económico para fabricar módulos solares coloreados con alta eficiencia y alta durabilidad.

Lista de referencias

1 Módulo solar

2 Sustrato

3 Estructura de capas

4 Luz solar

5 Capa de electrodo posterior

6 Capa absorbente

7 Capa tampón

8 Capa de electrodo frontal

9 Capa adhesiva

10 Placa cobertora

11 Superficie exterior

12 Célula solar

13 Superficie interior

14 Parte posterior del módulo

15, 15' Zona estructurada

16, 16' Capa de interferencia óptica

17, 17' Segmento

18, 18' Primera zona

19 Segunda zona

20 Capa negra

21 Equipo de medición de color multiángulo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Módulo solar (1) para la generación de energía fotovoltaica, que comprende una placa cobertora transparente (10) con una superficie exterior (11) dirigida hacia el entorno exterior y una superficie interior opuesta (13), en el que la superficie exterior (11) presenta al menos una zona estructurada (15) sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica (16) para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado, caracterizada porque la zona estructurada (15) tiene las siguientes características:

- perpendicular al plano de la placa cobertora (10) un perfil de altura que presenta montañas y valles, en el que una diferencia de altura media entre las montañas y los valles es de al menos 2 |jm,

- al menos el 50 % de la zona estructurada (15) se compone de segmentos (17) que están inclinados respecto al plano de la placa cobertora, en el que, referido al plano de la placa cobertora, al menos el 20 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15° y al menos el 30 % de los segmentos tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45°, en el que - los segmentos (17) son respectivamente planos y presentan una superficie de segmento de al menos 1 pm2, en el que los segmentos (17) tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de interferencia óptica (16 ) en la superficie exterior (11).

2. Módulo solar (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie interior (13) no presenta una zona estructurada ni una capa de interferencia óptica.

3. Módulo solar (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie interior (13) no presenta una zona estructurada y sobre la superficie interior (13) de la placa cobertora (10) está dispuesta otra capa de interferencia óptica (16') para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado.

4. Módulo solar (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la superficie interior (13) presenta al menos una zona estructurada (15') sobre la que está dispuesta una capa de interferencia óptica (16') para reflejar la luz dentro de un intervalo de longitud de onda predeterminado.

5. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos una capa de interferencia óptica (16, 16') contiene exactamente una capa de refracción, en el que la capa de refracción tiene un índice de refracción n de mayor de 1,7, mayor de 2,0 o mayor de 2,3.

6. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que al menos una capa de interferencia óptica (16, 16') contiene exactamente dos capas de refracción, en el que una primera capa de refracción con un primer índice de refracción n1 está dispuesta en la placa cobertora (10) con un índice de refracción nd y una segunda capa de refracción con un segundo índice de refracción n2 está dispuesta sobre la primera capa de refracción, en el que para los valores absolutos de las diferencias en los índices de refracción es válido: |n1-nd| > 0,3 y |n2-n1| > 0,3, en el que al menos uno de los índices de refracción n1 o n2 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3.

7. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que al menos una capa de interferencia óptica (16, 16') contiene exactamente tres capas de refracción, en el que una primera capa de refracción con un primer índice de refracción n1 está dispuesta sobre la placa cobertora (10) con un índice de refracción nd, una segunda capa de refracción con un segundo índice de refracción n2 está dispuesta sobre la primera capa de refracción y una tercera capa de refracción con un tercer índice de refracción n3 está dispuesta sobre la segunda capa de refracción, en el que para los valores absolutos de las diferencias en los índices de refracción es válido: |n3-n2| > 0,3, |n2-n1| > 0,3 y |n1-nd| > 0,3, en el que al menos uno de los índices de refracción n1, n2 o n3 es mayor de 1,9, preferentemente mayor de 2,3, en el que es válido:

(i) n1 > n2 y n3 > n2, o (ii) n1 < n2 y n3 < n2.

8. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que al menos el 80 % de una zona estructurada (15, 15') está compuesta por segmentos (17, 17') inclinados respecto al plano de la placa cobertora (10).

9. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que

i) al menos el 30 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15°, al menos el 40 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45° y menos del 10 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°, o

ii) al menos el 40 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15°, al menos el 50 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45° y menos del 10 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación de mayor de 45°.

10. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que al menos una capa de interferencia óptica (16, 16') contiene al menos un compuesto seleccionado entre TiOx, ZrOx, SiC y Si3N4.

11. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 y 6 a 10, en el que al menos una capa de interferencia óptica (16, 16') contiene al menos un compuesto seleccionado entre MgF2, AhO3, SiO2 y oxinitruro de silicio.

12. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la placa cobertora (10) presenta una neblina de reflexión de más del 50 %, en particular de más del 90 %.

13. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la placa cobertora estructurada, no revestida (10) provista de una superficie posterior negra está conformada de modo que con un ángulo de observación de 45° y 15° y un ángulo de incidencia que se desvía 45° del ángulo de inclinación respectivo se produce una luminosidad L de la luz reflejada de al menos 10, al menos 15 o al menos 20.

14. Módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que la diferencia de altura media entre las montañas y valles es de al menos 50 pm, en particular al menos 100 pm.

15. Procedimiento para la fabricación de un módulo solar (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende las siguientes etapas:

a) facilitación de una placa cobertora transparente (10) con una superficie exterior (11) que debe estar dirigida a un entorno exterior y una superficie interior opuesta (13),

b1) estructuración de la superficie exterior (11) al menos en una zona (15) y aplicación de una capa de interferencia óptica (16) sobre la zona estructurada (15), o

b2) estructuración de la superficie exterior (11) al menos en una zona (15), aplicación de una capa de interferencia óptica (16) sobre la zona estructurada (15) y aplicación de otra capa de interferencia óptica (16') sobre la superficie interior (13), o

b3) estructuración de la superficie exterior (11) al menos en una zona (15), aplicación de una capa de interferencia óptica (16) sobre la zona estructurada (15), estructuración de la superficie interior (13) al menos en una zona (15') y aplicación de otra capa de interferencia óptica (16') sobre la zona estructurada (15') de la superficie interior (13),

en el que la zona estructurada (15, 15') tiene las siguientes características:

- perpendicular al plano de la placa cobertora (10) un perfil de altura que presenta montañas y valles, en el que una diferencia de altura media entre las montañas y los valles es de al menos 2 pm,

- al menos el 50 % de la zona estructurada (15, 15') se compone de segmentos (17, 17') que están inclinados respecto a un plano de la placa cobertora (10), en el que, referido al plano de la placa cobertora (10), al menos el 20 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 0° hasta como máximo 15° y al menos el 30 % de los segmentos (17, 17') tienen un ángulo de inclinación en el intervalo de mayor de 15° hasta como máximo 45°, en el que

- los segmentos (17, 17') son respectivamente planos y presentan una superficie de segmento de al menos 1 pm2, en el que los segmentos (17, 17') tienen respectivamente una rugosidad media de menos del 15 % de un espesor de capa de la capa de interferencia óptica (16) en la superficie exterior (11).

16. Uso del módulo solar coloreado (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14 como componente integrado de una envolvente de edificio o pared autoportante, en particular como elemento de ventana, fachada o techo.