BE1024032B1 - Feuille de verre texturee a motifs rectilignes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une feuille de verre transparente comprenant une face munie d'une texturation formée dans la masse du verre par une pluralité de motifs géométriques en relief, concaves et/ou convexes par rapport au plan général de ladite face, rectilignes et parallèles s'étendant tout le long de ladite face. En particulier, selon l'invention, le rapport R de la hauteur maximale h du motif par rapport au plan général de la feuille de verre sur l'épaisseur e de la feuille de verre est de 0,002 < R < 0,10. Une telle feuille de verre possède de bonnes propriétés de piégeage de la lumière, une faible tendance à l'encrassement et est trempable.
Description
Feuille de verre texturée à motifs rectilignes 1. Domaine de l’invention
La présente invention concerne une feuille de verre texturée. En particulier, la présente invention concerne une feuille de verre texturée comprenant une face munie d’une texturation formée par une pluralité de motifs géométriques en relief par rapport au plan général de la face texturée. L'invention a également trait à un ensemble comprenant une telle feuille de verre et au moins un élément destiné à utiliser le rayonnement solaire disposé sous la feuille de verre, la texture se trouvant du côté de la lumière incidente.
Grâce à sa texturation particulière, la feuille de verre selon l’invention présente des propriétés améliorées de transmission de la lumière à travers ladite feuille, quelle que soit l'orientation de la lumière incidente, et des propriétés de « piégeage » de la lumière. De ce fait, la feuille de verre selon l’invention peut être avantageusement appliquée dans le domaine du photovoltaïque et, en particulier, être intégrée dans un panneau ou module solaire. Dans ce cas, la feuille de verre selon l’invention joue le rôle de couvercle/protection mécanique de la ou des cellule(s) photovoltaïque(s), est donc interposée entre le rayonnement solaire et l(a)esdite(s) cellule(s), et permet en conséquence un meilleur rendement du panneau/module solaire. 2. Solutions de l’art antérieur
Les modules photovoltaïques comportent en général des cellules solaires qui sont recouvertes d’un couvercle de verre. Ce couvercle, le plus souvent sous la forme d’une feuille de verre, permet de protéger les cellules du milieu extérieur (poussières, pluie, etc). Malheureusement, ce couvercle de verre génère une baisse de rendement du module du fait d’une diminution de la transmission du rayonnement solaire aux cellules, due à deux facteurs principaux : (i) des pertes en réflexion aux deux interfaces de la feuille de verre et (ii) des pertes dues à l’absorption du rayonnement quand il passe au travers du verre de la feuille.
Une des solutions connues pour augmenter le rendement d'un module photovoltaïque consiste à augmenter la transmission de la feuille couvercle positionnée entre les cellules et le rayonnement, en limitant la réflexion du rayonnement incident, via la présence d’une couche dite « antireflet » ou « anti-réfléchissante » et/ou via sa texturation, par exemple avec des motifs particuliers en relief par rapport à la surface de la feuille de verre et dirigés vers le rayonnement (et donc vers le milieu extérieur).
Différents motifs géométriques périodiques et en relief par rapport au plan général de la face texturée (concaves ou convexes) d’une feuille de verre ont déjà été décrits dans un tel contexte, notamment des pyramides, des cônes ou des demi-sphères. Plus précisément, la demande W003/046617A1 décrit une plaque transparente comportant des motifs géométriques distribués périodiquement sur la face texturée de la plaque et permettant d’améliorer la transmission de la lumière de ladite plaque. Les motifs sont par exemple des cônes ou des pyramides à base polygonale (triangulaire ou carrée ou rectangulaire ou hexagonale ou octogonale), lesdits motifs pouvant être convexes, c'est-à-dire venant en excroissance/saillie par rapport au plan général de la face texturée, ou concaves, c'est-à-dire en creux dans la masse de la plaque. La demande WO03/054974A1, quant à elle, décrit une feuille de verre présentant des motifs concaves en forme de demi-sphère.
Toutefois, il est connu qu’une feuille de verre présentant ce type de motifs est sensible à l’encrassement et à la pollution. En particulier, lorsqu’une telle feuille de verre est intégrée dans un module solaire en tant que couvercle, les poussières amenées notamment par la pluie ou le vent se déposent sur la feuille et restent piégées dans les motifs eux-mêmes s’ils sont concaves ou dans les creux formés entre les motifs convexes. Cet encrassement est bien entendu fortement préjudiciable à la transmission énergétique et donc au rendement avec le temps du module solaire intégrant la feuille de verre ainsi texturée.
Une solution qui a été proposée à cet encrassement est de choisir une texturation présentant des motifs rectilignes, en forme de rainures ou des nervures, par exemple à section transversale sensiblement triangulaire ou trapézoïdale, s’étendant dans une seule direction et tout le long de la feuille. Dans le cas de tels motifs, il existe pour chaque couple de motifs adjacents un « chemin d'écoulement » entre les deux motifs, permettant à l'eau de pluie de s’écouler facilement dans le sens longitudinal des motifs et de s’évacuer aux extrémités correspondantes de la feuille. Cet écoulement est d’autant plus efficace que le module intégrant la feuille de verre texturée en tant que couvercle est monté en pente (l’eau s’écoule alors à une seule extrémité de chaque couple de motifs). Ces motifs permettent donc d’avoir une feuille de verre, couvercle d’un module solaire, qui présente en quelque sorte des propriétés « auto-nettoyantes ».
Toutefois, un problème connu qui se pose avec une feuille de verre comportant de tels motifs rectilignes s’étendant dans une seule direction et tout le long de la feuille est qu’elle est difficilement trempable. En effet, lors du traitement thermique nécessaire à la trempe, les feuilles comportant ces motifs se déforment, se fléchissent ou même ondulent, de façon irréversible. Elles ne sont alors plus du tout planes et donc inutilisables dans l’application solaire notamment. Un tel problème à la trempe est déjà décrit dans la demande W02006134300A2.
Pourtant, il y a clairement une demande dans le domaine du solaire afin de disposer d’un couvercle de verre, pour module photovoltaïque, portant des motifs en relief lui conférant d’excellentes propriétés de transmission/piégeage de la lumière et une faible tendance à l'encrassement ou un nettoyage aisée, et qui soit trempable, c’est-à-dire sans déformation significative lors de la trempe thermique. 3. Objectifs de l’invention L’invention a ainsi notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur. L’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a ainsi pour objectif de fournir une feuille de verre texturée qui présente une bonne transmission de la lumière/énergétique, et en particulier, de bonnes propriétés de piégeage de la lumière, quelle que soit l'orientation de la lumière incidente.
Un autre objectif de l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une feuille de verre texturée qui présente une faible tendance à l'encrassement.
Finalement, l’invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a également pour objectif de fournir une feuille de verre texturée qui est trempable, c’est-à-dire sans déformation significative lors de la trempe thermique. 4. Exposé de l’invention L’invention concerne une feuille de verre transparente comprenant une face munie d'une texturation formée dans la masse du verre par une pluralité de motifs géométriques en relief, concaves et/ou convexes par rapport au plan général de ladite face, rectilignes et parallèles s'étendant tout le long de ladite face.
Conformément à un mode de réalisation particulier, le rapport R de la hauteur maximale h des motifs par rapport au plan général de la feuille de verre sur l’épaisseur e de la feuille de verre est de 0,002 < R < 0,10.
Ainsi, l’invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive car elle permet de solutionner les inconvénients de l’art antérieur précités et de résoudre le problème technique posé. Les inventeurs ont en effet mis en évidence qu’il était possible en utilisant une gamme spécifique de rapports hauteur des motifs/épaisseur du verre, d’obtenir une feuille de verre à motifs rectilignes et parallèles qui est trempable. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées, parmi lesquelles :
La figure 1 illustre schématiquement une perspective d’une feuille de verre selon l’invention;
La figure 2 présente schématiquement différentes configurations de motifs selon l’invention (en coupe).
Dans l'ensemble du présent texte, lorsqu’une gamme est indiquée, les extrémités sont incluses. En outre, toutes les valeurs entières et sous-domaines dans les gammes numériques sont expressément incluses comme si explicitement écrites. Dans l'ensemble du présent texte également, les valeurs de teneur en pourcentages sont des valeurs pondérales, exprimées par rapport au poids total du verre.
La feuille de verre selon l’invention est faite de verre pouvant appartenir à diverses catégories. Le verre peut ainsi être un verre de type silico-sodo-calcique, un verre de type alumino-silicate, un verre au bore, un verre au plomb, etc.
Selon un mode de réalisation préféré, la feuille de verre est faite d’un verre de type silico-sodo-calcique. Selon ce mode de réalisation, le verre peut avoir une composition qui comprend en une teneur exprimée en pourcentages en poids total de verre :
Si02 60 - 78% A1203 0 - 5% B203 0 - 5%
CaO 0 -16%
MgO 0 -10%
Na20 5 - 20% K20 0 -10%
BaO 0 - 5%.
Selon l’invention, la composition de la feuille de verre peut comprendre, en plus des impuretés contenues notamment dans les matières premières ou d’éléments provenant de la dissolution des réfractaires constituant les fours de fusion, un ou plusieurs additif(s) réparti(s) de manière homogène dans sa masse, tels que, par exemple, un composé oxydant, un agent régulateur de la viscosité et/ou un agent facilitant la fusion ou l'affinage.
Par une face d’une feuille de verre, on entend l’un des deux faces/surfaces principales de la feuille.
Selon l'invention, par feuille de verre transparente, on entend une feuille de verre qui transmet au moins partiellement la lumière. Avantageusement, la feuille de verre transparente selon l’invention transmet au moins partiellement le rayonnement solaire dans les domaines de longueurs d'onde utiles pour les éléments destinés à utiliser le rayonnement solaire du dispositif dans lequel la feuille est destinée à être intégrée en tant que substrat couvercle. Par exemple, dans le cas d'un module photovoltaïque comprenant des cellules photovoltaïques à base de silicium polycristallin, la feuille de verre de l’invention est avantageusement transparente dans le domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 1200 nm.
La feuille de verre selon l’invention a de préférence une transmission énergétique (TE), pour une épaisseur de 3,85 mm, d’au moins 89%. Avantageusement, la feuille de verre selon l’invention a une transmission énergétique (TE), pour une épaisseur de 3,85 mm, d’au moins 90%, et mieux encore, d’au moins 91%.
La feuille de verre selon l’invention a de préférence une transmission lumineuse, mesurée avec l'illuminant D65 (TLD), selon la norme 1S09050 et pour une épaisseur de 3,85 mm, d'au moins 90,5 %.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la feuille de verre est avantageusement faite d’un verre à basse teneur en fer. Par verre à basse teneur en fer, on entend une verre dont la composition comprend une teneur totale en fer (exprimée en terme de Fe203) inférieure à 0,06% en poids par rapport au poids total du verre. Le fer étant un élément absorbant, cette valeur maximale de teneur en fer permet de limiter les pertes dues à l’absorption du rayonnement quand il passe au travers du verre et donc, d’augmenter la transmission énergétique de la feuille de verre. De manière préférée, la feuille de verre est faite d’un verre dont la composition comprend une teneur en fer total (exprimée sous forme de Fe203) allant de 0,002 à 0,04% en poids par rapport au poids total du verre. De manière toute préférée, la feuille de verre est faite d’un verre dont la composition comprend une teneur en fer total (exprimée sous forme de Fe203) allant de 0,002 à 0,02% en poids par rapport au poids total du verre. Une teneur en fer total (exprimée sous forme de Fe203) inférieure ou égale à 0,02% en poids permet d’augmenter davantage la transmission énergétique de la feuille de verre. La valeur minimale permet de ne pas trop pénaliser le coût du verre car de si faibles valeurs en fer nécessitent souvent des matières premières très pures onéreuses ou bien une purification de celles-ci.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, la feuille de verre est faite d’un verre dont la composition comprend une teneur en antimoine (exprimée sous forme de Sb203) de 0,005 à 0,5 % en poids par rapport au poids total du verre.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la feuille de verre est faite d’un verre dont la composition présente un rédox allant de 0,01 à 0,4. Le degré d’oxydation d’un verre est donné par son rédox, défini comme le rapport en poids d’atome de Fe2+ par rapport au poids total des atomes de fer présents dans le verre, Fe2+/Fe total. Cette gamme de rédox permet d'obtenir des propriétés optiques très satisfaisantes et en particulier, en termes de transmission énergétique. De préférence, la composition présente un rédox de 0,03 à 0,3. De manière toute préférée, la composition présente un rédox de 0,05 à 0,25.
Selon l’invention, la composition de la feuille de verre peut comprendre, en plus des impuretés contenues notamment dans les matières premières, une faible proportion d’additifs (tels que des agents aidant la fusion ou l'affinage du verre) ou d’éléments provenant de la dissolution des réfractaires constituant les fours de fusion.
La feuille de verre selon l’invention peut avoir des dimensions diverses, par exemple supérieure à 1 m x 0,5 m.
Selon l’invention, le rapport R de la hauteur maximale h des motifs par rapport au plan général de la feuille de verre sur l’épaisseur e de la feuille de verre est de 0,002 < R < 0,10. De manière préférée, le rapport R de la hauteur maximale h des motifs par rapport au plan général de la feuille de verre sur l’épaisseur e de la feuille de verre est de 0,002 < R < 0,08. Une telle limite supérieure plus faible permet de limiter davantage la déformation observée lors de la trempe. L’épaisseur de la feuille de verre e est définie selon l’invention telle qu’illustrée à la figure 1 (a) et (b) qui représente, en perspective, une feuille selon l’invention présentant une face texturée comportant une pluralité de motifs géométriques en relief. Elle inclut la hauteur h des motifs. Similairement, la hauteur h des motifs est définie selon l’invention telle qu’illustrée à la figure 1 (a) et (b).
La feuille de verre selon l’invention peut avoir une épaisseur variant entre 0,1 et 20 mm. Avantageusement, dans le cas de l’utilisation en tant que couvercle protecteur d’un module photovoltaïque, la feuille de verre selon l’invention a une épaisseur allant de 1 à 6 mm et de préférence, de 1,8 à 4,5 mm.
Selon l'invention, le plan général d'une face texturée est le plan contenant les points de cette face qui n'appartiennent pas aux motifs et/ou, dans le cas de motifs jointifs, les points de jonction entre les motifs.
Selon l'invention, les motifs en relief peuvent être concaves et/ou convexes. Un motif rectiligne en relief et convexe par rapport au plan général d’une face d’une feuille de verre est en saillie par rapport à ce plan et on peut alors parler de « nervures ». Selon l'invention, un motif rectiligne en relief et concave par rapport au plan général d’une face d’une feuille de verre est en creux dans la masse du verre, en deçà dudit plan général et on peut alors parler de « rainures ».
Selon l'invention, la pluralité de motifs géométriques en relief, concaves et/ou convexes par rapport au plan général de ladite face, sont rectilignes et parallèles s'étendant tout le long de ladite face. Par motif rectiligne, on entend un motif en forme de ligne droite.
Selon l'invention, dans le cas d’une feuille de verre de forme carrée ou rectangulaire, l’axe principal des motifs rectilignes et parallèles peut former un angle de 90° avec deux des bords de la feuille et de 0° avec les deux autres. Alternativement, les angles formés entre l’axe principal des motifs rectilignes et parallèles et deux des bords de la feuille peuvent prendre toutes valeurs comprises entre 0 et 90°. L’angle formé entre cet axe principal et les deux autres bords de la feuille est alors l’angle complémentaire du précédent.
De préférence, les motifs individuels sont les plus proches possible les uns des autres. Ils sont par exemple espacés de moins de 2 mm, et de préférence de moins de 1 mm. De manière toute préférée, les motifs sont jointifs. Ceci est avantageux car la densité de texturation est alors maximisée au profit de la transmission. Par motifs jointifs, on entend des motifs qui se touchent en au moins une partie de leur surface, par exemple via une arête faisant partie du plan général de la feuille dans le cas de motif rectiligne et parallèle.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face texturée de la feuille de verre est munie de la texturation sur seulement une partie de sa surface. Alternativement et de manière préférée, la face texturée de la feuille de verre est munie de la texturation sur une majorité de sa surface. Par une majorité de la surface de la face texturée, on entend au moins 80% de la surface, voire au moins 90% de la surface. Ceci est aussi avantageux en terme de densité de texturation.
Selon l’invention, les motifs peuvent être différents ou tous identiques en terme de géométrie et/ou en terme de taille. Dans le cas où plusieurs types de motifs (taille/géométrie) co-existent, pour la détermination de la hauteur h des motifs et de l’épaisseur de la feuille e, on considère selon l’invention les motifs couvrant la plus grande surface de la feuille.
La figure 2 (a) à (h) représente schématiquement, sous forme de coupe transversale de la feuille de verre, plusieurs configurations/géométries possibles pour les motifs selon l’invention, à titre d’exemples.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les motifs géométriques sont des prismes. Par prisme, on entend un polyèdre ayant deux faces polygonales parallèles dont les sommets sont joints 2 à 2 par des arêtes, formant les faces latérales qui sont des parallélogrammes. De manière préférée, selon ce mode de réalisation, les motifs géométriques sont des prismes triangulaires. Par prisme triangulaire, on entend un prisme dont les deux faces polygonales parallèles sont des triangles. Les figures 1 (a) et (b) et 2 (a), (c), (d), (e), (g) et (h) représentent une feuille selon l’invention présentant une face texturée comportant une pluralité de motifs, lesdits motifs ayant la forme de prismes triangulaires.
Pour le cas où les motifs ont la forme de prismes triangulaires, le prisme triangulaire peut être tronqué, sans sortir du cadre de la présente invention. Une telle troncature consiste à raboter l’arête supérieure du prisme triangulaire (c’est-à-dire celle qui ne fait pas partie du plan général de la feuille). Dans ce cas, les faces triangulaires initiales du prisme deviennent trapézoïdales.
Toujours pour le cas où les motifs ont la forme de prismes triangulaires, l’angle a au sommet (voir Figure 1 (a) et (b)) est de préférence entre 60 et 120° pour chaque motif individuel.
La texturation de la feuille de verre de l'invention peut être réalisée par laminage, gravure, thermoformage, etc. Avantageusement, la texturation de la feuille de verre de l'invention est obtenue par laminage de la surface d’une feuille de verre, le verre étant à une température à laquelle il est possible de déformer sa surface, par exemple à l'aide un rouleau métallique ayant à sa surface les motifs à créer en négatif. Avec cette méthode de texturation, des motifs présentant des faces planes et des arêtes acérées sont très difficiles à obtenir, notamment du fait de leur petite taille. Les motifs formés ne présentent donc pas des formes géométriques parfaites. Ainsi, selon l’invention, le sommet de chaque motif et les creux encadrant chaque motif peuvent être plus ou moins légèrement arrondis, sans sortir du cadre de la présente invention.
Selon l’invention, la feuille de verre peut comporter une texturation sur la face opposée à celle comportant les motifs selon l’invention, avec des motifs identiques (voir figure 2 (c)) ou non. Selon ce mode de réalisation, l’épaisseur de la feuille de verre e inclut la hauteur hl et h2 des motifs de chacune des faces.
La feuille de verre selon l'invention peut également être trempée thermiquement. En particulier, elle est capable de supporter le traitement de chauffe et de refroidissement rapide nécessaire à la trempe thermique.
Classiquement, la feuille de verre doit dans un premier temps être chauffée quelques instants au-dessus de sa température de transition vitreuse. Ensuite, la feuille de verre est refroidie très rapidement, par exemple à l’aide d’une soufflerie d’air puissante. La vitesse de refroidissement du matériau est ainsi plus rapide en surface qu’au cœur, ce qui engendre des contraintes résiduelles importantes. La surface du verre est fortement mise en compression alors que le cœur se trouve dans un état de traction lorsque la feuille de verre retourne à la température ambiante. Cette combinaison d’états de contraintes permet d’une part de renforcer le verre, puisqu’il faut vaincre les contraintes de compression en surface avant de pouvoir solliciter les faces en traction et amener la rupture du matériau, et d’autre part d’obtenir un verre dit « de sécurité », puisque les contraintes de traction à cœur engendre une fragmentation fine du matériau lors de la rupture.
La feuille de verre selon l’invention ne présente pas de déformation significative après le traitement de trempe thermique. La déformation d’une feuille de verre trempée, également parfois appelée la « flèche, est classiquement mesurée le long des deux dimensions principales de la feuille de verre. On distingue dès lors deux « flèches » : selon un axe principal, et son perpendiculaire. La « flèche » est usuellement définie comme la longueur maximale d’un segment formé par les intersections d’une droite perpendiculaire à la droite joignant deux coins consécutifs de cette feuille avec (i) ladite droite joignant les deux coins consécutifs et (ii) la surface effective de la feuille de verre. On considère que la feuille subit une déformation acceptable si les « flèches » sont toutes deux inférieures à 3 mm par mètre de feuille de verre.
La feuille de verre selon l'invention peut également être renforcée chimiquement. Le renforcement chimique peut être réalisé grâce à l’échange ionique d’un ion alcalin présent dans la composition initiale du verre par un autre ion alcalin, de rayon ionique plus important et provenant d’un milieu extérieur au verre (bain de sel fondu, par exemple). Cet échange à la surface du verre génère des contraintes de compression importantes, permettant de renforcer considérablement la feuille de verre.
La feuille de verre selon l'invention peut également être durcie. Par durcissement, on entend le renforcement mécanique de la feuille de verre par un traitement semblable à celui de la trempe thermique, à la différence que les contraintes engendrées sont inférieures et ne permettent en particulier pas d’obtenir un verre de sécurité, à fragmentation fine.
La feuille de verre selon l’invention peut également comporter une ou plusieurs couche(s), du côté de la face texturée ou sur le face opposée non texturée, de nature appropriée à l'application visée/la propriété recherchée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la feuille de verre est revêtue d'au moins une couche mince transparente et conductrice de l’électricité. Ce mode de réalisation est avantageux pour des applications photovoltaïques. Lorsque la feuille de verre est utilisée comme couvercle protecteur d’un module photovoltaïque, la couche mince transparente et conductrice est disposée en face interne, c’est-à-dire entre la feuille de verre et les cellules solaires (cette face interne est également la face non texturée). Une couche mince transparente et conductrice selon l’invention peut, par exemple, être une couche à base de Sn02:F, de Sn02:Sb ou d’ITO (oxyde d’indium et d’étain), ZnO:Al ou encore ZnO:Ga.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, la feuille de verre est revêtue d'au moins une couche antireflet (ou anti-réfléchissante). La couche antireflet peut être placée sur la face texturée et/ou sur la face non texturée. Ce mode de réalisation est avantageux dans le cas des applications photovoltaïques afin de maximiser la transmission énergétique de la feuille de verre et, par exemple, d’augmenter ainsi l’efficacité du module solaire comportant cette feuille en tant que substrat (ou couvercle) recouvrant des cellules photovoltaïques. Dans des applications dans le domaine solaire (photovoltaïque ou thermique), lorsque la feuille de verre est utilisée comme couvercle protecteur, la couche antireflet est disposée préférentiellement en face externe, c'est-à-dire côté ensoleillement, et donc sur la face texturée. Une couche antireflet selon l’invention peut, par exemple, être une couche à base de silice poreuse à bas indice de réfraction ou elle peut être constituée de plusieurs strates (empilement), notamment un empilement de couches de matériau diélectrique alternant des couches à bas et haut indices de réfraction et se terminant par une couche à bas indice de réfraction.
Selon un autre mode de réalisation, la feuille de verre est revêtue d'au moins une couche mince transparente et conductrice de l’électricité sur une première face et d’au moins une couche antireflet sur l’autre face.
En plus de la texturation apportée par les motifs selon l’invention d’un côté de la feuille de verre, la feuille de verre peut également comporter sur la face opposée une texturation apportée par un traitement de matage/dépolissage chimique, par exemple à l’acide, générant une texture/rugosité très fine. Il est également possible de dépolir chimiquement la face texturée selon l’invention afin de générer une texture/rugosité fine à la surface des motifs selon l’invention. Un tel traitement peut être avantageux car il entraîne une amélioration de la propriété anti-réfléchissante de la feuille de verre.
Du fait des propriétés de piégeage de la lumière de sa face texturée, la feuille de verre selon l’invention convient particulièrement comme substrat couvercle d'éléments destinés à utiliser le rayonnement solaire, comme par exemple des cellules photo-électriques. L’invention a dès lors également pour objet un ensemble comprenant : (i) une feuille de verre selon l’invention, et (ii) au moins un élément capable d’utiliser un rayonnement incident traversant la feuille, la feuille et ledit élément étant disposés sensiblement parallèlement entre eux, la face texturée de la feuille étant du côté de la feuille opposé audit élément et la distance entre la feuille et l’élément étant inférieure à 20 cm.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément capable d’utiliser un rayonnement incident traversant la feuille est une cellule photoélectrique. Selon ce mode de réalisation de l’invention, la cellule photoélectrique est encapsulées dans une résine (par exemple, de l’EVA). La cellule photoélectrique peut comprendre avantageusement un substrat en silicium polycristallin.
Finalement, l’invention a également pour objet l’utilisation de la feuille de verre texturée selon l’invention comme substrat couvercle pour au moins un élément destiné à utiliser le rayonnement solaire.
La feuille de verre selon l’invention peut également être utilisée pour d’autres applications telles que les écrans acoustiques, les diffuseurs lumineux, le photovoltaïque intégré aux bâtiments, le photovoltaïque en film mince...
Les exemples qui suivent illustrent l’invention, sans intention de limiter de quelque façon sa couverture.
Exemple 1 (comparatif)
Une feuille de verre a été obtenue dans une installation destinée à fabriquer de manière continue du verre plat imprimé de type silico-sodo-calcique. Cette installation comprend un four de fusion, une lamineuse et une galerie de refroidissement. Le verre, à l’état fondu, a été coulé sous forme de ruban provenant du four de fusion dans la lamineuse où il est passé entre deux rouleaux superposés dont l’un est lisse et l’autre est gravé selon le négatif des motifs recherchés. Le ruban de verre, une fois passé au travers de la lamineuse, a ensuite défilé vers la galerie de refroidissement.
La composition du verre utilisé est la suivante :
Si02: 71,4% ΑΙΑ ·· 0,615%
Na20 : 14,13% Κ,Ο : 0,038%
CaO : 9,02%
MgO: 4,24% S03: 0,344%
Fe203: 0,012%
Sb203: 0,1919%
Ti02: 0,013%
Les motifs imprimés sont des prismes triangulaires. La feuille de verre obtenue a une épaisseur e de 4,2 mm et la hauteur h des motifs est de 0,5 mm. Le rapport hauteur des motifs/épaisseur de la feuille de verre est donc de 0,12.
La feuille de verre a ensuite été trempée de manière connue en soi, c’est-à-dire qu’elle a été chauffée quelques instant au-dessus de son point de transition vitreuse. Elle a ensuite subi un refroidissement très rapide jusqu’à température ambiante. Plusieurs types de paramètres de trempe (courbe de chauffe, soufflage) ont été utilisés.
Dans les deux cas, la déformation du verre a ensuite été évaluée via la mesure de la flèche/la déformation selon les deux dimensions principales. Les résultats sont résumés dans le tableau suivant. Dans chacun des cas, la fragmentation a également été vérifiée, et satisfait aux standards. Par contre, la déformation excède largement les limites admises.
Exemple 2 (conforme à l’invention)
Une feuille de verre selon l’invention a été obtenue selon le même procédé que celui utilisé à l’exemple 1, mais avec un rouleau gravé présentant des motifs différents.
La composition du verre est la même que celle de l’exemple 1.
Les motifs imprimés sont également des prismes triangulaires. La feuille de verre obtenue a une épaisseur e de 4,2 mm et la hauteur des motifs est de 0,25 mm. Le rapport hauteur des motifs/épaisseur de la feuille de verre est donc dans ce cas de 0,06.
La feuille de verre a ensuite été trempée de la même manière que pour l’exemple 1 (deux types de paramètres) et a ensuite subi un même refroidissement très rapide jusqu’à température ambiante.
Dans ce deuxième exemple, la déformation a également été évaluée par la mesure de la flèche/la déformation selon les deux dimensions principales de la feuille de verre. Les valeurs résumées dans le tableau ci-dessous font apparaître que la déformation est très fortement limitée, et se situe bien en dessous de la tolérance de 3 mm/m. Dans les deux cas, la fragmentation a été vérifiée et satisfait aux standards.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Feuille de verre transparente comprenant une face munie d'une texturation formée dans la masse du verre par une pluralité de motifs géométriques en relief, concaves et/ou convexes par rapport au plan général de ladite face, rectilignes et parallèles s'étendant tout le long de ladite face, caractérisé en ce que le rapport R de la hauteur maximale h desdits motifs par rapport au plan général de la feuille de verre sur l’épaisseur e de la feuille de verre est de 0,002 < R < 0,10.
- 2. Feuille de verre transparente selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le rapport R de la hauteur maximale desdits motifs par rapport au plan général de la feuille de verre sur l’épaisseur e de la feuille de verre est 0,002 < R < 0,08.
- 3. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les motifs géométriques sont des prismes triangulaires.
- 4. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les motifs géométriques sont jointifs.
- 5. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la feuille de verre a une épaisseur allant de 1 à 6 mm.
- 6. Feuille de verre transparente selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la feuille de verre a une épaisseur allant de 1,8 à 4,5 mm.
- 7. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que, pour chaque motif individuel, l’angle a au sommet est entre 60 et 120°.
- 8. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la feuille de verre est faite d’un verre dont la composition comprend une teneur en fer total (exprimée sous forme de Fe203) allant de 0,002 à 0,04% en poids par rapport au poids total du verre.
- 9. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est revêtue d'au moins une couche antireflet.
- 10. Feuille de verre transparente selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle est revêtue d'au moins une couche mince transparente et conductrice de l’électricité.
- 11. Ensemble comprenant (i) une feuille de verre selon l’une des revendications de feuille précédentes et (ii) au moins un élément capable d’utiliser un rayonnement incident traversant ladite feuille, la feuille et ledit élément étant disposés sensiblement parallèlement entre elles, la face texturée de ladite feuille étant du côté de la feuille opposé audit élément et la distance entre la feuille et ledit élément étant inférieure à 20 cm.
- 12. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit élément est une cellule photoélectrique.
- 13. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la cellule photoélectrique comprend un substrat en silicium polycristallin.
- 14. Utilisation d'une feuille selon l'une des revendications de feuille précédentes, comme substrat couvercle pour au moins un élément destiné à utiliser le rayonnement solaire.
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