EP2454757A2 - Plaque transparente texturee et procede de fabrication d'une telle plaque - Google Patents

Plaque transparente texturee et procede de fabrication d'une telle plaque

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EP2454757A2
EP2454757A2 EP10730808A EP10730808A EP2454757A2 EP 2454757 A2 EP2454757 A2 EP 2454757A2 EP 10730808 A EP10730808 A EP 10730808A EP 10730808 A EP10730808 A EP 10730808A EP 2454757 A2 EP2454757 A2 EP 2454757A2
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EP
European Patent Office
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plate
pattern
thickness
patterns
textured
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10730808A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michele Schiavoni
Patrick Gayout
Wolfgang Andreas Nositschka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a transparent plate comprising on at least one of its faces a plurality of geometric patterns in relief relative to a general plane of the face.
  • the invention also relates to an assembly comprising such a transparent plate and an element capable of collecting or emitting radiation.
  • the invention relates to a method of manufacturing such a transparent plate.
  • An element capable of collecting radiation is, in particular, an element capable of collecting and converting the energy resulting from radiation into electrical energy, such as a photovoltaic cell.
  • An element capable of emitting radiation is, in particular, an element capable of converting electrical energy into radiation, such as an organic light-emitting diode or OLED.
  • a photovoltaic module or an OLED device comprises a transparent plate as a front substrate, or a glass-function substrate, which provides mechanical protection of the energy conversion elements, namely photovoltaic cells or OLED structures, while allowing good transmission of radiation to or from these energy conversion elements.
  • This transparent plate may in particular be made of a transparent glass, preferably clear or extra-clear, with a very low content of iron oxides, such as the glasses marketed in the range "DIAMOND” or "ALBARINO” by Saint-Gobain Glass.
  • a strategy for increasing the energy conversion efficiency of a photovoltaic module or an OLED device is to improve the transmission properties of the plate forming the front substrate, by limiting the reflection of the incident radiation on the plate, which comes either from the air in the case of a photovoltaic module is from inside the device in the case of an OLED device.
  • the general plane of a textured face is the plane containing the points of this face which do not belong to the patterns or, in the case of joined patterns, the junction points between the patterns.
  • the patterns may in particular be pyramids or cones, or else patterns having a preferred longitudinal direction, such as grooves or ribs.
  • a preferred longitudinal direction such as grooves or ribs.
  • the invention more particularly intends to remedy by proposing a transparent plate which has optimized properties of transmission of radiation incident on the plate and which makes it possible, in particular, when it is integrated as a substrate before in an energy conversion device, such as a photovoltaic module or an OLED device, optimizing the transmission of incident radiation on the plate to the energy conversion elements or from the energy conversion elements of the device, thus making it possible to increase the efficiency of this device with respect to the devices of the state of the art.
  • an energy conversion device such as a photovoltaic module or an OLED device
  • the subject of the invention is a monolithic transparent plate comprising, on at least one of its faces, at least one textured region by a plurality of geometric patterns in relief with respect to a general plane of said face, each pattern having a cross-section, parallel to the general plane, which decreases away from the aforementioned face of the plate, from a base to a top of the pattern, characterized in that the area of the zones of the textured region for which the angle of inclination of the zone with respect to the general plane is less than 30 ° represents less than 35% of the total area of the textured region and in that: or (i) the ratio p of the thickness of each pattern to the thickness of the plate has a given value greater than or equal to 0.2 and the thickness of the plate is in a range from 4.5 mm to 8 mm,
  • the thickness of the plate has a given value ranging from 3 mm to 8 mm and the ratio p of the thickness of each pattern to the thickness of the plate is greater than or equal to 0 3.
  • a transparent plate is a transparent plate at least in the wavelength ranges useful for, or emitted by, the energy conversion elements of the device in which the plate is intended to be integrated into. as a substrate before.
  • the plate is advantageously transparent in the wavelength range between 400 nm and 1200 nm.
  • a plate is monolithic in that the patterns are in one piece with the plate and formed by local deformation of the surface of the plate, for example during the molding of the plate or by rolling. of the plate.
  • the patterns of the plate have the same chemical composition as the plate.
  • a pattern in relief relative to a plane is a pattern which protrudes or recesses with respect to this plane.
  • each pattern is delimited, in cross-section along at least one plane passing through a vertex of the pattern and perpendicular to the general plane, by two flanks, each inclined at a non-zero average inclination angle with respect to the general plane; the textured region for which the angle of inclination of the zone with respect to the general plane is less than 30 ° forming bonding zones between one side of a pattern and the other side of the pattern or the side of a pattern adjacent;
  • the plate has a thickness of between 3 mm and 8 mm;
  • each pattern has a thickness greater than or equal to 0.5 mm; the mean angle of inclination of each side of a pattern with respect to the general plane is between 40 ° and 65 °, preferably between 45 ° and 60 °;
  • the thickness of the plate has an optimum value corresponding to a maximum transmission through the plate of radiation incident on said face; plate;
  • the value of the ratio p of the thickness of each pattern over the thickness of the plate is greater than or equal to 0.25;
  • the value of the ratio p of the thickness of each pattern over the thickness of the plate is greater than or equal to 0.3;
  • the plate is made of glass, preferably transparent clear or extra-clear glass
  • the plate is made of a transparent polymeric material
  • the patterns are pyramids or cones of non-zero vertex half-angles
  • each pattern is inscribed in a circle of diameter less than or equal to 5 mm;
  • the patterns are grooves or ribs
  • the plate is obtained by rolling
  • the plate is obtained by molding.
  • the invention also relates to an assembly comprising a transparent plate as described above and an element capable of collecting or emitting radiation, the element being positioned relative to the plate so as to be able to collect a radiation passing through the plate or emitting radiation through the plate, the textured face of the plate being directed away from the element.
  • the subject of the invention is a method of manufacturing a plate as described above, in which at least one face of a plate in transparent material, geometric patterns in relief with respect to a general plane of the face by maximizing the thickness of each pattern.
  • the patterns are formed by rolling the plate.
  • the patterns can be formed by molding the plate.
  • the depth of each pattern is maximized by maximizing the average angle of inclination of the flanks of the pattern with respect to the general plane of the face.
  • the depth of each pattern is maximized by maximizing the period of the patterns.
  • FIG. 1 is a perspective view of a textured transparent plate according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a cross section, partial and schematic, of a photovoltaic module comprising the plate of FIG. 1 as a front substrate;
  • FIG. 3 is a section similar to FIG. 2 for a photovoltaic module comprising a textured transparent plate according to a second embodiment of the invention as a front substrate;
  • Figure 4 is a section similar to Figure 2 for a photovoltaic module comprising a textured transparent plate according to a third embodiment of the invention as a front substrate;
  • FIG. 5 is a section similar to Figure 2 for a photovoltaic module comprising a textured transparent plate of the state of the art, the same glass matrix as the plates of Figures 2 to 4, as a front substrate.
  • the transparent plate 1 according to the invention is an extra-clear transparent laminated glass plate and printed, which comprises on one of its faces 3 a texturing convex formed by an assembly of contiguous pyramidal patterns.
  • the pyramidal patterns 5 of the face 3 are aligned along corrugated L lines.
  • the lines of alignment L of the patterns 5 are the lines formed by the successive identical sides of pyramidal patterns arranged adjacently with respect to each other, in rows.
  • the longitudinal directions of the sides of the successive pyramidal patterns 5 along each alignment line L are modified in steps.
  • a variation of the direction of the sides of the individual pyramidal patterns is superimposed on the general or general direction of the alignment lines L, which produces the undulation of the alignment lines L.
  • FIG. 2 is partially and schematically represented a photovoltaic module 10 according to the invention, comprising the plate 1 as a front substrate.
  • the face 3 of the plate 1, which is provided with the texturing 5, is directed to the side of incidence of the radiation on the module 10.
  • the face 4 of the plate 1 opposite the front face 3 is generally flat and arranged facing one or more photovoltaic cells 9.
  • the absorber layer of the or each photovoltaic cell 9, capable of ensuring the conversion of the energy resulting from the radiation incident on the cell into electrical energy, may in particular be a thin layer based on silicon, amorphous or microcrystalline, or cadmium telluride base.
  • the or each thin-film cell 9 comprises a successive stack, from the face 4 of the plate 1:
  • an electrically conductive transparent layer in particular based on transparent conductive oxide (TCO), which forms a front electrode of the cell,
  • TCO transparent conductive oxide
  • the or each cell 9 is immobilized between the front substrate 1 and a rear substrate (not shown) of the module 10.
  • the absorber layer of the or each cell 9 may be a thin layer of chalcopyrite compound comprising copper, indium and selenium, said absorber layer CIS, optionally supplemented with gallium (absorber layer CIGS), aluminum or sulfur.
  • the or each thin-film cell 9 comprises a stack similar to that described above, a polymeric lamination interlayer not shown being furthermore positioned between the front electrode of the cell 9 and the face 4 of the plate 1, to ensure good cohesion of the module 10 during its assembly.
  • the lamination interlayer may in particular be made of polyvinyl butyral (PVB) or ethylene vinyl acetate (EVA).
  • the or each cell 9 may be formed from "wafers" or polychstalline or monocrystalline silicon wafers forming a p / n junction.
  • FIGS. 3 to 5 show photovoltaic modules 110, 210 and 310 respectively comprising, as front substrates, a transparent plate 101 according to a second embodiment of the invention, a transparent plate 201 conforming to a third embodiment embodiment of the invention and a transparent plate 301 of the state of the art.
  • the plates 101, 201 and 301 are made of extra-clear transparent glass of the same composition as the glass constituting the plate 1 and surmount one or more photovoltaic cells 109, 209 or 309 similar to the photovoltaic cells 9 of the module 10.
  • Each of the plates 101 , 201 and 301 comprises a front face 103, 203 or 303, intended to be directed on the side of incidence of the radiation on the module, which is provided with a pyramidal texturing similar to that of the plate 1, formed by a plurality of pyramidal patterns 105, 205 or 305 contiguous parallelogram base and non-zero vertex half-angles
  • Each of the pyramidal patterns 305 of the plate 301 of the state of the art is based parallelogram of 2 mm side and half-angle at the apex of about 45 °.
  • Each pyramidal pattern 305 is thus delimited by four flanks 307, each inclined at an inclination angle ⁇ 307 of approximately 45 ° with respect to a general plane ⁇ of the textured face 303.
  • Each pattern 305 has a thickness ⁇ 305 of 1 mm. protrusion relative to the plane ⁇ , so that the total thickness e 3 oi of the plate 301 with its texturing is 4 mm.
  • Each of the pyramidal patterns 5 of the plate 1 according to the first embodiment of the invention is delimited by four flanks 7, each inclined at an angle of inclination ⁇ 7 with respect to a general plane ⁇ of the textured face 3.
  • plate 1 of the first embodiment differs from the plate 301 of the state of the art, on the one hand, in that it has a total thickness ei of 6 mm with its texturing, instead of a thickness ⁇ 3oi of 4 mm, and, secondly, in that each pyramidal pattern 5 has a thickness e 5 of 1.5 mm protruding from a general plane ⁇ of the face 3, instead of a thickness ⁇ 305 of 1 mm.
  • the base of each pattern 5 of the plate 1 is of the same dimensions as the base of the patterns 305 of the plate 301, namely a parallelogram base of 2 mm on the side, but the half-angle at the top of each pattern 5 is about 33 °, instead of 45 ° for the patterns 305 of the plate 301.
  • each of the pyramidal patterns 105 of the plate 101 according to the second embodiment is delimited by four flanks 107, each inclined at an angle of inclination ⁇ 10z with respect to a general plane ⁇ of the textured face 103.
  • the plate 101 has a total thickness of 6 mm with its texturing, instead of a thickness e 3 oi 4 mm of the plate 301 of the state of the art, and each pyramidal pattern 105 of the plate 101 has a thickness eios of 1.5 mm protruding from a general plane ⁇ of the face 103, instead of a thickness of 3 bones of 1 mm for the patterns 305 of the plate 301 of the state of the art.
  • each pattern 105 is equal to the half-angle at the apex of the patterns 305 of the plate 301, namely about 45 °, but that the base of each pattern 105 is 3 mm instead of 2 mm for the patterns 305 of the plate 301.
  • the thickness eios of each pattern 105 of the plate 101 of the second embodiment has been increased with respect to the thickness e 3 bones of each pattern 305 of the plate 301 of the state of the art by increasing the pios period of the patterns 105 compared to the period 30s of the patterns 305.
  • the ratio p of the thickness ⁇ 205 of the patterns 205 of the plate 201 to the thickness e 2 oi of the plate 201 is therefore equal to 0.3, instead of 0.25 for the plate 301 of the state of the art.
  • Each pyramidal pattern 205 of the plate 201 is delimited by four flanks 207, each inclined at an inclination angle 0207 with respect to a general plane ⁇ of the textured face 203.
  • each reason 205 of the plate 201 is of the same dimensions as the base of the patterns 305 of the plate 301, namely a parallelogram base of 2 mm side, but the half-angle at the top of each pattern 205 is about 40 °, instead of 45
  • the thickness ⁇ 205 of each pattern 205 of the plate 201 of the third embodiment has been increased with respect to ⁇ 305 thickness of each pattern 305 of the plate 301 of the state of the art by increasing the angle of inclination 0207 flanks 207 of the patterns 205 relative to the angle of inclination ⁇ 3 o7des flanks 307 of the patterns 305 .
  • the texturing of a plate according to the invention is carried out by rolling the surface of an originally flat glass plate, the glass being heated to a temperature at which it is possible to deform its surface, at the same time.
  • a solid object such as a metal roller having on its surface the opposite shape of the texturing to be formed.
  • the texturing can be obtained by molding.
  • the targeted texturing comprises patterns with flat sides and sharp edges, as is the case for example of pyramidal patterns, conical, or triangular or triangular cross-section type or ribs or grooves
  • Trapezoidal patterns formed do not have perfect geometric shapes.
  • the top of each pattern and the hollows framing each pattern are rounded, as shown schematically for the pyramid patterns of Figures 2 to 5 by the indication of the radii of curvature R and r.
  • the radii of curvature R at the vertices and r at the hollows of the texture vary little according to the thickness of the relief patterns, because of the particular conditions of manufacture by rolling or molding.
  • the manufacturing conditions by rolling require that the radius of curvature R at the level of the vertices of the texture is greater than the radius of curvature r at the level of the hollows of the texture.
  • 8, 108, 208, 308 are the connection zones of a sidewall 7, 107, 207, 307 of a pattern 5, 105, 205, 305 of the plate 1, 101, 201 or 301 with the other side. of the pattern, or with the side of an adjacent pattern, for which the angle of inclination as, a ⁇ o ⁇ , CI208, O308 with respect to the general plane ⁇ at each point of the zone is less than 30 °.
  • These connecting zones 8, 108, 208, 308 correspond to the rounded peaks and valleys of the pyramidal texture 5, 105, 205 or 305 of the plate.
  • the connecting zones 8, 108, 208, 308 can be defined as the connection areas of a sidewall 7, 107, 207, 307 of a pattern of the plate with the other side of the pattern, or with the flank of an adjacent pattern, for which the angle of inclination as, aoo ⁇ , CI208, coo ⁇ with respect to the general plane ⁇ at each point of the zone is less than 40 °.
  • the ratio of the area S308 of the connection zones 308 of the plate 301 of the state of the art, for which the angle of inclination 0308 with respect to the general plane ⁇ of the textured face 303 is less than at 40 °, on the total textured area S301 of the plate 301 is of the order of 60%
  • the ratio of the area S 8 , Si 08 , S 2 os of the connecting zones 8, 108, 208 of each plate 1, 101 or 201 according to the invention for which the angle of inclination ⁇ 8 , CH 08 , ⁇ 2 os with respect to the general plane ⁇ of the textured face 3, 103, 203 is less than 40 °
  • the total textured area Si, S101, S201 of the plate is less than 45%.
  • Table 1 below illustrates the increase of the yield at zero incidence angle, ⁇ i (O °), ⁇ no (O °), £ 210 (0 °) and £ 310 (0 °), and the overall annual yield. for all angles of incidence, ⁇ io, £ no, £ 210 and ⁇ 3 i 0 , respectively of module 10, the module 110, the module 210 and the module 310, with respect to the performance of a reference photovoltaic module, determined by optical simulation of the surface structures of the plates 1, 101, 201 and 301.
  • the reference module differs modules 10, 110, 210, 310 only in that its front substrate is a non-textured transparent plate of the same glass composition as the textured plates 1, 101, 201 and 301.
  • the results can be transposed to other types of photovoltaic cells, since the improvement of the transmission properties of a plate due to the texturing of this plate does not depend significantly on the wavelength of the incident radiation on the plate.
  • the first principle underlying the increase in transmission for a textured plate is the trapping of the incident radiation due to multiple reflections on the relief patterns of the plate.
  • FIGS. 2 to 5 for incident rays E 1 on the plate 1, 101, 201, 301 of low angles of incidence, multiple reflections occur on the patterns 5, 105, 205, 305.
  • relief of the textured face 3, 103, 203, 303 which give the radiation a number of possibilities En, E t2 more important to enter the plate, resulting in a reduction of the reflection on the textured face 3, 103, 203 , 303 of the plate 1, 101, 201, 301 with respect to the flat face of a non-textured plate.
  • this reduction in the area of the bonding zones is obtained by increasing the thickness of the patterns of the plate relative to the patterns of the plates of the state of the art, so that the area of each pattern between two adjacent bonding areas, which is the area or surface of the pattern useful for multiple reflections on the pattern, is higher.
  • the radiation is reflected, after entering the plate 1, 101, 201, 301, at the interface between the plate and the cells 9, 109, 209, 309 or a possible lamination interlayer, and is trapped at again by reflection on the faces of the patterns 5, 105, 205, 305, so that a larger portion of the radiation is transmitted through the plate.
  • the reflection losses are thus further reduced, for a textured plate compared to a non-textured plate, thanks to this second trapping of the radiation.
  • the decrease in the area of the bonding areas 8, 108, 208, 308 relative to the total textured area of the plate, or in other words the increase in the effective area of each pattern to multiple reflections on the pattern increases the second trapping of the radiation and its transmission through the plate.
  • the second principle underlying the transmission increase for a textured plate is that, for F-rays, incident on the plate of high angles of incidence, greater than 45 °, the radiation has angles of lower incidence on the faces of the patterns 5, 105, 205, 305 than on a flat surface.
  • the radiation has angles of lower incidence on the faces of the patterns 5, 105, 205, 305 than on a flat surface.
  • incident rays F 1 incidence angle varying between 0 and 90 ° on a flat surface meet the surface of the texture 5, 105 with an angle of incidence between -45 ° and + 45 °.
  • a plate according to the invention including the ratio of the area S 8 , SiO 2 , S 2 O 8 binding areas on the total textured area Si , S101, S201 of the plate has been reduced compared to that of the plates of the state of the art, has optimized properties of transmitting incident radiation on the plate. Therefore, such a plate, when integrated in a photovoltaic module as a front substrate, significantly improves the efficiency of this module compared to the yields of the modules of the state of the art.
  • the improvement of the transmission through the textured plate is obtained, according to the invention, by increasing the area or the effective area of the patterns of the plate, that is to say the surface of the patterns which is useful for receiving and transmitting radiation, whether by multiple reflections or by decreasing the angle of incidence as seen by the surface of the pattern. In doing so, the percentage of the total textured area of the plate corresponding to rounded bonding areas is decreased and a perfect geometrical profile of the patterns of the textured plate is approached.
  • the invention proposes to increase the thickness of the textured plate according to the invention with respect to the thickness of the textured plates of the state of the art for a given value.
  • the ratio p of the thickness of each pattern to the thickness of the plate as illustrated in the first and second embodiments. It emerges from these embodiments that the transmission of radiation through the textured plate according to the invention is improved with respect to the transmission of radiation through the textured plates of the state of the art, even though the thickness of the plate according to the invention, and therefore the absorption of radiation in the plate is higher.
  • the inventors have demonstrated that the increase in transmission through the textured plate according to the invention, which is induced by the increase in the thickness of the patterns and therefore the useful surface of these patterns, is likely, for some values of the thickness of the plate, to be greater than the increase in the absorption of radiation inside the plate, which is induced by the increase in the thickness of the plate. plate, in particular for a composition of the plate with low radiation absorption.
  • the value of the thickness of the textured plate according to the invention is preferably chosen to be equal to an optimum thickness value for which the increase in transmission through the plate, due to the increase in the thickness of the patterns counterbalances at best the increase in the absorption in the plate, due to the increase in the thickness of the plate, that is to say for which the transmission through the plate of incident radiation on the textured face of the plate is maximum.
  • the thickness of the textured plate according to the invention is preferably chosen greater than or equal to 4.5 mm.
  • the thickness of a textured plate according to the invention is preferably also kept lower or 8 mm, in order to maintain a moderate weight of the device.
  • Another solution for increasing the usable area of the patterns consists, as illustrated in the third embodiment, of increasing the ratio p of the thickness of each pattern to the thickness of the plate with respect to the ratio p of the textured plates of the plate. state of the art for a given value of the thickness of the plate.
  • the useful area of the patterns for receiving and transmitting radiation is then increased by increasing the thickness of each pattern.
  • the ratio p of the textured plate according to the invention is preferably chosen such that 0.3 ⁇ p.
  • a maximum value p 0.5 is imposed in practice because of the rolling process, in order to avoid problems of bonding the glass to the rolling rolls. .
  • the invention is based on the demonstration by the inventors that the conventional manufacturing processes of textured plates that are rolling and molding induce radii of curvature at the recesses and vertices of the patterns in relief, which do not change. whatever the thickness of the patterns and the thickness of the plate. It might have been thought that these radii of curvature would increase homothetically with the thickness of the patterns and the thickness of the plate. Surprisingly, the average radii of curvature remain the same for a given manufacturing process by rolling or molding, in particular of the order of a few hundred microns for the radii of curvature r and R in the case of rolling.
  • the inventors have taken advantage of this stability of the radii of curvature to obtain a more effective texturing in terms of increasing the transmission through the textured plate.
  • they have chosen, for this purpose, to increase the plate thickness for a value of the given ratio p.
  • the texturing of a plate according to the invention may be formed by an assembly of patterns other than pyramidal patterns.
  • the patterns of a plate according to the invention may in particular be cones, or elongated patterns of the groove or rib type.
  • these patterns are advantageously polygonal, including triangular, square, rectangular, parallelogram, hexagonal or octagonal.
  • the patterns of a plate according to the invention are such that they comprise at least two sidewalls inclined with respect to a general plane ⁇ of the face of the plate comprising the patterns.
  • the angle of inclination of a flank by relative to the general plane ⁇ is defined as a mean angle of inclination delimited between an average surface of the sidewall and the plane ⁇ .
  • the texturing of a plate according to the invention may also be a concave texturing, instead of a convex texturing, the patterns then being hollow relative to the general plane of the textured face of the plate.
  • the patterns of a plate according to the invention if they are preferably contiguous, can also be non-contiguous. Likewise, a random pattern distribution on the textured face of the plate, if advantageous, is not required.
  • the patterns of a textured plate according to the invention may be identical to each other, as in the embodiments described above, or different from each other.
  • the patterns of a plate according to the invention may be formed on the entire surface of the corresponding face of the plate or, alternatively, only on a region or several distinct regions of this surface.
  • a textured plate according to the invention may be made of an extra-clear transparent glass of any composition, in particular "ALBARINO” glass or an extra-clear transparent float glass such as the glass marketed in the "DIAMOND” range. by Saint-Gobain Glass.
  • the texturing by rolling can be carried out by means of a texturing roller integrated in a glass floating device.
  • a textured plate according to the invention may also be made of a transparent material other than glass, for example a transparent thermoplastic polymer, such as polycarbonate or polymethylmethacrylate.
  • a plate according to the invention may also include texturing on both sides, and not only on one of its faces as in the examples described and shown.
  • an advantageous application of a textured plate according to the invention, having optimized properties for transmitting incident radiation, is its use as a front substrate for an energy conversion device, such as a module photovoltaic system, a thermal module or an OLED device.
  • a textured plate according to the invention can also be used as decorative glazing element.

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Abstract

Cette plaque transparente (1) monolithique comprend, sur au moins une de ses faces (3), au moins une région texturée par une pluralité de motifs géométriques (5) en relief par rapport à un plan général (π) de la face (3), chaque motif ayant une section transversale, parallèlement au plan général (π), qui décroît en s'éloignant de la face (3), depuis une base jusqu'à un sommet du motif. Selon l'invention, l'aire (S8) des zones (8) de la région texturée pour lesquelles l'angle d'inclinaison (α8) de la zone par rapport au plan général (π) est inférieur à 30° représente moins de 35%, de l'aire totale (Si) de la région texturée.

Description

PLAQUE TRANSPARENTE TEXTUREE
ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE PLAQUE
La présente invention a trait à une plaque transparente comprenant sur au moins une de ses faces une pluralité de motifs géométriques en relief par rapport à un plan général de la face. L'invention a également trait à un ensemble comprenant une telle plaque transparente et un élément capable de collecter ou d'émettre un rayonnement. En outre, l'invention a trait à un procédé de fabrication d'une telle plaque transparente.
Un élément capable de collecter un rayonnement est, notamment, un élément propre à collecter et convertir l'énergie issue d'un rayonnement en énergie électrique, tel qu'une cellule photovoltaïque. Un élément capable d'émettre un rayonnement est, notamment, un élément propre à convertir de l'énergie électrique en un rayonnement, tel qu'une diode électroluminescente organique ou OLED.
De manière classique, un module photovoltaïque ou un dispositif OLED comprend une plaque transparente en tant que substrat avant, ou substrat à fonction verrière, qui assure une protection mécanique des éléments de conversion d'énergie, à savoir les cellules photovoltaïques ou les structures OLED, tout en permettant une bonne transmission d'un rayonnement vers ou à partir de ces éléments de conversion d'énergie. Cette plaque transparente peut notamment être constituée en un verre transparent, de préférence clair ou extra-clair, à très faible teneur en oxydes de fer, tel que les verres commercialisés dans la gamme « DIAMANT » ou « ALBARINO » par Saint- Gobain Glass.
Une stratégie pour augmenter le rendement de conversion énergétique d'un module photovoltaïque ou d'un dispositif OLED consiste à améliorer les propriétés de transmission de la plaque formant le substrat avant, en limitant la réflexion du rayonnement incident sur la plaque, qui provient soit de l'air dans le cas d'un module photovoltaïque soit de l'intérieur du dispositif dans le cas d'un dispositif OLED. A cet effet, il est connu de texturer au moins la face de la plaque dirigée à l'opposé des éléments de conversion d'énergie, en la munissant d'une pluralité de motifs géométriques en relief, concaves ou convexes par rapport à un plan général de cette face. Au sens de l'invention, le plan général d'une face texturée est le plan contenant les points de cette face qui n'appartiennent pas aux motifs ou, dans le cas de motifs jointifs, les points de jonction entre les motifs. Les motifs peuvent notamment être des pyramides ou des cônes, ou encore des motifs présentant une direction longitudinale privilégiée, tels que des rainures ou des nervures. Toutefois, l'augmentation de rendement permise grâce à l'utilisation des plaques texturées de l'état de la technique en tant que substrats avant de dispositifs de conversion énergétique reste limitée. En effet, les techniques de texturation classiques, notamment par laminage, telles que décrites dans les demandes de brevet WO-A-03/046617, WO-A-2005/111670 et WO-A-2007/015019, ne permettent pas à ce jour d'obtenir des motifs de géométrie parfaite.
C'est à cet inconvénient qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une plaque transparente qui présente des propriétés optimisées de transmission d'un rayonnement incident sur la plaque et qui permet en particulier, lorsqu'elle est intégrée en tant que substrat avant dans un dispositif de conversion énergétique, tel qu'un module photovoltaïque ou un dispositif OLED, d'optimiser la transmission d'un rayonnement incident sur la plaque vers les éléments de conversion d'énergie ou à partir des éléments de conversion d'énergie du dispositif, rendant ainsi possible une augmentation du rendement de ce dispositif par rapport aux dispositifs de l'état de la technique.
A cet effet, l'invention a pour objet une plaque transparente monolithique comprenant, sur au moins une de ses faces, au moins une région texturée par une pluralité de motifs géométriques en relief par rapport à un plan général de ladite face, chaque motif ayant une section transversale, parallèlement au plan général, qui décroît en s'éloignant de la face précitée de la plaque, depuis une base jusqu'à un sommet du motif, caractérisée en ce que l'aire des zones de la région texturée pour lesquelles l'angle d'inclinaison de la zone par rapport au plan général est inférieur à 30° représente moins de 35% de l'aire totale de la région texturée et en ce que : - soit (i) le rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque a une valeur donnée supérieure ou égale à 0,2 et l'épaisseur de la plaque est comprise dans une plage allant de 4,5 mm à 8 mm,
- soit (ii) l'épaisseur de la plaque a une valeur donnée comprise dans une plage allant de 3 mm à 8 mm et le rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque est supérieur ou égal à 0,3.
Au sens de l'invention, une plaque transparente est une plaque transparente au moins dans les domaines de longueurs d'onde utiles pour, ou émises par, les éléments de conversion d'énergie du dispositif dans lequel la plaque est destinée à être intégrée en tant que substrat avant. A titre d'exemple, dans le cas d'un module photovoltaïque comprenant des cellules photovoltaïques à base de silicium polycristallin, la plaque est avantageusement transparente dans le domaine de longueurs d'onde comprises entre 400 nm et 1200 nm. De plus, dans le cadre de l'invention, une plaque est monolithique en ce sens que les motifs sont monoblocs avec la plaque et formés par déformation locale de la surface de la plaque, par exemple au cours du moulage de la plaque ou par laminage de la plaque. Ainsi, les motifs de la plaque ont la même composition chimique que la plaque. Par ailleurs, au sens de l'invention, un motif en relief par rapport à un plan est un motif qui est en saillie ou en creux par rapport à ce plan.
Selon d'autres caractéristiques avantageuses d'une plaque selon l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- chaque motif est délimité, en coupe transversale selon au moins un plan passant par un sommet du motif et perpendiculaire au plan général, par deux flancs, inclinés chacun selon un angle moyen d'inclinaison non nul par rapport au plan général, les zones de la région texturée pour lesquelles l'angle d'inclinaison de la zone par rapport au plan général est inférieur à 30° formant des zones de liaison entre un flanc d'un motif et l'autre flanc du motif ou le flanc d'un motif adjacent ;
- la plaque a une épaisseur comprise entre 3 mm et 8 mm ;
- chaque motif a une épaisseur supérieure ou égale à 0,5 mm ; - l'angle moyen d'inclinaison de chaque flanc d'un motif par rapport au plan général est compris entre 40° et 65°, de préférence entre 45° et 60° ;
- pour une valeur donnée du rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque, l'épaisseur de la plaque a une valeur optimale correspondant à une transmission maximale à travers la plaque d'un rayonnement incident sur ladite face de la plaque ;
- lorsque la condition (i) est remplie, la valeur du rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque est supérieure ou égale à 0,25 ;
- lorsque la condition (i) est remplie, la valeur du rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque est supérieure ou égale à 0,3 ;
- la plaque est constituée en verre, de préférence en verre transparent clair ou extra-clair ;
- la plaque est constituée en un matériau polymère transparent ;
- les motifs sont jointifs ;
- les motifs sont identiques les uns aux autres ;
- les motifs sont répartis de manière aléatoire sur la face ;
- les motifs sont des pyramides ou des cônes de demi-angles au sommet non nuls ;
- la base de chaque motif est inscrite dans un cercle de diamètre inférieur ou égal à 5 mm ;
- les motifs sont des rainures ou des nervures ;
- la plaque est obtenue par laminage ;
- la plaque est obtenue par moulage.
L'invention a également pour objet un ensemble comprenant une plaque transparente telle que décrite ci-dessus et un élément capable de collecter ou d'émettre un rayonnement, l'élément étant positionné par rapport à la plaque de manière à être apte à collecter un rayonnement traversant la plaque ou à émettre un rayonnement à travers la plaque, la face texturée de la plaque étant dirigée à l'opposé de l'élément.
Enfin, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une plaque telle que décrite ci-dessus, dans lequel on forme, sur au moins une face d'une plaque en matériau transparent, des motifs géométriques en relief par rapport à un plan général de la face en maximisant l'épaisseur de chaque motif.
De manière avantageuse, on forme les motifs par laminage de la plaque.
En variante, on peut former les motifs par moulage de la plaque.
Selon une première variante du procédé de fabrication, pour une période donnée des motifs, on maximise la profondeur de chaque motif en maximisant l'angle moyen d'inclinaison des flancs du motif par rapport au plan général de la face.
Selon une deuxième variante du procédé de fabrication, pour un angle moyen d'inclinaison donné des flancs de chaque motif par rapport au plan général de la face, on maximise la profondeur de chaque motif en maximisant la période des motifs.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de trois modes de réalisation d'une plaque et d'un ensemble selon l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une plaque transparente texturée conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une coupe transversale, partielle et schématique, d'un module photovoltaïque comprenant la plaque de la figure 1 en tant que substrat avant ;
- la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 pour un module photovoltaïque comprenant une plaque transparente texturée conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention en tant que substrat avant ;
- la figure 4 est une coupe analogue à la figure 2 pour un module photovoltaïque comprenant une plaque transparente texturée conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention en tant que substrat avant ; et
- la figure 5 est une coupe analogue à la figure 2 pour un module photovoltaïque comprenant une plaque transparente texturée de l'état de la technique, de même matrice verrière que les plaques des figures 2 à 4, en tant que substrat avant. Dans le premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1 et 2, la plaque transparente 1 conforme à l'invention est une plaque de verre transparent extra-clair laminé et imprimé, qui comprend sur une de ses faces 3 une texturation convexe formée par un assemblage de motifs pyramidaux 5 jointifs.
Comme bien visible sur la figure 1 , les motifs pyramidaux 5 de la face 3 sont alignés selon des lignes L ondulées. Au sens de l'invention, les lignes d'alignement L des motifs 5 sont les lignes formées par les côtés identiques successifs de motifs pyramidaux disposés de manière adjacente les uns par rapport aux autres, en rangées. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 , les directions longitudinales des côtés des motifs pyramidaux 5 successifs le long de chaque ligne d'alignement L sont modifiées par pas. Ainsi, on superpose à la direction générale ou globale des lignes d'alignement L une variation de la direction des côtés des motifs pyramidaux individuels, ce qui produit l'ondulation des lignes d'alignement L. Comme explicité dans la demande WO-A-2006/134301, une telle répartition aléatoire des motifs pyramidaux 5 sur la face 3 permet de diminuer l'intensité moyenne absolue de la réflexion sur la plaque 1 dans chaque angle de réflexion individuel et d'éviter des transitions marquées entre des directions réfléchissantes et des directions non réfléchissantes. Il en résulte un aspect plus uniforme de la plaque 1 et une minimisation des risques d'éblouissement.
Sur la figure 2 est représenté partiellement et schématiquement un module photovoltaïque 10 conforme à l'invention, comprenant la plaque 1 en tant que substrat avant. Comme montré sur cette figure, la face 3 de la plaque 1 , qui est munie de la texturation 5, est dirigée du côté d'incidence du rayonnement sur le module 10. Dans ce mode de réalisation, la face 4 de la plaque 1 opposée à la face avant 3 est globalement plane et disposée en regard d'une ou plusieurs cellules photovoltaïques 9.
La couche d'absorbeur de la ou chaque cellule photovoltaïque 9, propre à assurer la conversion de l'énergie issue du rayonnement incident sur la cellule en énergie électrique, peut notamment être une couche mince à base de silicium, amorphe ou microcristallin, ou à base de tellurure de cadmium. Dans ce cas, de manière connue, la ou chaque cellule 9 à couches minces comprend un empilement successif, à partir de la face 4 de la plaque 1 :
- d'une couche transparente électriquement conductrice, notamment à base d'oxyde conducteur transparent (Transparent Conductive Oxide ou TCO), qui forme une électrode avant de la cellule,
- de la couche d'absorbeur,
- d'une couche électriquement conductrice qui forme une électrode arrière de la cellule.
En pratique, la ou chaque cellule 9 est immobilisée entre le substrat avant 1 et un substrat arrière non représenté du module 10.
En variante, la couche d'absorbeur de la ou chaque cellule 9 peut être une couche mince de composé chalcopyrite comportant du cuivre, de l'indium et du sélénium, dite couche d'absorbeur CIS, éventuellement additionnée de gallium (couche d'absorbeur CIGS), d'aluminium ou de soufre. Dans ce cas, la ou chaque cellule 9 à couches minces comprend un empilement analogue à celui décrit ci-dessus, un intercalaire de feuilletage polymère non représenté étant en outre positionné entre l'électrode avant de la cellule 9 et la face 4 de la plaque 1 , afin de garantir une bonne cohésion du module 10 lors de son assemblage. L'intercalaire de feuilletage peut notamment être constitué en polybutyral de vinyle (PVB) ou en éthylène vinylacétate (EVA).
Selon encore une autre variante, la ou chaque cellule 9 peut être constituée à partir de « wafers » ou galettes de silicium polychstallin ou monocristallin formant une jonction p/n.
Sur les figures 3 à 5 sont représentés des modules photovoltaïques 110, 210 et 310 comprenant respectivement, en tant que substrats avant, une plaque transparente 101 conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, une plaque transparente 201 conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention et une plaque transparente 301 de l'état de la technique. Les plaques 101 , 201 et 301 sont en verre transparent extra-clair de même composition que le verre constitutif de la plaque 1 et surmontent une ou plusieurs cellules photovoltaïques 109, 209 ou 309 analogues aux cellules photovoltaïques 9 du module 10. Chacune des plaques 101 , 201 et 301 comprend une face avant 103, 203 ou 303, destinée à être dirigée du côté d'incidence du rayonnement sur le module, qui est munie d'une texturation pyramidale analogue à celle de la plaque 1 , formée par une pluralité de motifs pyramidaux 105, 205 ou 305 jointifs à base parallélogramme et de demi-angles au sommet non nuls
Chacun des motifs pyramidaux 305 de la plaque 301 de l'état de la technique est à base parallélogramme de 2 mm de côté et de demi-angle au sommet d'environ 45°. Chaque motif pyramidal 305 est ainsi délimité par quatre flancs 307, inclinés chacun selon un angle d'inclinaison 0307 d'environ 45° par rapport à un plan général π de la face texturée 303. Chaque motif 305 a une épaisseur β305 de 1 mm en saillie par rapport au plan π, de telle sorte que l'épaisseur totale e3oi de la plaque 301 avec sa texturation est de 4 mm.
Chacun des motifs pyramidaux 5 de la plaque 1 conforme au premier mode de réalisation de l'invention est délimité par quatre flancs 7, inclinés chacun selon un angle d'inclinaison α7 par rapport à un plan général π de la face texturée 3. La plaque 1 du premier mode de réalisation diffère de la plaque 301 de l'état de la technique, d'une part, en ce qu'elle a une épaisseur totale ei de 6 mm avec sa texturation, au lieu d'une épaisseur β3oi de 4 mm, et, d'autre part, en ce que chaque motif pyramidal 5 a une épaisseur e5 de 1 ,5 mm en saillie par rapport à un plan général π de la face 3, au lieu d'une épaisseur β305 de 1 mm. Les plaques 1 et 301 présentent ainsi un même rapport p = 0,25 de l'épaisseur e5, e3os des motifs sur l'épaisseur ei, e3oi de la plaque. Comme il ressort d'une comparaison des figures 2 et 5, la base de chaque motif 5 de la plaque 1 est de mêmes dimensions que la base des motifs 305 de la plaque 301 , à savoir une base parallélogramme de 2 mm de côté, mais le demi-angle au sommet de chaque motif 5 est d'environ 33°, au lieu de 45° pour les motifs 305 de la plaque 301. En d'autres termes, pour une même période p5, P305 des motifs, l'épaisseur e5 de chaque motif 5 de la plaque 1 du premier mode de réalisation a été augmentée par rapport à l'épaisseur β305 de chaque motif 305 de la plaque 301 de l'état de la technique en augmentant l'angle d'inclinaison α7 des flancs 7 des motifs 5 par rapport à l'angle d'inclinaison α3o7 des flancs 307 des motifs 305. De la même façon, chacun des motifs pyramidaux 105 de la plaque 101 conforme au deuxième mode de réalisation est délimité par quatre flancs 107, inclinés chacun selon un angle d'inclinaison αioz par rapport à un plan général π de la face texturée 103. Comme dans le premier mode de réalisation, la plaque 101 a une épaisseur totale eioi de 6 mm avec sa texturation, au lieu d'une épaisseur e3oi de 4 mm de la plaque 301 de l'état de la technique, et chaque motif pyramidal 105 de la plaque 101 a une épaisseur eios de 1 ,5 mm en saillie par rapport à un plan général π de la face 103, au lieu d'une épaisseur e3os de 1 mm pour les motifs 305 de la plaque 301 de l'état de la technique. Les plaques 101 et 301 présentent donc un même rapport p = 0,25 de l'épaisseur eios, e3os des motifs sur l'épaisseur eioi, e3oi de la plaque. Une comparaison des figures 3 et 5 montre que le demi-angle au sommet de chaque motif 105 est égal au demi-angle au sommet des motifs 305 de la plaque 301 , à savoir environ 45°, mais que la base de chaque motif 105 est de 3 mm de côté, au lieu de 2 mm pour les motifs 305 de la plaque 301. En d'autres termes, pour un même angle d'inclinaison 0107, α3o7 des flancs 107, 307 des motifs en relief, l'épaisseur eios de chaque motif 105 de la plaque 101 du deuxième mode de réalisation a été augmentée par rapport à l'épaisseur e3os de chaque motif 305 de la plaque 301 de l'état de la technique en augmentant la période pios des motifs 105 par rapport à la période p30s des motifs 305.
La plaque 201 visible sur la figure 4, conforme au troisième mode de réalisation, diffère de la plaque 301 de l'état de la technique en ce que chaque motif pyramidal 205 a une épaisseur β205 de 1 ,2 mm en saillie par rapport à un plan général π de la face 203, au lieu d'une épaisseur e2os de 1 mm, l'épaisseur totale β2oi de la plaque 201 avec sa texturation étant égale à l'épaisseur e3oi de la plaque 301 , c'est-à-dire 4 mm. Pour une même épaisseur θ2oi, e3oi de la plaque, le rapport p de l'épaisseur β205 des motifs 205 de la plaque 201 sur l'épaisseur e2oi de la plaque 201 est donc égal à 0,3, au lieu de 0,25 pour la plaque 301 de l'état de la technique. Chaque motif pyramidal 205 de la plaque 201 est délimité par quatre flancs 207, inclinés chacun selon un angle d'inclinaison 0207 par rapport à un plan général π de la face texturée 203. Une comparaison des figures 4 et 5 montre que la base de chaque motif 205 de la plaque 201 est de mêmes dimensions que la base des motifs 305 de la plaque 301 , à savoir une base parallélogramme de 2 mm de côté, mais le demi-angle au sommet de chaque motif 205 est d'environ 40°, au lieu de 45° pour les motifs 305 de la plaque 301. En d'autres termes, pour une même période P205, P305 des motifs, l'épaisseur β205 de chaque motif 205 de la plaque 201 du troisième mode de réalisation a été augmentée par rapport à l'épaisseur β305 de chaque motif 305 de la plaque 301 de l'état de la technique en augmentant l'angle d'inclinaison 0207 des flancs 207 des motifs 205 par rapport à l'angle d'inclinaison α3o7des flancs 307 des motifs 305.
De manière avantageuse, la texturation d'une plaque conforme à l'invention est réalisée par laminage de la surface d'une plaque de verre originellement plane, le verre étant chauffé à une température à laquelle il est possible de déformer sa surface, à l'aide d'un objet solide comme un rouleau métallique ayant à sa surface la forme inverse de la texturation à former. En variante, la texturation peut être obtenue par moulage.
Avec ces deux techniques de texturation, laminage et moulage, lorsque la texturation visée comporte des motifs à flancs plans et angles vifs, comme c'est le cas par exemple de motifs pyramidaux, coniques, ou de type nervures ou rainures à section transversale triangulaire ou trapézoïdale, les motifs formés ne présentent pas des formes géométriques parfaites. Ainsi, pour ces différentes formes de motifs, le sommet de chaque motif et les creux encadrant chaque motif sont arrondis, comme montré schématiquement pour les motifs pyramidaux des figures 2 à 5 par l'indication des rayons de courbure R et r. Les rayons de courbure R au niveau des sommets et r au niveau des creux de la texture varient peu en fonction de l'épaisseur des motifs en relief, du fait des conditions particulières de fabrication par laminage ou moulage. Les conditions de fabrication par laminage imposent que le rayon de courbure R au niveau des sommets de la texture est supérieur au rayon de courbure r au niveau des creux de la texture.
On note 8, 108, 208, 308 les zones de liaison d'un flanc 7, 107, 207, 307 d'un motif 5, 105, 205, 305 de la plaque 1 , 101 , 201 ou 301 avec l'autre flanc du motif, ou avec le flanc d'un motif adjacent, pour lesquelles l'angle d'inclinaison as, aïoβ, CI208, O308 par rapport au plan général π en chaque point de la zone est inférieur à 30°. Ces zones de liaison 8, 108, 208, 308 correspondent aux sommets et aux creux arrondis de la texture pyramidale 5, 105, 205 ou 305 de la plaque. Le rapport de l'aire S308 des zones de liaison 308 de la plaque 301 de l'état de la technique, pour lesquelles l'angle d'inclinaison 0308 par rapport au plan général π de la face texturée 303 est inférieur à 30°, sur l'aire texturée totale S301 de la plaque 301 est de l'ordre de 36%. En comparaison, le rapport de l'aire Ss, Sioβ, S208 des zones de liaison 8, 108, 208 de chaque plaque 1 , 101 ou 201 conforme à l'invention, pour lesquelles l'angle d'inclinaison as, aïoβ, CI208 par rapport au plan général π de la face texturée 3, 103, 203 est inférieur à 30°, sur l'aire texturée totale Si, S101, S201 de la plaque est inférieur à 30%. Cette diminution du rapport est obtenue, pour les plaques 1 , 101 , 201 conformes à l'invention, grâce à l'augmentation de l'épaisseur e5, eios, e2os de leurs motifs 5, 105, 205 par rapport à l'épaisseur e3os des motifs 305 de la plaque 301 de l'état de la technique. Sur les figures 2 à 5, les aires S8, Sioβ, S2Os, S308 et Si, S101, S201, S301 sont représentées de manière très schématique à l'aide de pointillés.
En variante, les zones de liaison 8, 108, 208, 308 peuvent être définies comme les zones de liaison d'un flanc 7, 107, 207, 307 d'un motif de la plaque avec l'autre flanc du motif, ou avec le flanc d'un motif adjacent, pour lesquelles l'angle d'inclinaison as, aïoβ, CI208, cooβ par rapport au plan général π en chaque point de la zone est inférieur à 40°. Avec cette définition, le rapport de l'aire S308 des zones de liaison 308 de la plaque 301 de l'état de la technique, pour lesquelles l'angle d'inclinaison 0308 par rapport au plan général π de la face texturée 303 est inférieur à 40°, sur l'aire texturée totale S301 de la plaque 301 est de l'ordre de 60%, alors que le rapport de l'aire S8, Si08, S2os des zones de liaison 8, 108, 208 de chaque plaque 1 , 101 ou 201 conforme à l'invention, pour lesquelles l'angle d'inclinaison α8, CH08, α2os par rapport au plan général π de la face texturée 3, 103, 203 est inférieur à 40°, sur l'aire texturée totale Si, S101, S201 de la plaque est inférieur à 45%.
Le tableau 1 ci-après illustre l'augmentation du rendement à angle d'incidence nul, εio(O°), εno(O°), £210(0°) et £310(0°), et du rendement annuel global pour tous les angles d'incidence, εio, £no, £210 et ε3i0, respectivement du module 10, du module 110, du module 210 et du module 310, par rapport au rendement d'un module photovoltaïque de référence, déterminée par simulation optique des structures de surface des plaques 1 , 101 , 201 et 301. Le module de référence diffère des modules 10, 110, 210, 310 uniquement en ce que son substrat avant est une plaque transparente non texturée de même composition verrière que les plaques texturées 1 , 101 , 201 et 301. Les résultats du rendement annuel global εio, εno, ε2io et ε3io ont été obtenus en utilisant les données d'éclairement direct à Cologne, en Allemagne, correspondant à un positionnement du module incliné selon un angle de l'ordre de 35° par rapport à l'horizontale en direction du sud. Les valeurs de rendement indiquées dans le tableau 1 sont déterminées par simulation, sans tenir compte du caractère diffus du rayonnement, de sorte que les valeurs de rendement réelles sont susceptibles d'être plus importantes.
Tableau 1
Les hypothèses pour la mise en place de la simulation sont les suivantes :
- plaques 1 , 101 , 201 , 301 et plaque du module de référence constituées en un même verre de composition ALBARINO tel que commercialisé par Saint-Gobain Glass ;
- distribution énergétique du rayonnement incident sur le module 10, 110, 210, 310 et sur le module de référence correspondant à un spectre solaire standard ; - évaluation de l'efficacité des cellules photovoltaïques 9, 109, 209,
309 et du module de référence en fonction de la longueur d'onde du rayonnement incident, qui correspond au rapport du nombre d'électrons collectés sur le nombre de photons qui atteint la cellule, en prenant comme référence une cellule photovoltaïque à base de silicium polycristallin ; toutefois, les résultats sont transposables à d'autres types de cellules photovoltaïques, dans la mesure où l'amélioration des propriétés de transmission d'une plaque due à la texturation de cette plaque ne dépend pas de manière significative de la longueur d'onde du rayonnement incident sur la plaque.
Les données du tableau 1 montrent que l'augmentation εio du rendement annuel global de chacun des modules 10, 110 et 210 conformes à l'invention est supérieure, dans une proportion de l'ordre de 1 %, à l'augmentation £310 du rendement annuel global du module 310 de l'état de la technique.
Une analyse des principes à la base de l'augmentation de la transmission pour une plaque texturée par rapport à une plaque non texturée permet d'expliquer théoriquement pourquoi il est possible de maximiser l'augmentation du rendement d'un dispositif de conversion d'énergie en augmentant, voire en maximisant, l'épaisseur des motifs de la plaque texturée.
Le premier principe à la base de l'augmentation de la transmission pour une plaque texturée est le piégeage du rayonnement incident du fait de réflexions multiples sur les motifs en relief de la plaque. Comme il ressort des figures 2 à 5, pour des rayons incidents E1 sur la plaque 1 , 101 , 201 , 301 d'angles d'incidence faibles, il se produit des réflexions multiples sur les motifs 5, 105, 205, 305 en relief de la face texturée 3, 103, 203, 303, qui offrent au rayonnement un nombre de possibilités En, Et2 plus important de rentrer dans la plaque, d'où une réduction de la réflexion sur la face texturée 3, 103, 203, 303 de la plaque 1 , 101 , 201 , 301 par rapport à la face plane d'une plaque non texturée.
Toutefois, dans la mesure où les motifs 5, 105, 205, 305 ne sont pas de forme parfaitement pyramidale, mais au contraire arrondis, ce phénomène de réflexion multiple n'intervient pas dans toutes les régions de la face texturée 3, 103, 203, 303. En particulier, dans les zones de liaison 8, 108, 208, 308 correspondant aux sommets et aux creux arrondis de la texture pyramidale 5, 105, 205, 305, le phénomène précité de piégeage du rayonnement incident ne peut pas avoir lieu, comme illustré par les flèches EM situées sur la gauche des figures 2 à 5. Dès lors, pour augmenter la transmission du rayonnement incident à travers la plaque, il convient de diminuer l'aire de ces zones de liaison 8, 108, 208, 308 par rapport à l'aire totale texturée de la plaque. Dans les exemples précédents des plaques 1 , 101 et 201 conformes à l'invention, cette diminution de l'aire des zones de liaison est obtenue par une augmentation de l'épaisseur des motifs de la plaque par rapport aux motifs des plaques de l'état de la technique, de sorte que l'aire de chaque motif entre deux zones de liaison voisines, qui est l'aire ou la surface du motif utile pour les réflexions multiples sur le motif, est plus élevée.
Par ailleurs, le rayonnement est réfléchi, après son entrée dans la plaque 1 , 101 , 201 , 301 , à l'interface entre la plaque et les cellules 9, 109, 209, 309 ou un éventuel intercalaire de feuilletage, et est piégé à nouveau par réflexion sur les faces des motifs 5, 105, 205, 305, de sorte qu'une plus grande partie du rayonnement est transmise à travers la plaque. Les pertes en réflexion sont ainsi encore réduites, pour une plaque texturée par rapport à une plaque non texturée, grâce à ce second piégeage du rayonnement. Là encore, la diminution de l'aire des zones de liaison 8, 108, 208, 308 par rapport à l'aire totale texturée de la plaque, ou en d'autres termes l'augmentation de l'aire utile de chaque motif pour les réflexions multiples sur le motif, augmente le second piégeage du rayonnement et sa transmission à travers la plaque.
Le deuxième principe à la base de l'augmentation de la transmission pour une plaque texturée est le fait que, pour des rayons F, incidents sur la plaque d'angles d'incidence élevés, supérieurs à 45°, le rayonnement a des angles d'incidence plus faibles sur les faces des motifs 5, 105, 205, 305 que sur une surface plane. Par exemple, avec des motifs pyramidaux de demi-angles au sommet de 45°, même arrondis, les rayons incidents F1 d'angle d'incidence variant entre 0 et 90° sur une surface plane rencontrent la surface de la texture 5, 105 avec un angle d'incidence compris entre -45° et +45°. Comme le domaine des angles d'incidence élevés, proches de 90°, favorise la réflexion à l'interface air/verre, le remplacement du domaine d'angles d'incidence 0 à 90° par le domaine -45 à +45° s'accompagne d'une réduction sensible de la réflexion. La diminution, par rapport à l'aire totale texturée de la plaque, de l'aire des zones de liaison 8, 108, 208, 308, qui correspondent aux zones les moins inclinées de la plaque par rapport au plan π, permet ainsi également d'augmenter la transmission à travers la plaque par ce deuxième principe.
Comme il ressort du tableau 1 et de l'explication théorique ci-dessus, une plaque conforme à l'invention, dont le rapport de l'aire S8, Sioβ, S2o8 des zones de liaison sur l'aire totale texturée Si, S101, S201 de la plaque a été réduit par rapport à celui des plaques de l'état de la technique, a des propriétés optimisées de transmission d'un rayonnement incident sur la plaque. Dès lors, une telle plaque, lorsqu'elle est intégrée dans un module photovoltaïque en tant que substrat avant, améliore sensiblement le rendement de ce module par rapport aux rendements des modules de l'état de la technique.
L'amélioration de la transmission à travers la plaque texturée est obtenue, selon l'invention, en augmentant l'aire ou la surface utile des motifs de la plaque, c'est-à-dire la surface des motifs qui est utile pour recevoir et transmettre un rayonnement, que ce soit par des réflexions multiples ou par une diminution de l'angle d'incidence vu par la surface du motif. Ce faisant, on diminue le pourcentage de l'aire texturée totale de la plaque qui correspond à des zones de liaison arrondies et on se rapproche d'un profil géométrique parfait des motifs de la plaque texturée.
En vue d'augmenter la surface utile des motifs, l'invention propose d'augmenter l'épaisseur de la plaque texturée conforme à l'invention par rapport à l'épaisseur des plaques texturées de l'état de la technique pour une valeur donnée du rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque, comme illustré dans les premier et deuxième modes de réalisation. Il ressort de ces modes de réalisation que la transmission de rayonnement à travers la plaque texturée conforme à l'invention est améliorée par rapport à la transmission de rayonnement à travers les plaques texturées de l'état de la technique, alors même que l'épaisseur de la plaque selon l'invention, et donc l'absorption du rayonnement dans la plaque, est plus élevée. En effet, les inventeurs ont mis en évidence que l'augmentation de la transmission à travers la plaque texturée conforme à l'invention, qui est induite par l'augmentation de l'épaisseur des motifs et donc de la surface utile de ces motifs, est susceptible, pour certaines valeurs de l'épaisseur de la plaque, d'être plus importante que l'augmentation de l'absorption du rayonnement à l'intérieur de la plaque, qui est induite par l'augmentation de l'épaisseur de la plaque, en particulier pour une composition de la plaque à faible absorption de rayonnement.
Pour une valeur donnée du rapport p, la valeur de l'épaisseur de la plaque texturée conforme à l'invention est choisie de préférence égale à une valeur d'épaisseur optimale pour laquelle l'augmentation de la transmission à travers la plaque, due à l'augmentation de l'épaisseur des motifs, contrebalance au mieux l'augmentation de l'absorption dans la plaque, due à l'augmentation de l'épaisseur de la plaque, c'est-à-dire pour laquelle la transmission à travers la plaque d'un rayonnement incident sur la face texturée de la plaque est maximale. En particulier, pour une valeur donnée du rapport p supérieure ou égale à 0,2, qui est une valeur classique du rapport p des plaques texturées de l'état de la technique, l'épaisseur de la plaque texturée conforme à l'invention est choisie de préférence supérieure ou égale à 4,5 mm. Dans le cadre de son application en tant que substrat avant d'un dispositif de conversion énergétique, tel qu'un module photovoltaïque ou un dispositif OLED, l'épaisseur d'une plaque texturée conforme à l'invention est de préférence également maintenue inférieure ou égale à 8 mm, en vue de conserver un poids modéré du dispositif.
Une autre solution pour augmenter la surface utile des motifs consiste, comme illustré dans le troisième mode de réalisation, à augmenter le rapport p de l'épaisseur de chaque motif sur l'épaisseur de la plaque par rapport au rapport p des plaques texturées de l'état de la technique pour une valeur donnée de l'épaisseur de la plaque. La surface utile des motifs pour recevoir et transmettre un rayonnement est alors augmentée par augmentation de l'épaisseur de chaque motif. Dans ce cas, pour des valeurs d'épaisseur de plaque classiques, par exemple comprises entre 3 mm et 4 mm, le rapport p de la plaque texturée conforme à l'invention est choisi de préférence tel que 0,3 < p. De plus, dans le cas d'une plaque en verre texturée par laminage, une valeur maximale p = 0,5 est imposée en pratique du fait du procédé de laminage, afin d'éviter des problèmes de collage du verre sur les rouleaux de laminage.
L'invention repose sur la mise en évidence par les inventeurs que les procédés de fabrication classiques de plaques texturées que sont le laminage et le moulage induisent des rayons de courbure, au niveau des creux et des sommets des motifs en relief, qui ne changent pas quelles que soient l'épaisseur des motifs et l'épaisseur de la plaque. On aurait pu penser que ces rayons de courbure augmenteraient de manière homothétique avec l'épaisseur des motifs et l'épaisseur de la plaque. Or, de manière surprenante, les rayons de courbure moyens demeurent toujours les mêmes pour un procédé de fabrication donné par laminage ou moulage, notamment de l'ordre de quelques centaines de microns pour les rayons de courbure r et R dans le cas du laminage. Les inventeurs ont tiré parti de cette stabilité des rayons de courbure pour obtenir une texturation plus efficace en termes d'augmentation de la transmission à travers la plaque texturée. Ils ont en particulier choisi, à cet effet, d'augmenter l'épaisseur de plaque pour une valeur du rapport p donnée. En variante, ils ont envisagé d'augmenter le rapport p pour une valeur de l'épaisseur de plaque donnée.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés. En particulier, la texturation d'une plaque conforme à l'invention peut être formée par un assemblage de motifs autres que des motifs pyramidaux. Les motifs d'une plaque selon l'invention peuvent notamment être des cônes, ou des motifs allongés de type rainures ou nervures. Lorsque la texturation de la plaque est formée par des motifs pyramidaux ou coniques, ces motifs sont avantageusement à base polygonale, notamment triangulaire, carrée, rectangulaire, parallélogramme, hexagonale ou octogonale. De manière plus générale, les motifs d'une plaque conforme à l'invention sont tels qu'ils comprennent au moins deux flancs inclinés par rapport à un plan général π de la face de la plaque comportant les motifs. De plus, dans la mesure où chaque flanc d'un motif n'est pas forcément plan, l'angle d'inclinaison d'un flanc par rapport au plan général π est défini comme un angle moyen d'inclinaison, délimité entre une surface moyenne du flanc et le plan π.
La texturation d'une plaque selon l'invention peut également être une texturation concave, au lieu d'une texturation convexe, les motifs étant alors en creux par rapport au plan général de la face texturée de la plaque. De plus, les motifs d'une plaque selon l'invention, s'ils sont de préférence jointifs, peuvent également être non jointifs. De même, une distribution aléatoire des motifs sur la face texturée de la plaque, si elle est avantageuse, n'est pas obligatoire. Les motifs d'une plaque texturée conforme à l'invention peuvent être identiques entre eux, comme dans les modes de réalisation décrits précédemment, ou différents les uns des autres. En outre, les motifs d'une plaque conforme à l'invention peuvent être formés sur toute la surface de la face correspondante de la plaque ou, en variante, uniquement sur une région ou plusieurs régions distinctes de cette surface.
Par ailleurs, une plaque texturée conforme à l'invention peut être constituée en un verre transparent extra-clair de toute composition, notamment le verre « ALBARINO » ou un verre float transparent extra-clair tel que le verre commercialisé dans la gamme « DIAMANT » par Saint-Gobain Glass. En particulier, la texturation par laminage peut être réalisée au moyen d'un rouleau de texturation intégré dans un dispositif de flottage de verre. Une plaque texturée conforme à l'invention peut également être constituée en un matériau transparent autre que le verre, par exemple en un polymère thermoplastique transparent, tel que le polycarbonate ou le polyméthacrylate de méthyle.
Selon une variante non représentée de l'invention, une plaque conforme à l'invention peut également comporter une texturation sur ses deux faces, et pas seulement sur une de ses faces comme dans les exemples décrits et représentés. Enfin, une application avantageuse d'une plaque texturée conforme à l'invention, présentant des propriétés optimisées de transmission d'un rayonnement incident, est son utilisation en tant que substrat avant pour un dispositif de conversion d'énergie, tel qu'un module photovoltaïque, un module thermique ou un dispositif OLED. Toutefois, une plaque texturée conforme à l'invention peut également être utilisée en tant qu'élément de vitrage décoratif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Plaque transparente (1 ; 101 ; 201 ) monolithique comprenant, sur au moins une de ses faces (3 ; 103 ; 203), au moins une région texturée par une pluralité de motifs géométriques (5 ; 105 ; 205) en relief par rapport à un plan général (π) de ladite face (3 ; 103 ; 203), chaque motif ayant une section transversale, parallèlement audit plan général (π), qui décroît en s'éloignant de ladite face (3 ; 103 ; 203), depuis une base jusqu'à un sommet du motif, caractérisée en ce que l'aire (Ss ; Sioβ ; S208) des zones (8 ; 108 ; 208) de la région texturée pour lesquelles l'angle d'inclinaison (α8 ; CHOS ; 0203) de la zone par rapport audit plan général (π) est inférieur à 30° représente moins de 35% de l'aire totale (Si ; S101 ; S201) de la région texturée et en ce que :
- soit (i) le rapport p de l'épaisseur (e5 ; eios) de chaque motif (5 ; 105) sur l'épaisseur (ei ; eioi) de la plaque (1 ; 101 ) a une valeur donnée supérieure ou égale à 0,2 et l'épaisseur (ei ; eioi) de la plaque (1 ; 101 ) est comprise dans une plage allant de 4,5 mm à 8 mm,
- soit (ii) l'épaisseur (θ2oi) de la plaque (201 ) a une valeur donnée comprise dans une plage allant de 3 mm à 8 mm et le rapport p de l'épaisseur (e20δ) de chaque motif (205) sur l'épaisseur (θ2oi) de la plaque (201 ) est supérieur ou égal à 0,3.
2. Plaque selon la revendication 1 , caractérisée en ce que chaque motif (5 ; 105 ; 205) est délimité, en coupe transversale selon au moins un plan passant par un sommet du motif et perpendiculaire audit plan général (π), par deux flancs (7 ; 107 ; 207), inclinés chacun selon un angle moyen d'inclinaison (α7 ; 0107 ; 0207) non nul par rapport audit plan général (π), les zones (8 ; 108 ; 208) de la région texturée pour lesquelles l'angle d'inclinaison (α8 ; CHOS ; 0203) de la zone par rapport audit plan général (π) est inférieur à 30° formant des zones de liaison (8 ; 108 ; 208) entre un flanc (7 ; 107 ; 207) d'un motif et l'autre flanc du motif ou le flanc d'un motif adjacent.
3. Plaque selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'angle moyen d'inclinaison (α7 ; 0107 ; 0207) de chaque flanc (7 ; 107 ; 207) d'un motif (5 ; 105 ; 205) par rapport audit plan général (π) est compris entre 40° et 65°, de préférence entre 45° et 60°.
4. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque motif (5 ; 105 ; 205) a une épaisseur (e5 ; eios ; e20δ) supérieure ou égale à 0,5 mm.
5. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, pour une valeur donnée du rapport p de l'épaisseur (es ; eios ; e2os) de chaque motif (5 ; 105 ; 205) sur l'épaisseur (ei ; eioi ; θ2oi) de la plaque (1 ; 101 ; 201 ), l'épaisseur (ei ; eioi ; e2oi) de la plaque (1 ; 101 ; 201 ) a une valeur optimale correspondant à une transmission maximale à travers la plaque d'un rayonnement incident sur ladite face (3 ; 103 ; 203) de la plaque.
6. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les motifs (5 ; 105 ; 205) sont jointifs.
7. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les motifs (5 ; 105 ; 205) sont des pyramides ou des cônes de demi-angles au sommet non nuls.
8. Plaque selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les motifs sont des rainures ou des nervures.
9. Plaque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la région texturée est obtenue par laminage.
10. Plaque selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la région texturée est obtenue par moulage.
11. Ensemble (10 ; 110 ; 210) comprenant une plaque transparente (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un élément (9 ; 109 ; 209) capable de collecter ou d'émettre un rayonnement, l'élément (9 ; 109 ; 209) étant positionné par rapport à la plaque (1 ; 101 ; 201 ) de manière à être apte à collecter un rayonnement traversant la plaque ou à émettre un rayonnement à travers la plaque, la face texturée (3 ; 103 ; 203) de la plaque étant dirigée à l'opposé de l'élément (9 ; 109 ; 209).
12. Procédé de fabrication d'une plaque transparente (1 ; 101 ; 201 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on forme, sur au moins une face (3 ; 103 ; 203) d'une plaque en matériau transparent, des motifs géométriques (5 ; 105 ; 205) en relief par rapport à un plan général (π) de ladite face (3 ; 103 ; 203) en maximisant l'épaisseur (e5 ; eio5 ; e2o5) de chaque motif en relief (5 ; 105 ; 205).
13. Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on forme les motifs en relief (5 ; 105 ; 205) par laminage de la plaque.
14. Procédé de fabrication selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on forme les motifs en relief (5 ; 105 ; 205) par moulage de la plaque.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013061099A1 (fr) * 2011-10-27 2013-05-02 Christophoros Diakopoulos Panneaux photovoltaïques à haut rendement énergétique
US9876129B2 (en) * 2012-05-10 2018-01-23 International Business Machines Corporation Cone-shaped holes for high efficiency thin film solar cells
WO2014097387A1 (fr) 2012-12-18 2014-06-26 パイオニア株式会社 Dispositif électroluminescent
CN103824967A (zh) * 2013-12-30 2014-05-28 北京维信诺科技有限公司 一种具有内光取出结构的基板及其制造方法
US20150285959A1 (en) * 2014-04-02 2015-10-08 Nebula Energy Inc. Solar radiation concentrators, methods of concentrating solar radiation, and solar radiation concentrating prism lenses
FR3035397A1 (fr) * 2015-04-23 2016-10-28 Saint Gobain Verre texture pour serre
WO2017217303A1 (fr) * 2016-06-14 2017-12-21 ミネベアミツミ株式会社 Élément de commande de distribution de lumière et dispositif d'éclairage.
ES2898720T3 (es) * 2018-07-27 2022-03-08 Cnbm Bengbu Design & Res Institute For Glass Industry Co Ltd Módulo solar con placa cobertora estructurada y capa de interferencia óptica
EP3599318B1 (fr) * 2018-07-27 2021-11-10 (CNBM) Bengbu Design & Research Institute for Glass Industry Co., Ltd. Éléments de façade pourvus de plaque de couverture structurée et de couche d'interférence optique
EP3858606B1 (fr) * 2020-01-28 2022-09-07 Cnbm Research Institute For Advanced Glass Materials Group Co., Ltd. Élément de façade colorée à structure de vitre composite

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667595A (en) * 1995-04-22 1997-09-16 Saint-Gobain Vitrage Process for manufacturing a solar module and the solar module prepared thereby
FR2917899A1 (fr) * 2007-06-21 2008-12-26 Apollon Solar Soc Par Actions Module photovoltaique comprenant un film polymere et procede de fabrication d'un tel module
US20090173384A1 (en) * 2005-11-29 2009-07-09 Kasumi Ooi Encapsulant for photovoltaic module, photovoltaic module using same and production method of photovoltaic module

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2832811B1 (fr) * 2001-11-28 2004-01-30 Saint Gobain Plaque transparente texturee a forte transmission de lumiere
JP2003279705A (ja) * 2002-03-25 2003-10-02 Sanyo Electric Co Ltd 反射防止部材
NL1025191C2 (nl) * 2004-01-08 2005-07-11 Agrotechnology And Food Innova Afdekking voor een zonnestraling gebruikend object.
CN1942788A (zh) * 2004-02-26 2007-04-04 他喜龙株式会社 光扩散片和使用该光扩散片的背光单元
FR2870007B1 (fr) * 2004-05-10 2006-07-14 Saint Gobain Feuille transparente texturee a motifs pyramidaux inclines
FR2881844B1 (fr) 2005-02-09 2007-04-13 Saint Gobain Structure diffusante a proprietes d'absorption dans l'ultraviolet
DE102005027737B4 (de) 2005-06-16 2013-03-28 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Verwendung einer transparenten Scheibe mit einer dreidimensionalen Oberflächenstruktur als Deckscheibe für Bauelemente zur Nutzung des Sonnenlichts
DE102005027799B4 (de) 2005-06-16 2007-09-27 Saint-Gobain Glass Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen einer transparenten Scheibe mit einer Oberflächenstruktur und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
FR2889597B1 (fr) 2005-08-02 2008-02-08 Saint Gobain Plaque texturee a motifs asymetriques
JP2008241889A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Sekisui Chem Co Ltd プリズムシート及び光学シート
FR2915834B1 (fr) 2007-05-04 2009-12-18 Saint Gobain Substrat transparent muni d'une couche electrode perfectionnee
FR2916901B1 (fr) 2007-05-31 2009-07-17 Saint Gobain Procede d'obtention d'un substrat texture pour panneau photovoltaique
FR2938078B1 (fr) 2008-11-03 2011-02-11 Saint Gobain Vitrage a zones concentrant la lumiere par echange ionique.
FR2941447B1 (fr) 2009-01-23 2012-04-06 Saint Gobain Substrat en verre transparent et procede de fabrication d'un tel substrat.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5667595A (en) * 1995-04-22 1997-09-16 Saint-Gobain Vitrage Process for manufacturing a solar module and the solar module prepared thereby
US20090173384A1 (en) * 2005-11-29 2009-07-09 Kasumi Ooi Encapsulant for photovoltaic module, photovoltaic module using same and production method of photovoltaic module
FR2917899A1 (fr) * 2007-06-21 2008-12-26 Apollon Solar Soc Par Actions Module photovoltaique comprenant un film polymere et procede de fabrication d'un tel module

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2011006957A2 *

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