FR2990060A1

FR2990060A1 - Module solaire photovoltaique a architecture specifique

Info

Publication number: FR2990060A1
Application number: FR1253811A
Authority: FR
Inventors: Julien Gaume; Stephane Guillerez; Eric Pilat
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-01
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP2015517223A; EP2842174A2; FR2990060B1; WO2013160375A3; US20150053265A1; WO2013160375A2

Abstract

L'invention a trait à un module solaire photovoltaïque comprenant au moins une cellule photovoltaïque comprenant une première couche polymérique transparente entourant ladite cellule sur tout ou partie de ses faces et une deuxième couche polymérique transparente entourant ladite première couche polymérique transparente sur tout ou partie de ses faces, ladite deuxième couche polymérique transparente présentant une épaisseur supérieure ou égale à 0,5 mm et une dureté shore D supérieure à celle de ladite première couche polymérique.

Description

MODULE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE A ARCHITECTURE SPECIFIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention a trait à un nouveau type de module solaire photovoltaïque, dont les cellules solaires sont entourées de différentes couches, ces couches ayant des caractéristiques mécaniques et optiques complémentaires les unes par rapport aux autres.

Par rapport à des modules existants, Ce nouveau type de module présente, pour avantages, une amélioration significative des performances optiques, des propriétés mécaniques, telles que la robustesse, et une diminution de masse.

Il peut trouver application dans tous les domaines nécessitant la génération d'électricité et impliquant une exposition à la lumière du soleil, tels que le domaine de l'habitation et le domaine du transport. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un module solaire photovoltaïque (dit, également, panneau solaire photovoltaïque) est un générateur électrique de courant continu comprenant un ensemble de cellules photovoltaïques, généralement cristallines, reliées entre elles électriquement, qui sert de module de base pour les installations photovoltaïques et notamment pour les centrales solaires photovoltaïques.

Un module solaire photovoltaïque classique, comme illustré sur la figure 1, comprend un ensemble de cellules photovoltaïques 1 interconnectées par de fins rubans métalliques 3 pour former un panneau 5, cet ensemble étant laminé entre deux feuilles polymériques 7 et 9, par exemple, en un copolymère éthylène-acétate de vinyle (dénommé par l'acronyme EVA) remplissant le rôle de matériau encapsulant, ces feuilles polymériques étant elles-mêmes prises en sandwich entre deux plaques 11 et 13, ces deux plaques pouvant être des plaques en verre (lorsque le module est fabriqué par un procédé bi-verre) ou ces deux plaques pouvant être respectivement une plaque en verre sur la face avant du module et une plaque multicouche à base de feuille(s) polymérique(s), telle qu'une plaque multicouche en PVF/PET/PVF (PVF signifiant polyfluorure de vinyle et PET signifiant polytéréphtalate d'éthylène) ou en PEN/PET/PEN (PEN signifiant polynaphtalate d'éthylène) et/ou de feuille(s) métalliques (par exemple, de l'aluminium) sur la face arrière du module (lorsque le module est fabriqué par un procédé mono-verre). A cette face arrière peuvent être associés des éléments externes, tels qu'une boîte de jonction représentée par la référence 15 sur la figure jointe. D'un point de vue mécanique, ce type de module fait cohabiter des matériaux qui ont des coefficients de dilatation thermique (symbolisé, ci- dessous, par CTE) respectifs très différents. Par exemple, le CTE de la plaque en verre est de l'ordre de 9 ppm/°K (à 25°C), alors que celui des feuilles polymériques, lorsque celles-ci sont en EVA réticulé, est autour de 400 ppm/°K (à 25°C) Sachant que le module peut être exposé à des températures allant de -40°C à +90°C, soit une amplitude thermique de 140°, il en découle des contraintes très importantes à l'interface entre ces matériaux, avec comme conséquence la plus fréquente, un phénomène de délamination. Ce phénomène est à l'origine d'une infiltration d'humidité, ce qui peut engendrer une corrosion ou une dégradation accélérée de la transparence du polymère, ce qui peut avoir un impact direct sur la performance du module. Il peut être également à l'origine de l'arrachement des petites zones métallisées (qualifiées également de doigts métallisés) des cellules photovoltaïques constitutives du module. D'un point de vue optique, ce type de module présente plusieurs discontinuités optiques 20 notoires. La première discontinuité optique résulte d'un premier saut d'indice de réfraction intervenant entre l'air environnant (dont l'indice de réfraction est proche de 1) et la plaque en verre (dont l'indice 25 de réfraction est, en moyenne, de 1,5). Ce changement brutal d'indice de réfraction engendre un phénomène de perte optique par réflexion. La deuxième discontinuité optique provient d'un deuxième saut d'indice de réfraction intervenant 30 lors du passage des feuilles polymériques à la couche antireflet de la cellule d'indice environ égal à 2,3.

La perte optique par réflexion est estimée à 4,4% dans ce cas-là. Enfin, la dernière discontinuité optique résulte d'un saut d'indice de réfraction intervenant du passage de la lumière de la couche antireflet à la cellule en tant que telle. L'indice de réfraction pour une cellule en silicium est d'au moins 3,5, ce qui correspond à une perte optique de 4,3%. Si on somme les pertes par réflexion lors des différents sauts d'indice susmentionnés, on obtient une perte optique totale théorique de l'ordre de 13%. Enfin, du point de vue massique, ce type de module présente une masse par unité de surface du module supérieure à 12 kg/m2, valeur très importante liée principalement à la présence de la plaque en verre sur la face avant. En effet, la densité du verre est de l'ordre de 2,5 kg/m2/mm d'épaisseur. Pour résister aux contraintes lors de la fabrication et pour des raisons de sécurité (notamment, pour éviter des risques de coupure), ce verre doit être trempé. L'infrastructure industrielle de la trempe thermique est configurée pour du verre présentant une épaisseur minimale de 3 mm. Ainsi, la plaque en verre, déposée sur la face avant du module, représente, à elle seule, pratiquement 70% de la masse du module solaire photovoltaïque. Eu égard de ce qui précède, il existe donc un réel besoin pour un nouveau type de module photovoltaïque, qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur et, en particulier, pour un nouveau type de module présentant les caractéristiques suivantes : -une amélioration des performances optiques et des performances mécaniques, telles que la robustesse ; -une diminution de la masse du module ; -une fabrication de mise en oeuvre simple. EXPOSÉ DE L'INVENTION Ainsi, l'invention a trait à un module solaire photovoltaïque comprenant au moins une cellule photovoltaïque comprenant une première couche polymérique transparente entourant ladite cellule sur tout ou partie de ses faces et une deuxième couche polymérique transparente entourant ladite première couche polymérique transparente sur tout ou partie de ses faces, ladite deuxième couche polymérique transparente présentant une épaisseur supérieure ou égale à 0,5 mm et une dureté shore D supérieure à celle de ladite première couche polymérique. Que ce soit pour la première couche ou la deuxième couche, on entend par « couche transparente », une couche, qui présente, pour une épaisseur de 2 mm, une transmission supérieure à 85% pour une lumière située dans un domaine de longueurs d'onde allant de 300 nm à 1200 nm. La dureté Shore D susmentionnée est mesurée 25 par un duromètre selon la norme ISO 868. Plus particulièrement, par rapport à ce qui est énoncé ci-dessus, la dureté Shore D de la deuxième couche est supérieure à celle de la première couche pour des épaisseurs de première et deuxième couches 30 identiques.

La première couche polymérique transparente a pour rôle principal de protéger la cellule, ce qui, en d'autres termes, permet d'accéder aux avantages suivants : -une manipulation et un stockage de cette dernière en diminuant les risques de dégradation durant le procédé de fabrication ; -une limitation des contraintes mécaniques sur la cellule, en particulier, celles liées à la dilation thermique ; -une amélioration des limites de rupture de la cellule à la flexion, ce qui peut permettre, par exemple, de pouvoir la conformer avec une enveloppe extérieure galbée.

Ses propriétés de transparence permettent, avantageusement, de limiter les pertes optiques par réflexion sur la cellule. De plus, sa nature polymérique contribue à assurer une bonne isolation électrique du module, ce qui peut permettre de rapprocher au maximum les cellules entre elles, lorsqu'ils y en a plusieurs, sans qu'il n'y ait de risques de fuite ou de claquage. Cette première couche peut entourer toutes les faces de la ou des cellules et, en particulier, la face avant, c'est-à-dire la face destinée à être exposée directement à la lumière lors de l'utilisation du module. Elle peut, par exemple, être directement en contact avec la ou les faces de la ou les cellules. Cette première couche peut présenter, en 30 tout ou partie, une épaisseur avantageusement inférieure ou égale à 5 mm, de préférence, inférieure ou égale à 3 mm et, généralement, supérieure ou égale à 0,5 mm. Du point de vue des caractéristiques physiques, cette première couche peut répondre 5 avantageusement à au moins une des propriétés suivantes : -un indice de réfraction optique pouvant s'échelonner de 1,5 à 1,7, cet indice étant ainsi supérieur à celui obtenu avec une couche en EVA 10 couramment utilisée dans l'art antérieur pour recouvrir les cellules d'un module, ce qui permet de se rapprocher de l'indice de réfraction optique de la couche antireflet présente classiquement à la surface d'une cellule et, par conséquent, de limiter les 15 phénomènes de perte optique ; -un module élastique en traction faible, par exemple, inférieur à 10 MPa, ce qui permet de donner du galbe au module et de conférer à ce dernier des propriétés d'absorption aux chocs ; 20 -une constante diélectrique faible, par exemple inférieure à 3 ; -une résistivité supérieure à 1016 ; et -une stabilité thermique dans la plage de températures d'utilisation du module, notamment dans 25 une plage allant de -40°C à +80°C ; -une dureté Shore D, avantageusement, inférieure ou égale à 50 Shore D. Les caractéristiques relatives à la dureté, l'indice de réfraction, le module élastique en traction 30 et la constante diélectrique sont mesurées par les normes ou méthodes de mesure suivantes : -pour la dureté Shore D, par un duromètre selon la norme ISO 868 ; -pour l'indice de réfraction optique, par la norme ISO 489 ; -pour le module élastique en traction, par la norme ISO 527 ; -pour la constante diélectrique, par la norme ASTM D150 ou CEI IEC 60243-3. Du point de vue chimique, eu égard aux 10 propriétés mécaniques susmentionnées, la première couche peut être en un matériau élastomère. Plus spécifiquement, il peut s'agir d'un matériau élastomère appartenant à la famille des polyuréthanes. 15 D'un point de vue optique, les polyuréthanes présentent l'avantage d'être transparents dans le domaine visible et le proche infra-rouge (à savoir pour un domaine de longueurs d'onde allant de 350 à 1100 nm). 20 D'un point de vue thermique, les polyuréthanes présentent, classiquement, un coefficient de dilation thermique inférieur à 200*10-6 K-1, ce qui inférieur à celui obtenu avec une couche en EVA. Des polyuréthanes utilisables dans le cadre 25 de l'invention peuvent être des polyuréthanes résultant de la réaction d'un composé polyol avec un composé isocyanate, par exemple, un composé polyisocyanate. Un polyuréthane spécifique utilisable dans le cadre de l'invention est celui obtenu auprès de la 30 société Synthène sous la référence DHF 120 D, ce polyuréthane étant obtenu par la réaction d'un composé polyol (fourni par la société Synthène sous la référence SD 124 000) et d'un composé isocyanate (fourni par la société Synthène sous la référence SD 000 030).

Ce polyuréthane spécifique présente les caractéristiques physiques suivantes : -une viscosité de mise en oeuvre (dite viscosité Brookfield) de 450 mPa.s ; -un indice de réfraction de 1,51 ; -une transparence supérieure à 85% pour une plaque de 2 mm dans un domaine de longueur d'ondes allant de 300 à 1200 nm ; -un module élastique en traction de 8 MPa ; -une dureté shore D de 25 (Dl à 24h, ce qui signifie que la mesure de dureté a été réalisée 24 heures après la mise en oeuvre selon la norme ISO 868) ; -une densité de 1,05 g/cm3 soit 1,05 kg/m2/mm d'épaisseur ; -un coefficient de dilatation thermique (CTE) allant de 100 à 150.10-6 K-1. Les caractéristiques relatives à la densité et à la viscosité sont mesurées respectivement par les normes MO-032 et MO-051. La deuxième couche polymérique transparente 25 a pour rôle principal de permettre l'adaptation du module selon l'application envisagée et les conditions de fonctionnement, en particulier d'assurer un rôle de protection. Cette deuxième couche peut être qualifiée de couche externe, car elle affleure à la surface du 30 module. Cette deuxième couche a pour visée de remplacer, par rapport aux modules de l'art antérieur, la plaque de verre classiquement utilisée, notamment, pour former la face avant d'un module. Ainsi, le module obtenu est exempt de plaque de verre en face avant, celle-ci étant remplacée, dans le cadre de l'invention, par la deuxième couche. Plus spécifiquement, elle peut permettre : -de protéger le module vis-à-vis des chocs extérieurs (par exemple, les chocs générés par des grêlons, des gravillons) ; -d'intégrer le module dans un ensemble nécessitant l'apport d'énergie photovoltaïque, tels que des éléments de toiture, comme une tuile ou des éléments de véhicules mobiles, tels que le toit d'une voiture ; -d'absorber le rayonnement optique incident, en diminuant les phénomènes de réflexion ; -de favoriser la connectique vers l'extérieur ou vers d'autres modules ; -d'atteindre une stabilité thermique dans la 20 plage de températures d'utilisation du module, notamment dans une plage allant de -40°C à +80°C. Cette deuxième couche peut entourer toutes les faces de la première couche et, en particulier, la face avant, c'est-à-dire la face destinée à être 25 exposée directement à la lumière lors de l'utilisation du module. Elle peut être en contact direct avec ladite première couche ou via une ou plusieurs couches intermédiaires, ladite ou lesdites couches intermédiaires présentant, avantageusement, une dureté 30 Shore D intermédiaire entre celle de la première couche et celle de la deuxième couche, ces modes de réalisation étant illustrés sur les figures 2 et 3, qui ont trait à un module monocellule conforme à l'invention avec : -pour la figure 2, un module monocellule 5 comprenant une cellule 17 comprenant des doigts d'interconnexion 19 sur la face avant et sur la face arrière, dont toutes les faces sont entourées par une première couche 21 telle que définie ci-dessus, une couche intermédiaire 23 entourant toutes les faces de 10 ladite première couche et une deuxième couche 25 telle que définie ci-dessus entourant toutes les faces de ladite couche intermédiaire ; -pour la figure 3, un module monocellule comprenant une cellule 27 comprenant des doigts 15 d'interconnexion 29 sur la face avant et sur la face arrière, dont toutes les faces sont entourées par une première couche 31 telle que définie ci-dessus, une couche intermédiaire 33 entourant la face avant et les faces latérales de ladite première couche et une 20 deuxième couche 35 telle que définie ci-dessus entourant la face avant et les faces latérales de ladite couche intermédiaire. Du point des caractéristiques physiques, cette deuxième couche peut répondre avantageusement à 25 au moins l'une des propriétés suivantes : -un indice de réfraction optique proche de celui de l'air (par exemple, de l'ordre de 1,3), cet indice étant moindre que celui du verre classiquement utilisé dans les modules solaires photovoltaïques comme 30 paroi de protection, ce qui permet de diminuer sensiblement les phénomènes de perte optique ; -un module élastique en traction élevé, par exemple, supérieur à 1 GPa ; -une dureté Shore élevée, préférentiellement supérieure ou égale à 70 Shore D et, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 75 Shore D; -un coefficient de dilatation thermique inférieur à 200*10-6 K-1. La deuxième couche présente une épaisseur supérieure ou égale à 0,5 mm et avantageusement comprise entre 0,5 mm et 3 mm. Du point de vue chimique, la deuxième couche peut être en un matériau polymérique distinct du matériau polymérique formant la première couche et présentant une dureté Shore D supérieure à celui du matériau polymérique de la première couche. Par ailleurs, compte tenu des épaisseurs des première et deuxième couches, la deuxième couche peut présenter, plus particulièrement, une rigidité plus importante que celle de la première couche. La deuxième couche peut être en un matériau thermodurcissable. Plus spécifiquement, il peut s'agir d'un matériau rigide thermodurcissable appartenant à la famille des polyuréthanes, tandis que, pour le matériau formant la première couche, il peut s'agir d'un matériau souple élastomère appartenant également à la famille des polyuréthanes. Des polyuréthanes utilisables dans le cadre 30 de l'invention pour constituer la deuxième couche sont des polyuréthanes résultant de la réaction d'un polyol avec un composé isocyanate, plus spécifiquement, un composé polyisocyanate. L'utilisation d'un polyuréthane pour constituer la deuxième couche, outre les propriétés optiques et thermiques déjà mentionnées pour la première couche, est particulièrement intéressante du point de vue massique. En effet, la densité massique des polyuréthanes, avantageusement utilisés pour former la deuxième couche est, avantageusement, de deux fois inférieure à celle du verre utilisé classiquement pour recouvrir la face avant d'une cellule. Lorsque la première couche et la deuxième couche sont toutes deux en un matériau appartenant à la famille des polyuréthanes, lesquels résultent de la réaction d'un polyol avec un composé isocyanate, le composé polyol utilisé pour la préparation de la première couche comporte, avantageusement, une chaîne carbonée plus longue que celui utilisé pour la préparation de la deuxième couche, ce qui confère une rigidité plus importante pour la deuxième couche par rapport à celle de la première couche. Cet écart de rigidité est plus particulièrement caractérisé par les valeurs de dureté Shore D des matériaux formant les première et deuxième couches en relation avec au moins particulièrement, deuxième couches. Un polyuréthane et, plus première et spécifique utilisable dans l'épaisseur de la deuxième couche avec les épaisseurs des le cadre de l'invention pour constituer la deuxième couche est celui obtenu auprès de la société Synthène sous la référence Cristal 3000, ce polyuréthane étant obtenu par la réaction d'un composé polyol (fourni par la société Synthène sous la référence SH 122 000) et d'un composé isocyanate (fourni par la société Synthène sous la référence SH 000 122).

Ce polyuréthane spécifique présente les caractéristiques physiques suivantes : -une viscosité de mise en oeuvre de 600 mPa.s ; -un indice de réfraction de 1,51 ; -une transparence supérieure à 85% pour une plaque de 2 mm dans un domaine de longueur d'ondes allant de 300 à 1200 nm ; -un module élastique en traction de 2300 MPa; -une dureté shore D de 85 ; -une densité de 1,10 g/cm3 soit 1,1 kg/m2/mm d'épaisseur ; -un coefficient de dilatation thermique (CTE) allant de 100 à 150.10-6 K-1.

La ou les couches intermédiaires comprises entre la première couche et la deuxième couche, lorsqu'elles sont utilisées, présentent des caractéristiques intermédiaires entre celles de la première couche et de la deuxième couche. Par exemple, en termes de rigidité, la ou les couches intermédiaires présentent, avantageusement une rigidité comprise entre celle de la première couche et celle de la deuxième couche. En particulier, la ou les couches intermédiaires présentent avantageusement une dureté Shore D comprise entre celle de la première couche et celle de la deuxième couche, à épaisseurs équivalentes.

De plus, il peut être aussi avantageux, que la ou les couches intermédiaires présentent un indice de réfraction optique compris entre celui de la première couche et celui de la deuxième couche.

Que ce soit pour la première couche ou la deuxième couche, lorsque l'on souhaite obtenir un indice de réfraction plus élevé que celui accessible avec des matériaux polyuréthanes, celles-ci peuvent être conçues en un matériau dérivé des polyuréthanes, par exemple, un matériau polythiouréthane. Dans ce cas, l'augmentation de l'indice de réfraction peut s'expliquer par le fait que les polythioruréthanes sont préparés, classiquement, par réaction entre un composé polythiol et un composé isocyanate, le composé polythiol étant de masse molaire plus élevée que son homologue polyol, du fait du remplacement de l'atome d'oxygène par un atome de soufre, qui a une masse atomique plus élevée que l'oxygène.

Outre les éléments susmentionnés, les modules de l'invention peuvent comporter des doigts d'interconnexion destinés à permettre la connexion électrique entre plusieurs modules tels que définis ci-dessus et éventuellement des éléments externes.

Les modules de l'invention peuvent adopter de nombreuses conformations permettant de s'adapter à des applications diverses. A titre d'exemples, ils peuvent ainsi se présenter sous forme d'un module monocellule, c'est-à- dire un module comprenant une seule cellule, comprenant des éléments d'interconnexion, qui permettent la connexion de ce module avec d'autres modules pour former un assemblage de cellules. Ils peuvent également se présenter sous forme d'un module multicellule, c'est-à-dire un module comprenant plusieurs cellules connectées électriquement, permettant d'obtenir un effet du type « guide des ondes de chocs » grâce à la présence de la deuxième couche entre deux cellules adjacentes chacune entourées d'une première couche telle que définie ci- dessus. Cette dernière configuration est représentée sur la figure 4 jointe en annexe, laquelle illustre plus spécifiquement un module comprenant deux cellules adjacentes 37 connectées électriquement par un ruban de connexion 39, chacune de ces cellules étant entourées sur toutes ses faces par une première couche 41 telle que définie ci-dessus, lesdites deux cellules ainsi entourées étant également entourées par une deuxième couche 43 telle que définie ci-dessus, laquelle deuxième couche est commune aux deux cellules et occupe l'espace vacant 45 entre les deux faces latérales des deux cellules adjacentes, cet espace constituant une zone de guide d'ondes de chocs, apte notamment, en cas de chocs, à guider les ondes de chocs hors du module afin de protéger les cellules. Enfin, ils peuvent se présenter sous forme d'un module multicellule comprenant plusieurs cellules connectées électriquement et entourées par une unique première couche en vue de former un mini-module, celui- ci étant lui-même entourée par une deuxième couche, les cellules du module pouvant être coplanaires ou non.

Cette configuration est illustrée sur la figure 5 jointe en annexe, laquelle illustre plus spécifiquement un module comprenant deux cellules adjacentes 47 connectées électriquement par un ruban de 5 connexion 49, chacune de ces cellules étant entourées sur toutes ses faces par une unique première couche 51 telle que définie ci-dessus, lesdites deux cellules ainsi entourées étant également entourées par une unique deuxième couche 53 telle que définie ci-dessus. 10 L'ensemble résultant constitue un mini-module qui peut être assemblé à un ou plusieurs autres mini-modules via des doigts d'interconnexion référencés 55 sur la figure susmentionnée. Les modules de l'invention peuvent être 15 réalisés par des procédés de moulage, tels que le moulage par coulée ou le moulage par injection-réaction (connu sous l'appellation de procédé RIM), ce type de moulage consistant à mélanger intimement sous pression plusieurs composants réactifs (en l'occurrence, ici, un 20 composé polyol et un composé isocyanate, lorsque les couches sont en polyuréthane), avant de l'introduire dans un moule, où ils réagissent pour former lesdites couches. Ainsi, l'invention a trait également à un 25 procédé de préparation d'un module conforme à l'invention comprenant successivement les étapes suivantes : a) une étape de positionnement d'une ou plusieurs cellules photovoltaïques dans un premier 30 moule présentant une cavité interne de forme correspondant à celle que l'on souhaite conférer à la première couche ; b) une première étape d'introduction dans ledit premier moule d'un mélange destiné à former la première couche susmentionnée suivie d'une étape de durcissement du mélange, moyennant quoi l'on obtient ladite première couche sur la ou lesdites cellules ; c) une étape d'introduction de la ou lesdites cellules ainsi obtenues à l'issue de l'étape b) dans une deuxième moule présentant une cavité interne de forme correspondant à celle que l'on souhaite conférer à la deuxième couche ; d) une deuxième étape d'introduction dans ledit deuxième moule d'un mélange destiné à former la deuxième couche susmentionnée suivie d'une étape de durcissement du mélange, moyennant quoi l'on obtient ladite deuxième couche. Les première et deuxième étapes d'introduction peuvent être effectuées par coulée ou 20 injection-réaction. Grâce à ce procédé de mise en oeuvre aisée, l'on peut obtenir des modules pouvant adopter de nombreuses conformations permettant ainsi de s'adapter à des applications diverses et variées en jouant 25 simplement sur l'architecture des couches, à condition d'avoir les moules appropriés. Lorsque la première couche et la deuxième couche sont en polyuréthane, le procédé peut comprendre, préalablement aux étapes d'introduction, 30 une étape de mélange d'un composé polyol avec un composé isocyanate avant l'introduction dans le moule approprié. Cette étape de mélange peut être réalisée sous vide, de façon à éviter la formation de bulles de gaz qui seront ensuite piégées au sein des couches. Avantageusement, la première étape d'introduction et la deuxième étape d'introduction sont réalisées par injection-réaction, ce qui peut permettre d'augmenter les cadences d'injection tout en maintenant une faible pression, ce qui est nécessaire pour ne pas dégrader les cellules. Avant et/ou après l'étape de positionnement et avant la première étape d'introduction et/ou avant la deuxième étape d'introduction, il peut être prévu une étape d'introduction d'inserts dans le moule approprié et/ou de dispositifs électroniques destinés à être intégrés au module. L'étape de durcissement du mélange, que ce soit après la première étape d'introduction ou après la deuxième étape d'introduction, peut être réalisée par chauffage à une température appropriée pour générer ce durcissement. Lorsque ce mélange consiste en un mélange précurseur d'un polyuréthane (soit, en d'autres termes, un mélange comprenant un composé polyol et un composé isocyanate), le durcissement se traduit par un phénomène de réticulation. A l'issue de la deuxième étape de durcissement, le procédé comprend, avantageusement, une étape de démoulage du module obtenu.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront du complément de description qui suit qui se rapporte à un exemple de préparation d'un module conforme à l'invention. Bien entendu, ce complément de description n'est donné qu'à titre d'illustration de l'invention et 5 n'en constitue en aucun cas une limitation. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 représente un module solaire photovoltaïque classique de l'art antérieur. Les figures 2 à 5 représentent des modules 10 solaires conformes à l'invention présentant une disposition spécifique de couches autour de la ou les cellules constitutives du module. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS EXEMPLE 1 15 Dans un premier temps, une cellule de dimension 156*156 mm est introduite dans le moule de coulée et positionnée au centre de ce dernier sur des supports. Le moule est ensuite fermé puis conditionné à une température de 70°C.

20 Un mélange destiné à fabriquer la première couche est introduit dans le moule par coulée de part et d'autre de la cellule, ce mélange comprenant un composé polyol polyéther (fourni par la société Synthene sous la référence SD 124 000) et un composé 25 polyisocyanate aliphatique (fourni la société Synthene sous la référence SD 000 030) selon un rapport massique polyol/polyisocyanate de 1/1. Le mélange est chauffé pendant 30 minutes à 70°C, moyennant quoi il y a réticulation. La cellule recouverte de la première 30 couche (d'épaisseur 4 mm pour la face avant et 2 mm pour la face arrière) est extraite du moule puis introduite dans un autre moule, de façon à effectuer un surmoulage de la deuxième couche (présentant une épaisseur de 3 mm en face avant et face arrière) sur la première couche. Cet autre moule comprenant la cellule est chauffé à 70°C puis le mélange destiné à fabriquer la deuxième couche est introduit dans le moule par coulée de part et d'autre de la cellule, ce mélange comprenant un composé polyol polyéther (fourni par la société Synthene sous la référence SH 122 000) et un composé polyisocyanate aliphatique (fourni la société Synthene sous la référence SH 000 122) selon un rapport massique polyol/polyisocyanate de 0,6/1. Le mélange est chauffé pendant 30 minutes à 70°C, moyennant quoi il y a réticulation. Le module ainsi obtenu est extrait du moule. Les caractéristiques photovoltaïques de la cellule avant et après encapsulation sont mesurées. Le rendement photovoltaïque du module ainsi 20 obtenu est mesuré avant et après encapsulation. La mesure a été effectuée sous irradiation continue selon la norme SIC MI.5 (à 25°C et 1000 W/m2). Avant encapsulation, le rendement mesuré de la cellule unitaire est de 14,6%. Après encapsulation, le 25 rendement mesuré, dans les mêmes conditions, du module monocellule est de 14,5%. EXEMPLE 2 Dans cet exemple, le module consiste à 30 empiler successivement une plaque en polycarbonate d'épaisseur comprise entre 0,5 mm et 3 mm, un film en EVA de 400 pm, une ou plusieurs cellules connectées entre elles puis une deuxième feuille en EVA et une seconde plaque en polycarbonate. Cet empilement peut être effectué par 5 lamination à chaud à une température de 150°C pendant 20 minutes sous une dépression de l'ordre de 1 bar. Le module élastique en traction du polycarbonate est de l'ordre de 2 GPa, alors que celui de l'EVA n'excède pas quelques dizaines de MPa. De 10 plus, les duretés Shore D classiques du polycarbonate et de l'EVA sont respectivement de 78-85 et de 32-40. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Module solaire photovoltaïque comprenant au moins une cellule photovoltaïque comprenant une 5 première couche polymérique transparente entourant ladite cellule sur tout ou partie de ses faces et une deuxième couche polymérique transparente entourant ladite première couche polymérique transparente sur tout ou partie de ses faces, ladite deuxième couche 10 polymérique transparente présentant une épaisseur supérieure ou égale à 0,5 mm et une dureté shore D supérieure à celle de ladite première couche polymérique. 15
2. Module solaire photovoltaïque selon la revendication 1, dans lequel la première couche est en un matériau élastomère.
3. Module solaire photovoltaïque selon la 20 revendication 1 ou 2, dans lequel la première couche est en un matériau élastomère appartenant à la famille des polyuréthanes.
4. Module solaire photovoltaïque selon 25 l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche est en un polyuréthane résultant de la réaction d'un composé polyol avec un composé isocyanate. 30
5. Module solaire photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième couche est en un matériau thermodurcissable.
6. Module solaire photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième couche est en un matériau rigide thermodurcissable appartenant à la famille des polyuréthanes.
7. Module solaire photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième couche est en un polyuréthane résultant de la réaction d'un composé polyol avec un composé isocyanate.
8. Module solaire photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche et la deuxième couche sont toutes deux en un matériau appartenant à la famille des polyuréthanes, lesquels résultent de la réaction d'un composé polyol avec un composé isocyanate, le composé polyol utilisé pour la préparation de la première couche comportant une chaîne carbonée plus longue que celui utilisé pour la préparation de la deuxième couche.
9. Module solaire photovoltaïque selon 30 l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première couche présente une dureté Shore Dinférieure ou égale à 50 Shore D et la deuxième couche présente une dureté Shore D supérieure ou égale à 70 Shore D.
10. Module solaire photovoltaïque selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, entre la première couche et la deuxième couche une ou plusieurs couches intermédiaires présentant une dureté Shore D intermédiaire entre celle de la première couche et celle de la deuxièmpe couche.
11. Procédé de préparation d'un module tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, ledit procédé comprenant successivement les étapes suivantes : a) une étape de positionnement d'une ou plusieurs cellules photovoltaïques dans un premier moule présentant une cavité interne de forme correspondant à celle que l'on souhaite conférer à la première couche; b) une première étape d'introduction dans ledit premier moule d'un mélange destiné à former la première couche susmentionnée suivie d'une étape de durcissement du mélange, moyennant quoi l'on obtient ladite première couche sur la ou lesdites cellules ; c) une étape d'introduction de la ou lesdites cellules ainsi obtenues dans une deuxième moule présentant une cavité interne de forme correspondant à celle que l'on souhaite conférer à la deuxième couche ;d) une deuxième étape d'introduction dans ledit deuxième moule d'un mélange destiné à former la deuxième couche susmentionnée suivie d'une étape de durcissement du mélange, moyennant quoi l'on obtient ladite deuxième couche.