FR3011387A1

FR3011387A1 - Fixation d'une optique secondaire sur un recepteur photovoltaique

Info

Publication number: FR3011387A1
Application number: FR1359376A
Authority: FR
Inventors: Salins Jean Edouard De
Original assignee: HELIOTROP
Current assignee: HELIOTROP
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-04-03
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: FR3011387B1; WO2015044359A1

Abstract

L'invention concerne un assemblage (1) comprenant : - un récepteur photovoltaïque (2) sur lequel est fixée une cellule photovoltaïque (22), - une optique secondaire (3), et - un support (4), adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire (3) par rapport à la cellule photovoltaïque (22), comprenant des moyens de guidage (52, 38), configurés pour mettre en place et centrer l'optique secondaire (3) dans l'espace par rapport à la cellule (22), et des moyens de fixation (46), formant butée pour l'optique secondaire (3) et configurés pour bloquer l'optique secondaire (3) dans une position de fonctionnement par rapport à la cellule (22).

Description

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne la technologie solaire à concentration photovoltaïque, et plus précisément des assemblages comprenant un récepteur électronique équipé d'une cellule photovoltaïque et surmonté d'un composant optique pour concentrer la lumière sur la cellule adapté pour être utilisé dans des modules à concentration photovoltaïque, et un procédé de fabrication associé. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Un récepteur photovoltaïque comprend un substrat sur lequel sont fixés des composants électroniques, dont notamment une cellule photovoltaïque adaptée pour générer un courant électrique lors de son exposition à de la lumière transmise par un système de concentration de lumière, par exemple une lentille de Fresnel. Le récepteur photovoltaïque est lui-même fixé sur un dissipateur thermique présentant une conductivité thermique élevée. De nombreux récepteurs photovoltaïques sont assemblés avec une optique secondaire, qui peut être réflective ou réfractive, afin d'améliorer la concentration du flux lumineux sur la cellule et de compenser un éventuel défaut d'alignement de l'axe focal du système de concentration avec l'axe du soleil et/ou une erreur de positionnement de la cellule par rapport au centre focal de la lentille. L'optique secondaire permet en outre d'homogénéiser le flux spatialement et spectralement sur la cellule. Le positionnement et la fixation de l'optique secondaire sont donc des enjeux majeurs pour que les performances du module soient satisfaisantes, que ce soit en température ambiante ou en fonctionnement. A cet effet, il est nécessaire que les éléments suivants soient positionnés et orientés dans l'espace avec précision, avec une faible tolérance dimensionnelle : - la section d'entrée de l'optique secondaire, c'est-à-dire la partie de l'optique secondaire s'étendant en regard de la lentille et par laquelle pénètre les rayons lumineux, par rapport à la cellule photovoltaïque, - la section de sortie de l'optique secondaire, c'est-à-dire la partie de l'optique secondaire s'étendant en regard de la cellule photovoltaïque et par laquelle sortent les rayons lumineux, par rapport à la cellule photovoltaïque, et - l'axe de l'optique secondaire par rapport à la normale de la cellule photovoltaïque. En fonctionnement, le récepteur photovoltaïque peut être soumis à un environnement sévère, et en particulier à des températures pouvant dépasser 100°C en raison du flux concentré par les lentilles (dont la densité de puissance peut être supérieure à 50W/cm2), ce qui risque de déformer l'optique secondaire lorsque celle-ci est métallique ou son éventuel support. En particulier, dans le cas d'une optique secondaire réflective, il est recommandé que la température de l'optique secondaire ne dépasse pas 180°C pour éviter que son matériau constitutif ne se dégrade, et qu'elle soit même inférieure à 100°C afin de limiter les risques de fatigue du composant. La fixation de l'optique secondaire sur le récepteur photovoltaïque doit en outre être réalisée de manière à éviter tout contact ou pression excessive, afin de ne pas endommager les contacts électriques entre la cellule photovoltaïque et les plages du substrat, qui sont très sensibles. Par ailleurs, en cas de mauvaise fixation, la chute d'une optique secondaire remet en cause le module entier si elle n'est pas détectée. Il a donc été proposé, notamment dans le document US 2011/048535, de visser l'optique secondaire sur le dissipateur du récepteur. Le dissipateur étant à la terre, le vissage met donc l'optique secondaire à la terre également. Or, le potentiel de la cellule photovoltaïque peut monter à plusieurs milliers de volts, de sorte que les risques de formation d'arcs électriques et de claquages sont très importants, au vu de la grande différence de potentiel. Par ailleurs, la fixation de l'optique secondaire est très chère et longue à réaliser, afin d'éviter d'éventuels courts-circuits lors de son vissage sur le dissipateur. Enfin, sa précision n'est pas suffisante pour garantir un bon positionnement de l'optique secondaire par rapport à la cellule photovoltaïque. En effet, le positionnement de l'optique secondaire dépend du vissage, qui est effectué par un opérateur, et peut donc varier d'un récepteur à l'autre. RESUME DE L'INVENTION Un objectif de l'invention est de proposer un nouveau système de fixation d'une optique secondaire sur un récepteur photovoltaïque, qui soit simple à réaliser à moindre coût, qui soit capable de résister sans se déformer aux environnements sévères qui peuvent être subis dans un module à concentration photovoltaïque en s'affranchissant des problèmes de claquage, tout en améliorant le positionnement de l'optique secondaire par rapport à la cellule photovoltaïque. Pour cela, l'invention propose un assemblage comprenant : - un récepteur photovoltaïque sur lequel est fixée une cellule photovoltaïque, - une optique secondaire, et - un support, adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire par rapport à la cellule photovoltaïque, dans lequel le support comprend des moyens de guidage, configurés pour centrer l'optique secondaire dans l'espace par rapport à la cellule zo photovoltaïque, et des moyens de fixation, formant butée pour l'optique secondaire et configurés pour bloquer l'optique secondaire dans une position de fonctionnement par rapport à la cellule photovoltaïque. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives de l'assemblage décrit ci-dessus sont les suivantes : 25 - le support comprend une base, fixée sur le récepteur photovoltaïque, et deux ailettes, s'étendant depuis la base, - le récepteur photovoltaïque comprend un substrat, sur lequel sont fixés la cellule photovoltaïque et le support, - la base du support est brasée sur le substrat, 30 - le récepteur photovoltaïque comprend un substrat muni de plages, la cellule photovoltaïque étant connectée au substrat par l'intermédiaire de contacts électriques, et dans lequel la base du support comprend une bordure périphérique qui délimite une ouverture traversante à travers laquelle peut être exposée la cellule photovoltaïque, lesdits contacts électriques, et éventuellement une partie des plages du substrat, - le récepteur photovoltaïque comprend en outre un encapsulant adapté pour protéger la cellule photovoltaïque, l'extension de l'encapsulant sur le substrat étant délimitée par l'ouverture traversante de la base du support, - les moyens de fixation comprennent des protubérances, adaptées pour venir en butée contre une face inférieure de l'optique secondaire, - la face inférieure de l'optique secondaire comprend des découpes 10 adaptées pour recevoir les protubérances des moyens de fixation, - les ailettes et l'optique secondaire comprennent des organes d'encliquetage associés formant un système anti-retour de manière à former une butée pour l'optique secondaire, - les organes d'encliquetage comprennent des encoches et des 15 languettes élastiques, les encoches étant chacune adaptées pour recevoir une languette élastique, - les moyens de guidage comprennent des gorges de guidage et des nervures de guidage associées, formées dans les ailettes du support et dans l'optique secondaire, afin de permettre le coulissement de l'optique 20 secondaire et son guidage progressif vers sa position de fonctionnement par le support, - les gorges de guidage sont formées dans les ailettes, tandis que les nervures de guidage font saillie depuis l'optique secondaire, - les nervures de guidage sont formées par des arêtes des parois 25 - chaque ailette comprend des parois centrales adaptées pour venir en contact avec des parois latérales de l'optique secondaire afin de participer à la dissipation thermique de l'optique secondaire, - les gorges de guidage de chaque ailette s'étendent de part et d'autre de la paroi centrale, 30 - le support est réalisé dans un alliage d'aluminium, dans du bronze, dans du cuivre, ou dans une céramique recouverte d'une couche de cuivre, la finition de cette couche pouvant être réalisée en Nickel avec ou sans protection Or, en étain ou en Argent, et - l'optique secondaire est réflective ou réfractive, Selon un deuxième aspect, l'invention propose également un support pour optique secondaire d'un assemblage comme décrit ci-dessus, ledit support étant adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire par rapport à une cellule photovoltaïque du récepteur photovoltaïque, et comprenant des moyens de guidage, configurés pour mettre en place et centrer l'optique secondaire dans l'espace par rapport à la cellule photovoltaïque, et des moyens de fixation, formant butée pour l'optique secondaire et configurés pour bloquer l'optique secondaire en position par rapport à la cellule photovoltaïque. Selon un troisième aspect, l'invention propose également une optique secondaire, adaptée pour être positionnée et fixée sur un récepteur photovoltaïque d'un assemblage à l'aide d'un support comme décrit ci- dessus. Selon une caractéristique préférée mais non limitative, l'optique secondaire comprend des moyens adaptés pour coopérer avec les moyens de guidage et les moyens de fixation du support.

Selon un quatrième aspect, l'invention propose également un module photovoltaïque, comprenant : - une paroi de fond adaptée pour fixer en position une série d'assemblages comme décrit ci-dessus, - une face avant, adaptée pour fixer en position une série de systèmes de concentration, et - des parois latérales, reliant la paroi de fond et la face avant de manière à définir un caisson fermé. Selon une caractéristique préférée mais non limitative, le support du module photovoltaïque est réalisé dans un matériau conducteur, les 30 assemblages étant connectés électriquement deux à deux en série par l'intermédiaire de leur support.

Selon un dernier aspect, l'invention propose également un procédé de fabrication d'un assemblage comme décrit ci-dessus, dans lequel l'optique secondaire est fixée sur le récepteur selon les étapes successives suivantes : - mise en place et centrage de l'optique secondaire dans les moyens de guidage du support, puis - fixation l'optique secondaire dans sa position de fonctionnement à l'aide des moyens de fixation du support. Certaines caractéristiques préférées mais non limitatives du procédé sont les suivantes : - l'optique secondaire est en outre fixée par encliquetage dans les moyens de fixation du support, - le récepteur photovoltaïque comprend un substrat, sur lequel est fixée la cellule photovoltaïque, et le procédé comprend en outre, préalablement aux étapes de mise en place et centrage et de fixation de l'optique secondaire, une étape au cours de laquelle le support est brasé sur le substrat du récepteur photovoltaïque, - le support comprend une bordure périphérique délimitant une ouverture traversante, et lors de l'étape de brasage, la bordure périphérique du support étant fixée autour de la cellule photovoltaïque de sorte que la cellule photovoltaïque se trouve en regard de l'ouverture de la base du support, et - le récepteur photovoltaïque comprend en outre un encapsulant adapté pour protéger la cellule photovoltaïque, et le procédé comprenant en outre une étape au cours de laquelle l'encapsulant est appliqué sur la cellule photovoltaïque et est polymérisé. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et au regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels : La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple d'assemblage conforme à un mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'optique secondaire est en position de fonctionnement, La figure 2 est une vue en perspective du support d'optique secondaire de l'assemblage de la figure 1, La figure 3 est une vue de côté du support d'optique secondaire de la figure 2, La figure 4 est une vue de face du support d'optique secondaire de la figure 2, La figure 5 est une vue du dessus du support d'optique secondaire de la figure 2, La figure 6 est une vue en détail d'une partie du support d'optique secondaire de la figure 5, La figure 7 est une vue en perspective de l'optique secondaire de la figure 1, La figure 8 est une vue en perspective d'un module photovoltaïque, dont une partie des parois latérales a été omise afin de visualiser les assemblages et la paroi de fond, La figure 9 est une vue du dessus d'un premier exemple de réalisation zo d'une optique secondaire réfractive, La figure 10 est une vue de côté de l'optique secondaire réfractive, La figure 11 est une vue en coupe d'un exemple d'assemblage conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel l'optique secondaire est en position de fonctionnement, et 25 La figure 12 est un organigramme représentant différentes étapes d'un exemple de réalisation du procédé de fabrication d'un assemblage conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION 30 Dans ce qui suit, l'invention va être plus particulièrement décrite et illustrée dans le cas d'une optique secondaire 3 réflective. Ceci n'est cependant pas limitatif, dans la mesure où l'invention s'applique tout aussi bien pour la fixation et le centrage d'une optique réfractive 3'. La figure 1 illustre un exemple d'assemblage 1 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant un récepteur photovoltaïque 2 sur lequel est fixée une optique secondaire 3. Un tel assemblage 1 est destiné à être fixé par des moyens connus sur un dissipateur 5, puis intégré dans une paroi de fond d'un module photovoltaïque 10, en regard de systèmes de concentration 14 de lumière, tels que des lentilles de Fresnel.

Un récepteur photovoltaïque 2 comprend un substrat 20 sur lequel sont fixés des composants électroniques, dont notamment une cellule photovoltaïque 22 adaptée pour générer un courant électrique lors de son exposition à de la lumière transmise par un système de concentration 14. La cellule photovoltaïque 22 peut être connectée à des plages 21 du substrat 20 par l'intermédiaire de contacts électriques 23, par exemple plusieurs fils de connexion, s'étendant entre sa partie périphérique 42 (busbar) et lesdites plages 23. Le substrat 20 peut par exemple être réalisé en cuivre, en aluminium 20 ou en céramique. La cellule photovoltaïque 22 est protégée à l'aide d'un encapsulant (non visible sur les figures), qui s'étend sur la cellule photovoltaïque 22 et recouvre au moins partiellement les contacts électriques 23 voire les plages 21 du substrat 20. L'encapsulant peut par exemple comprendre du silicium. 25 L'optique secondaire 3 peut être réflective ou réfractive, et est adaptée pour compenser un éventuel défaut d'alignement de l'axe focal du système de concentration 14 associé avec l'axe du soleil et/ou une erreur de positionnement de la cellule 22 par rapport au centre focal de ce système de concentration 14. 30 Par exemple, on a illustré sur la figure 7 un mode de réalisation d'une optique secondaire 3 réflective pouvant être utilisée dans l'invention. Cette optique secondaire 3 comprend quatre parois latérales 30-33 reliées ensemble au niveau de leurs bords afin de former un cône tronqué. Les parois latérales 30-33 définissent ensemble une section d'entrée 34, par laquelle pénètrent les rayons lumineux en provenance des systèmes de concentration 14, et une section de sortie 35, par laquelle sortent les rayons lumineux en direction de la cellule photovoltaïque 22. Les faces en regard des parois latérales 30-33 sont des surfaces actives adaptées pour concentrer le flux lumineux en provenance des systèmes de concentration 14 sur la cellule photovoltaïque 22. Par ailleurs, la section d'entrée 34 de l'optique secondaire 3 est de préférence plus grande que sa section de sortie io 35. L'assemblage 1 comprend en outre un support 4, adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire 3 par rapport à la cellule photovoltaïque 22. Pour cela, le support 4 comprend des moyens de guidage 52, configurés pour centrer l'optique secondaire 3 dans l'espace par rapport 15 à la cellule photovoltaïque 22, et des moyens de fixation 46 formant butée pour l'optique secondaire 3 et configurés pour bloquer l'optique secondaire 3 en position par rapport à la cellule photovoltaïque 22. Selon une forme de réalisation, le support 4 peut en outre comprendre un système anti-retour 53, pour empêcher le retrait de l'optique secondaire 3 une fois celle-ci engagée 20 dans les moyens de fixation 46 du support 4. Avantageusement, les moyens de guidage permettent de guider l'optique secondaire 3 jusqu'à sa position de fonctionnement dans l'assemblage 1 tout en préservant l'intégrité de l'optique secondaire 3, qui est très fragile et dont la planéité de surface est critique. Les moyens de fixation 25 46 quant à eux forment une butée en Z (c'est-à-dire selon une direction normale au plan général d'extension de la cellule photovoltaïque 22), afin d'éviter que l'optique secondaire 3 ne soit disposée trop près des contacts électriques 23, ce qui risquerait de provoquer un claquage. 30 Pour cela, le support 4 peut notamment comprendre une base 40, qui peut être fixée sur le récepteur photovoltaïque 2, et deux ailettes 50, s'étendant depuis la base 40 et adaptées pour supporter l'optique secondaire 3. La base 40 et les ailettes 50 peuvent être formées intégralement en une seule pièce. En variante, les ailettes 50 peuvent être rapportées sur la base 40, et/ou la base 40 peut être en plusieurs parties. Les ailettes 50 sont configurées pour venir en contact avec des parois latérales 30-33 opposées de l'optique secondaire 3 afin de les guider et de les centrer par rapport à la cellule photovoltaïque 22. On comprendra bien entendu que le support 4 peut également comprendre un nombre supérieur d'ailettes 50, par exemple quatre ailettes 50, configurées pour venir chacune en regard de l'une des parois latérales 30-33 de l'optique secondaire 3. Les moyens de fixation 46 du support 4 peuvent notamment comprendre une ou plusieurs protubérances 46 adaptées pour former butée pour l'optique secondaire 3. Les protubérances 46 peuvent s'étendre depuis la base 40 et/ou les ailettes 50, et sont configurées pour former obstacle au déplacement de l'optique secondaire 3 et empêcher que celle-ci ne se rapproche trop de la cellule photovoltaïque 22. Par exemple, dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 6, les moyens de fixation 46 comprennent au moins deux protubérances 46 par ailettes 50, s'étendant depuis la base 40 du support 4 et adaptées pour recevoir une face inférieure (section de sortie 35) de l'optique secondaire 3. La face inférieure de l'optique secondaire 3 peut quant à elle comprendre des découpes 36, adaptées pour recevoir les protubérances 46 lorsque l'optique secondaire 3 arrive dans sa position de fonctionnement en regard de la cellule photovoltaïque 22. Ainsi, le positionnement et la configuration du support 4, qui est fixé sur le récepteur photovoltaïque 2, détermine la hauteur (position en Z) de l'optique secondaire 3 par rapport à la cellule photovoltaïque 22.

Les moyens de guidage quant à eux peuvent comprendre des gorges de guidage 52 et des nervures de guidage 38 associées, formées dans les ailettes 50 du support 4 et de l'optique secondaire 3, afin de permettre le coulissement de l'optique secondaire 3 et son guidage progressif vers sa position de fonctionnement. Ici, les gorges de guidage 52 sont formées dans les ailettes 50, tandis que les nervures de guidage 38 font saillie depuis l'optique secondaire 3. Les ailettes 50 et les gorges de guidage 52 sont alors configurées de sorte que, lorsque l'optique secondaire 3 est insérée dans le support 4, chaque ailette 50 se trouve en contact avec l'une de ses parois latérales 30-33 de l'optique secondaire 3, tandis que les gorges de guidage 52 sont en prise avec des nervures de guidage 38 associées de l'optique secondaire 3. L'optique secondaire 3 peut donc coulisser le long des ailettes 50 dans les gorges de guidage 52, jusqu'à atteindre les protubérances 46 qui forment butée et arrêtent l'optique secondaire 3 dans sa position de fonctionnement. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 6, les ailettes 50 s'étendent en regard et comprennent chacune deux gorges de guidage 52. Cette configuration permet aux ailettes 50 d'assurer le centrage de l'optique secondaire 3 par rapport à la cellule photovoltaïque 22 et donc son positionnement en X et en Y (c'est-à-dire parallèlement au plan de la cellule photovoltaïque 22).

Les nervures de guidage 38 peuvent être rapportées sur les faces externes (passives) des parois latérales 30-33 de l'optique secondaire 3, par exemple par collage. En variante, et comme illustré sur les figures 1 et 7, les nervures de guidage 38 peuvent être formées par les arêtes 38 des parois latérales 30-33 de l'optique secondaire 3. Pour cela, les parois latérales 30-33 peuvent être fixées ensemble de sorte que deux des parois latérales 30, 32, dites internes, s'étendent entre les deux autres parois latérales 31, 33, dites externes, de l'optique secondaire 3. Les arêtes 38 des parois latérales externes 31, 33 font donc saillie par rapport à la surface des parois latérales internes 30, 32 et forment les nervures de guidage 38 susceptibles de pénétrer dans les gorges de guidage 52 associées des ailettes 50.

Le support 4 peut en outre comprendre un système anti-retour 53, 39. Un tel système anti-retour 53, 39 peut notamment comprendre des organes d'encliquetage 53, 39, adaptés pour coopérer avec des organes d'encliquetage 53, 39 associés de l'optique secondaire 3. Par exemple, les organes d'encliquetage 53, 39 peuvent comprendre des encoches 39 et des languettes 53 élastiques, les encoches 39 étant chacune adaptées pour recevoir en force une languette élastique associée. Ainsi, dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures annexées, les ailettes 50 comprennent des languettes 53 élastiques, s'étendant en direction de l'optique secondaire 3 et configurées pour coopérer avec des encoches 39 associées formées dans l'optique secondaire 3. Plus précisément, les encoches 39 des organes d'encliquetage sont formées dans les nervures de guidage 38 de l'optique secondaire 3, ici les arêtes 38 des parois latérales 30-33 externes de l'optique secondaire 3, tandis que les languettes 53 élastiques sont formées dans les gorges de guidage 52 des ailettes 50. Une fois les languettes 53 insérées dans les encoches 39 correspondantes, celles-ci reviennent alors dans leur position de repos par 20 retour élastique et empêchent tout mouvement de l'optique secondaire 3 par rapport au support 4, et donc par rapport à la cellule photovoltaïque 22. De préférence, les languettes 53 sont orientées de manière à empêcher le retrait de l'optique secondaire 3 une fois celle-ci engagée dans les moyens de fixation 46 du support 4. Pour cela, la partie mobile des 25 languettes 53 fait saillie en direction de la base 40 du support 4. Les languettes 53 forment donc également une butée en Z pour l'optique secondaire 3. Les ailettes 50 peuvent en outre comprendre une paroi centrale 54, 30 s'étendant entre les gorges de guidage 52, adaptée pour venir en contact contre les parois latérales 30, 32 internes de l'optique secondaire 3. Cette paroi centrale 54 permet d'améliorer la dissipation thermique de l'optique secondaire 3, sans ajouter de polymères spécifiques qui risqueraient de brûler en cas de mauvais alignement de l'assemblage 1 et d'exposition du polymère au flux concentré des lentilles. La paroi centrale 54 permet en outre de stabiliser l'optique secondaire 3 dans les ailettes 50, notamment lors de sa mise en place par coulissement dans les gorges de guidage 52. La base 40 du support 4 peut être fixée sur le récepteur 2, par exemple par brasage sur le substrat 20. Cette fixation du support 4 sur le substrat 20 est rendue possible par la structure particulière du support 4, qui centre et fixe l'optique secondaire 3 non pas par vissage, mais à l'aide des moyens de fixation (protubérances 46) et des moyens de guidage (gorges de guidage 52 et nervures de guidage 38). Le support 4 est en effet moins encombrant, de sorte que la fixation du support 4 n'est plus limitée au dissipateur 5. Par ailleurs, le brasage du support 4 sur le substrat 20 du récepteur 2 permet de mettre le support 4 et l'optique secondaire 3 (qui ne sont donc plus à la terre) au même potentiel, et donc d'éviter les problèmes de claquage dus à la formation d'arcs électriques entre la cellule 22 et l'optique zo secondaire 3. En variante, la base 40 du support 4 pourrait également être collée sur le substrat 20. Une fois fixée sur le récepteur 2, la base 40 du support 4 s'étend 25 sensiblement parallèlement au substrat 20 sur lequel est fixée la cellule photovoltaïque 22. La base 40 est ajourée et comprend une bordure périphérique 42 qui délimite une ouverture 44 traversante à travers laquelle peut être exposée la cellule photovoltaïque 22, et le cas échéant les contacts électriques 23 et les 30 plages 21 du substrat 20. Ainsi, l'ouverture 44 de la base 40 permet de ne pas entraver le rayonnement lumineux susceptible d'être reçu par la cellule photovoltaïque 22, ni d'empêcher l'accès au busbar de la cellule photovoltaïque 22 et aux contacts électriques 23. Pour cela, les dimensions et la forme de la bordure périphérique 42 de la base 40 sont choisies afin de permettre à la cellule photovoltaïque 22, aux contacts électriques 23 et aux plages 21 d'être exposés à travers l'ouverture 44. Avantageusement, la bordure périphérique 42 de la base 40 permet de contenir l'encapsulant préalablement à sa fixation par polymérisation sur la cellule 22. En effet, l'encapsulant forme une nappe qui a tendance à s'étaler sur le substrat 20 avant d'être figée par l'étape de polymérisation. La surface pouvant être couverte par l'encapsulant est donc délimitée grâce à la bordure périphérique 42 de la base 40. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 2 à 6, la paroi 15 centrale 54 et les gorges de guidage 52 des ailettes 50 sont formées intégralement en une seule pièce avec la base 40 du support 4. Ainsi, la paroi centrale 54 des ailettes 50 s'étend depuis la base 40 du support 4 et forme avec la base 40 un angle a sensiblement égal à l'angle entre la section de sortie 35 et la paroi latérale 30, 32 de l'optique secondaire 20 3 correspondante. De la sorte, la paroi centrale 54 vient en contact avec la paroi 30, 32 en regard de l'optique secondaire 3 lorsque celle-ci est insérée dans le support 4. Dans cet exemple de réalisation, les protubérances 46 formant les moyens de fixation 46 s'étendent de part et d'autre de la paroi centrale 54 25 des ailettes 50, sous la forme d'un élargissement local. La paroi centrale 54 est en outre déformée au niveau de ses deux côtés latéraux, au droit des protubérances 46, pour former les gorges de guidage 52. Le fond 52a des gorges de guidage 52 s'étend ici dans un plan globalement parallèle et décalé par rapport à celui de la paroi centrale 54, 30 afin de recevoir les nervures de guidage 38 de l'optique secondaire 3, qui correspondent ici aux arêtes 38 de ses parois latérales 31, 33 externes.

Par ailleurs, les parois des gorges de guidage 52 destinées à venir en contact avec les nervures de guidage 38 sont munies de languettes 53 qui font saillie en direction de l'optique secondaire 3. Dans l'exemple de réalisation illustré sur ces figures, chaque gorge de guidage 52 présente une forme générale de gouttière comprenant successivement une paroi de fixation 52b, la paroi de fond 52a et une paroi d'extrémité 52c. Comme visible sur les figures 2 et 6, les languettes 53 élastiques s'étendent donc depuis la paroi d'extrémité 52c des gorges 52, leur extrémité libre étant dirigée vers la section de sortie 35 de l'optique secondaire 3 lorsque celle-ci est engagée dans le support 4. Les ailettes 50 et la base 40 peuvent être obtenues par emboutissage à l'aide d'une contreforme appropriée afin de former les protubérances 46, la paroi centrale 54 et les gorges de guidage 52 en une seule étape. Les languettes 53 et l'ouverture 44 traversante peuvent alors être réalisées par découpe de la paroi d'extrémité 52c des gorges de guidage 52. Lorsque les ailettes 50 sont formées intégralement avec la base 40 du support 4, le support 4 peut être obtenu selon les étapes suivantes : (i) fournir une feuille, (ii) découper la forme des ailettes 50 et des protubérances 46 dans la feuille, (iii) emboutir la partie de la feuille destinée à former les ailettes 50, afin de former la paroi centrale 54 et les gorges de guidage 52, et (iv) plier les ailettes 50 au niveau de leur jonction avec la base 40 de 25 sorte que leur paroi centrale 54 forme un angle a avec la base 40 sensiblement égal à l'angle entre la section de sortie 35 et la paroi latérale 30, 32 en regard de l'optique secondaire 3. De préférence, le support 4 est réalisé dans un matériau permettant 30 de supporter les contraintes sévères (notamment thermiques) subies par l'optique secondaire 3 et le récepteur photovoltaïque 2, notamment en raison du flux concentré en provenance des systèmes de concentration 14. Dans le cas d'une optique réflective, le matériau constitutif du support 4 est de préférence conducteur de chaleur, afin que le support 4 puisse participer à la dissipation thermique de l'optique secondaire 3. De préférence, le matériau constitutif du support 4 est en outre choisi de sorte que son coefficient de dilatation soit adapté à celui de l'optique secondaire 3, pour éviter de : - déloger l'optique secondaire 3 des moyens de fixation 46 du support 4 (ce qui pourrait être le cas en cas de variations importantes des coefficients thermiques de l'optique secondaire 3 et du support 4), - modifier le centrage de l'optique secondaire 3 par rapport à la cellule Io photovoltaïque 22, et - marquer l'optique secondaire 3 en cas de déformations, ce qui risquerait d'induire des emballements thermiques locaux. Enfin, lorsque la base 40 est brasée sur le récepteur 2, le matériau constitutif du support 4 doit être choisi de manière à permettre un tel 15 brasage. Par exemple, le support 4 peut être réalisé dans une feuille d'alliage d'aluminium, du bronze, du cuivre, ou dans une céramique recouverte d'une couche de cuivre, la finition de cette couche pouvant être réalisée en Nickel avec ou sans protection Or, en étain ou en Argent, etc. 20 Les ailettes 50 sont de préférence déformables afin de permettre la fixation de l'optique secondaire 3 par coulissement puis, le cas échéant, par encliquetage, et de démonter si nécessaire l'optique secondaire 3 du récepteur 2, par exemple afin d'effectuer un contrôle qualité de l'assemblage 25 1. Un assemblage 1 conforme à l'invention peut alors être fabriqué comme suit. Au cours d'une première étape S1, le support 4, qui peut être obtenu 30 par emboutissage comme décrit ci-dessus, est fixé sur le récepteur photovoltaïque 2, de préférence par brasage sur le substrat 20. Afin de pouvoir laisser libre accès à la cellule photovoltaïque 22, aux contacts électriques 23 et aux plages 21, le support 4 est de préférence fixé de sorte que la bordure périphérique 42 de la base 20 se trouve autour de ces éléments. L'encapsulant peut alors être appliqué (étape S2) dans l'ouverture traversante 44 de la base 40, de façon à recouvrir la cellule photovoltaïque 22. Avantageusement, la fixation du support 4 sur le substrat 20 permet de limiter l'extension de l'encapsulant. L'encapsulant est ensuite polymérisé (étape S3). Le récepteur photovoltaïque est alors prêt à recevoir l'optique secondaire 3. Pour cela, l'optique secondaire est insérée dans les ailettes 50 du support 4, en introduisant ses nervures de guidage 38 dans les gorges de guidage 52 des ailettes pour coulisser (étape S4) jusqu'à sa position de fonctionnement. Cette mise en place se fait de façon fluide et non dégradante, ce qui assure l'intégrité de l'optique secondaire durant sa mise en place. Lorsque l'optique secondaire 3 vient en contact avec les moyens de fixation 46, c'est-à-dire lorsque ses découpes 36 viennent en butée contre les protubérances 46, elle est alors en position de fonctionnement. Cette position de fonctionnement est choisie de manière à optimiser le flux zo lumineux reçu par la cellule photovoltaïque 22, tout en respectant une distance minimale entre la cellule 22 et la section de sortie 35 de l'optique secondaire 3 afin d'éviter les risques de claquage. Le cas échéant, lorsque l'assemblage 1 comprend un système antiretour, par exemple par encliquetage, les organes d'encliquetage prennent 25 position afin d'empêcher le retrait et le mouvement de l'optique secondaire 3 par rapport à la cellule photovoltaïque 22. Ainsi, dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 à 7, les languettes élastiques 53 viennent se loger dans les encoches 39. L'assemblage 1 est alors prêt à être utilisé dans un module 30 photovoltaïque 10.

Dans le cas d'une optique secondaire 3' réfractive, le support 4' comprend également des moyens des moyens de guidage 52', 54' configurés pour centrer l'optique secondaire 3' dans l'espace par rapport à la cellule photovoltaïque 22, et des moyens de fixation 46', formant butée pour l'optique secondaire 3' et configurés pour bloquer l'optique secondaire 3 en position par rapport à la cellule photovoltaïque 22. Un exemple d'optique secondaire 3' réfractive et d'assemblage 1 associé a été illustré en figures 9 à 11. Une telle optique réfractive peut comprendre : - un socle 30', adapté pour être disposé en regard de la cellule photovoltaïque 22, contre l'encapsulant 24 qui sert de lien optique entre la cellule photovoltaïque 22 et la cellule 22, et - un dôme 34', dont la surface externe est adaptée pour diriger les rayons lumineux sur la cellule photovoltaïque 22.

Le socle 30' peut comprendre un contour périphérique 31' sensiblement plan, et présenter, au niveau de sa surface inférieure 35', une calotte 32' de forme concave (figures 9 et 10). Dans cette forme de réalisation, c'est donc la calotte 32' du socle 30' qui vient en contact avec l'encapsulant. En variante, le socle 30' pourrait également comprendre une surface inférieure 35' dépourvue de calotte et sensiblement plane (figure 11). Le socle 30' de l'optique secondaire peut être circulaire (figures 9 et 10) ou carrée (figure 11). L'optique réfractive 3' peut par exemple être réalisée en verre. Avantageusement, les moyens de fixation 46' forment une butée en Z, soit selon la direction normale au plan de la cellule photovoltaïque 22, ce qui permet de soulager l'encapsulant 24, qui ne joue en outre plus la fonction de tenue mécanique entre l'optique secondaire 3' réfractive et la cellule photovoltaïque 22. Les moyens de fixation peuvent par exemple être des protubérances 46', faisant saillie de la base 40' du support 4' et adaptée pour venir en appui contre une surface inférieure 35' du socle 30' de l'optique secondaire réfractive 3'.

Dans le cas d'un assemblage 1' comprenant une optique secondaire 3' réfractive, le support 4' comprend également une base 40', pouvant être brasée sur le récepteur 2, voire le substrat 20 ainsi que des ailettes 50'. La structure du support 4' est en revanche adaptée à la forme particulière de l'optique secondaire 3' réfractive. Ainsi, les ailettes 50' peuvent comprendre par exemple : - une première paroi flexible 52', adaptée pour venir en contact avec un bord périphérique du socle 30' et former une butée pour l'optique secondaire 3', et - un décrochement 54', s'étendant depuis la première paroi, adapté pour venir en contact avec la face supérieure du socle 30' de l'optique secondaire 3'. Le décrochement 54' coopère donc avec le socle 30' de l'optique secondaire 3 afin de la guider vers sa position de fonctionnement et la maintenir en position par encliquetage. Dans le cas d'un socle carré, le support 4' comprend quatre ailettes 50', à savoir une en regard de chaque arête du socle 30', afin de former des butées en X et en Y pour l'optique secondaire 3'. Dans le cas d'un socle globalement circulaire, le support 4' peut ne comprendre que deux ailettes 50' en regard de forme globalement incurvée, Par ailleurs, de façon analogue au cas du support 4 de l'optique secondaire 3 réflective, la base 40' du support 4' de l'optique secondaire 3 réfractive comprend une bordure périphérique 42' qui délimite une ouverture 44' traversante à travers laquelle peut être exposée la cellule 22, les contacts électriques 23 et les plages 21 du substrat 20, afin de permettre le passage des rayons lumineux, qui peut en outre délimiter l'extension de l'encapsulant. On notera que, dans le cas d'une optique secondaire réfractive 3', l'assemblage 1' peut être fabriqué de manière analogue au cas de l'optique secondaire réflective, à la différence près que l'encapsulant est polymérisé après positionnement de l'optique secondaire 3' sur l'encapsulant.

Un assemblage 1, 1' conforme à l'invention peut alors être fixé sur un dissipateur 5, par exemple en aluminium, puis être intégré dans un module photovoltaïque 10.

Pour cela, l'assemblage 1, 1' peut être fixé dans une paroi de fond du module photovoltaïque 10, par exemple par collage. De préférence, chaque module photovoltaïque 10 comprend une série de tels assemblages 1, 1', par exemple dix, positionnés de manière très précise dans le centre focal d'autant de systèmes de concentration 14. Pour cela, le module photovoltaïque 10 comprend : - une paroi de fond 11 adaptée pour fixer en position une série d'assemblages 1, 1', - une face avant 12, adaptée pour fixer en position une série de systèmes de concentration 14, et - des parois latérales 13, reliant la paroi de fond 11 et la face avant 12 de manière à définir un caisson fermé. Le support 4 des optiques secondaires, lorsqu'il est réalisé dans un matériau conducteur, peut alors servir de connecteur entre deux dissipateurs 5 assemblés adjacents du module photovoltaïque 10, afin de mettre les zo dissipateurs 5 en série deux à deux, par exemple à l'aide d'un câble électrique adapté.

Claims

REVENDICATIONS1. Assemblage (1, 1') comprenant : - un récepteur photovoltaïque (2) sur lequel est fixée une cellule photovoltaïque (22), - une optique secondaire (3, 3'), et - un support (4, 4'), adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire (3) par rapport à la cellule photovoltaïque (22), l'assemblage (1, 1') étant caractérisé en ce que le support (4, 4') comprend des moyens de guidage (52, 38, 54'), configurés pour mettre en place et centrer l'optique secondaire (3, 3') dans l'espace par rapport à la cellule photovoltaïque (22), et des moyens de fixation (46, 46'), formant butée pour l'optique secondaire (3, 3') et configurés pour bloquer l'optique secondaire (3, 3') dans une position de fonctionnement par rapport à la cellule photovoltaïque (22).
2. Assemblage (1, 1') selon la revendication 1, dans lequel le support (4, 4') comprend : - une base (40, 40'), fixée sur le récepteur photovoltaïque (2), et - deux ailettes (50), s'étendant depuis la base (40, 40').
3. Assemblage (1, 1') selon la revendication 2, dans lequel le récepteur photovoltaïque (2) comprend un substrat (20), sur lequel sont fixés la cellule photovoltaïque (22) et le support (4, 4').
4. Assemblage (1, 1') selon la revendication 3, dans lequel la base (40, 40') du support (4, 4') est brasée sur le substrat (20).
5. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel le récepteur photovoltaïque (2) comprend un substrat (20) muni de plages (21), la cellule photovoltaïque (22) étant connectée au substrat (20)par l'intermédiaire de contacts électriques (23), et dans lequel la base (40, 40') du support (4, 4') comprend une bordure périphérique (42, 42') qui délimite une ouverture (44, 44') traversante à travers laquelle peut être exposée la cellule photovoltaïque (22), lesdits contacts électriques (23), et éventuellement une partie des plages (21) du substrat (20).
6. Assemblage (1, 1') selon la revendication 5, dans lequel le récepteur photovoltaïque (2) comprend en outre un encapsulant adapté pour protéger la cellule photovoltaïque (22), l'extension de l'encapsulant sur le substrat (20) étant délimitée par l'ouverture (44') traversante de la base (40') du support (4').
7. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel les moyens de fixation (46, 46') comprennent des protubérances (46, 15 46'), adaptées pour venir en butée contre une face inférieure (35, 35') de l'optique secondaire (3, 3').
8. Assemblage (1, 1') selon la revendication 7, dans lequel la face inférieure (35, 35') de l'optique secondaire (3, 35') comprend des découpes 20 (36) adaptées pour recevoir les protubérances (46) des moyens de fixation (46).
9. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 2 à 8, dans lequel les ailettes (50) et l'optique secondaire (3, 3') comprennent des 25 organes d'encliquetage (53, 39, 54', 30') associés formant un système anti- retour de manière à former une butée pour l'optique secondaire (3, 3').
10. Assemblage (1, 1') selon la revendication 9, dans lequel les organes d'encliquetage (53, 39) comprennent des encoches (39) et des 30 languettes (53) élastiques, les encoches (39) étant chacune adaptées pour recevoir une languette élastique.
11. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 2 à 10, dans lequel les moyens de guidage (52, 38) comprennent des gorges de guidage (52) et des nervures de guidage (38) associées, formées dans les ailettes (50) du support (4) et dans l'optique secondaire (3), afin de permettre le coulissement de l'optique secondaire (3) et son guidage progressif vers sa position de fonctionnement par le support (4).
12. Assemblage (1, 1') selon la revendication 11, dans lequel les gorges de guidage (52) sont formées dans les ailettes (50), tandis que les nervures de guidage (38) font saillie depuis l'optique secondaire (3).
13. Assemblage (1, 1') selon la revendication 11, dans lequel les nervures de guidage (38) sont formées par des arêtes des parois latérales (31, 33) de l'optique secondaire (3).
14. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 2 à 13, dans lequel chaque ailette (50) comprend des parois centrales (54) adaptées pour venir en contact avec des parois latérales (30, 32) de l'optique secondaire (3) afin de participer à la dissipation thermique de l'optique secondaire (3).
15. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 11 à 13, prise en combinaison avec la revendication 14, dans lequel les gorges de guidage (52) de chaque ailette (50) s'étendent de part et d'autre de la paroi centrale (54). 25
16. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 1 à 15, dans lequel le support (4, 4') est réalisé dans un alliage d'aluminium, du bronze, du cuivre, ou dans une céramique recouverte d'une couche de cuivre, la finition de cette couche pouvant être réalisée en Nickel avec ou sans 30 protection Or, en étain ou en Argent. 20
17. Assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel l'optique secondaire (3) est réflective ou réfractive (3').
18. Support (4) pour optique secondaire (3) d'un assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 1 à 17, ledit support (4) étant adapté pour positionner et fixer l'optique secondaire (3) par rapport à une cellule photovoltaïque (22) du récepteur photovoltaïque (2), le support (4) étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage (52, 38), configurés pour mettre en place et centrer l'optique secondaire (3) dans l'espace par rapport à la cellule photovoltaïque (22), et des moyens de fixation (46), formant butée pour l'optique secondaire (3) et configurés pour bloquer l'optique secondaire (3) en position par rapport à la cellule photovoltaïque (22). 15
19. Optique secondaire (3), caractérisée en ce qu'elle est adaptée pour être positionnée et fixée sur un récepteur photovoltaïque (2) d'un assemblage (1, 1') à l'aide d'un support (4) selon la revendication 18.
20. Optique secondaire (3) selon la revendication 19, comprenant des 20 moyens adaptés pour coopérer avec les moyens de guidage (52, 38) et les moyens de fixation (46) du support (4).
21. Module photovoltaïque (10), comprenant : - une paroi de fond (11) adaptée pour fixer en position une série 25 d'assemblages (1, 1') selon l'une des revendications 1 à 17, - une face avant (12), adaptée pour fixer en position une série de systèmes de concentration (14), et - des parois latérales (13), reliant la paroi de fond (11) et la face avant (12) de manière à définir un caisson fermé. 30
22. Module photovoltaïque selon la revendication 21, dans lequel le support (4) des assemblages (1, 1') est réalisé dans un matériau conducteur,les assemblages (1) étant connectés électriquement deux à deux en série par l'intermédiaire de leur support (4).
23. Procédé de fabrication (S) d'un assemblage (1, 1') selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que l'optique secondaire (3) est fixée sur le récepteur (2) selon les étapes successives suivantes : - mise en place et centrage (S4) de l'optique secondaire (3) dans les moyens de guidage (52, 38) du support (4), puis - fixation (S5) l'optique secondaire (3) dans sa position de 10 fonctionnement à l'aide des moyens de fixation (46) du support (4).
24. Procédé de fabrication (S) selon la revendication 23, dans lequel l'optique secondaire (3) est en outre fixée par encliquetage (53, 39) dans les moyens de fixation (46) du support (4). 15
25. Procédé de fabrication (S) selon l'une des revendications 23 ou 24, dans lequel le récepteur photovoltaïque (2) comprend un substrat (20), sur lequel est fixée la cellule photovoltaïque (22), le procédé (S) comprenant en outre, préalablement aux étapes de mise en 20 place et centrage (S4) et de fixation (S5) de l'optique secondaire (3), une étape (S1) au cours de laquelle le support (4) est brasé sur le substrat (20) du récepteur photovoltaïque (2).
26. Procédé de fabrication (S) selon la revendication 25, dans lequel 25 le support (4) comprend une bordure périphérique (42) délimitant une ouverture (44) traversante, et lors de l'étape (S1) de brasage, la bordure périphérique (42) du support (4) étant fixée autour de la cellule photovoltaïque (22) de sorte que la cellule photovoltaïque (22) se trouve en regard de l'ouverture (44) de la base (40) du support (4). 30
27. Procédé de fabrication (S) selon la revendication 26, dans lequel le récepteur photovoltaïque (2) comprend en outre un encapsulant adapté pour protéger la cellule photovoltaïque (22), le procédé (S) comprenant en outre une étape au cours de laquelle l'encapsulant est appliqué (S2) sur la cellule photovoltaïque (22) et est polymérisé (S3).