FR3042353A1

FR3042353A1 - OPTICAL DEVICE REPORTED ON PHOTOVOLTAIC MODULE WITH CONVEX MIRROR CENTER AND SYMMETRIC CONCAVE

Info

Publication number: FR3042353A1
Application number: FR1502143A
Authority: FR
Inventors: Lionel Girardie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2017-04-14
Anticipated expiration: 2035-10-12
Also published as: FR3042353B1

Abstract

1 - Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe centré et concave symétrique caractérisé ce qu'il comporte : - Les rangées de cellules solaires bifaciales cristallines (1) ayant une surface frontale (1f) et une surface arrière (1r) de ratio de conversion photovoltaïque minimum de 80% et interconnectées pour former une matrice (2) d'une surface (2s) et de face (1f) encapsulée entre un dioptre entrant (4) par un matériau encapsulant (5) et la face (1r) encapsulée avec un dioptre sortant (7) par un matériau encapsulant (6) et dont la distance (e) séparant deux rangées est égale ou inférieure au segment d'une cellule solaire (1) - La surface prise dans le plan de la matrice (2) forme une aire (2s) - Une aire de transmission lumineuse (6S) constituée de l'intervalle (e) par une rangée de cellules solaires (1) - Le laminé d'une épaisseur (8e) formé par l'encapsulation de la matrice de cellules (2) entre les dioptres (4) et (7) est encadré par un cadre (8) d'aluminium anodisé dont la paroi (8p) est la profondeur du cadre métallique de fixation et un pas de retour (8r) servant de support de fixation Un dispositif optique (9) rapporté et fixé sur le pas de retour (8r) du cadre d'un module photovoltaïque bifacial et parallèle en tout point du dioptre sortant (7) en étant éloigné d'une distance H pour réfléchir les rayons lumineux vers la face arrière (1r) des cellules solaires par divergence des rayons diffractés du miroir convexe et par convergence des rayons diffractés du miroir concave Les formes convexe et concave du dispositif optique sont symétriques et l'axe médian de la forme convexe est positionné exactement en superposition de l'axe médian en deux rangées de cellules solaires - La surface du dispositif optique (9) dans le plan parallèle au dioptre (7) est égale à la surface de la matrice de cellules solaires bifaciales (2s)1 - An optical device attached to a photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical characterized: - The rows of crystalline bifacial solar cells (1) having a front surface (1f) and a rear surface (1r) of the ratio of at least 80% photovoltaic conversion and interconnected to form a matrix (2) of a surface (2s) and a face (1f) encapsulated between an incoming diopter (4) by encapsulating material (5) and the encapsulated face (1r) with an outgoing diopter (7) by an encapsulating material (6) and whose distance (e) separating two rows is equal to or smaller than the segment of a solar cell (1) - The surface taken in the plane of the matrix (2) ) forms an area (2s) - A light transmission area (6S) consisting of the interval (e) by a row of solar cells (1) - The laminate of a thickness (8e) formed by the encapsulation of the matrix of cells (2) between the dioptres (4) and (7) is framed p ar an anodized aluminum frame (8) whose wall (8p) is the depth of the metal fixing frame and a return pitch (8r) serving as a fixing support An optical device (9) attached and fixed on the pitch of return (8r) of the frame of a bifacial and parallel photovoltaic module at any point of the outgoing diopter (7) while being distant from a distance H to reflect the light rays towards the rear face (1r) of the solar cells by divergence of the radii diffracted from the convex mirror and by convergence of the diffracted rays of the concave mirror The convex and concave shapes of the optical device are symmetrical and the median axis of the convex shape is positioned exactly in superposition of the median axis in two rows of solar cells - La surface of the optical device (9) in the plane parallel to the diopter (7) is equal to the surface of the matrix of bifacial solar cells (2s)

Description

Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe centré et concave symétrique Introduction à l’art :Optical device attached to photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetric Introduction to art:

La fabrication de module photovoltaïque cristallin requiert le processus suivant : nettoyage du verre ou positionnement d’un matériau à forte transparence positionnement d’un film encapsulant EVA « Ethylène Vinyle Acétate » qui est en majorité de l’éthylène vinyle acétate sur le verre ou matériau à forte transparence soudure d’un ruban de cuivre ayant une couche de protection à base d’un alliage à base d’argent, de plomb et d’étain : la température de la soudure n’excède pas 250°C et ne dure pas plus de 3 secondes par cellules solaires ayant des zones en forme de ligne collecteur de courant des métallisations de l’émetteur sur une largeur de 1,5 à 3 millimètres interconnexion de la polarité négative ‘face avant d’une cellule d’un substrat de type P à la polarité positive ‘face arrière d’une cellule d’un substrat de type P‘ par exemple disposition en rangée de cellules soudées interconnexion des rangées pour un montage en série des cellules solaires nécessitant une soudure de chaque ligne de collecteur de courant positionnement d’un film encapsulant sur la matrice de cellules positionnement d’un film arrière de protection électrique ou d’un verre ou autre matériaux isolant lamination à des fins d’encapsulation des cellules solairesThe manufacture of crystalline photovoltaic modules requires the following process: cleaning of the glass or positioning of a material with high transparency positioning of an encapsulating film EVA "Ethylene Vinyl Acetate" which is mostly ethylene vinyl acetate on the glass or material high-transparency welding of a copper ribbon having a protective layer based on an alloy based on silver, lead and tin: the temperature of the weld does not exceed 250 ° C and does not last more than 3 seconds per solar cells having current collector-like areas of the emitter metallizations over a width of 1.5 to 3 millimeters interconnection of the negative polarity front face of a cell of a substrate of type P at the positive polarity 'rear face of a cell of a P type substrate' for example row layout of welded cells row interconnection for a mounting in s solar cells requiring soldering of each current collector line positioning of a film encapsulating on the matrix of cells positioning of an electric protective backing film or glass or other lamination insulating material for encapsulation purposes solar cells

Cette technique est unilatéralement utilisée mais a des inconvénients : le matériau encapsulant EVA a une viscosité d’une grande variabilité en fonction de la température ce qui induit une pression mécanique sur l’ensemble du dispositif des cellules solaires interconnectées le matériau encapsulant EVA contenant 1% d’eau libère de l’acide acétique et du peroxyde d’hydrogène en permanence qui se retrouvent piégés dans le module photovoltaïque entraînant des corrosions, des réactions chimiques avec les surfaces des cellules solaires, des réactions chimiques avec la surface intérieure du verre et crée la corrosion du verre par la formation de halogénures qui sont des pièges d’électrons mais aussi avec le polymère utilisé en protection électrique du module le matériau EVA ayant un indice de réfraction part réelle variant entre 1,49 et 1,47 sur la bande de rayonnement solaire, ce qui correspond une réponse spectrale proche du verre blanc utilisé, à savoir que le verre ait un traitement particulier le matériau EVA étant réticulé à la surface du verre, il est très difficile de séparer par quelques techniques que ce soient le film EVA du verre et le recyclage du verre comportant l’EVA rend les matériaux constituant le verre trop pollués et donc rendent le recyclage du module non fonctionnel l’encapsulation de 60 cellules solaires sur silicium monocristallin de wafer de format pseudo carré de 156mm de côté obtenu par la méthode de croissance Czochralski, « CZ » cellule à homojonction et émetteur homogène de 18,6% de rendement entraîne les pertes suivantes : à partir d’un ruban interconnectant en série les cellules de 2mm de largeur par 0,2mm d’épaisseur et interconnectant les rangées de cellules thermo-soudées par un ruban de 5 par 0,3mm, les pertes électriques sont de 2,5% les pertes optiques sont de 1% pour un verre avec une couche de silice poreuse d’indice de réfraction variant entre 1,23 et 1,33 pour un verre de transmittance sur le spectre solaire de 93% le module cristallin de ces 60 cellules solaires de 18,6% aura un rendement de 15,85% soit 2,75% et son comportement en température sera très affecté par l’encapsulationThis technique is used unilaterally but has drawbacks: the encapsulating material EVA has a viscosity of great variability as a function of the temperature which induces a mechanical pressure on the entire device of the interconnected solar cells the encapsulating material EVA containing 1% of water releases acetic acid and hydrogen peroxide permanently trapped in the photovoltaic module causing corrosions, chemical reactions with the surfaces of solar cells, chemical reactions with the inner surface of the glass and creates the corrosion of the glass by the formation of halides which are traps of electrons but also with the polymer used in electrical protection of the module the EVA material having a refractive index real part varying between 1.49 and 1.47 on the strip of solar radiation, which corresponds to a spectral response close to the white glass used, To know that the glass has a particular treatment the EVA material being crosslinked on the surface of the glass, it is very difficult to separate by some techniques that it is the EVA film of the glass and the recycling of the glass comprising the EVA makes the materials constituting the too polluted glass and therefore make the recycling of non-functional module the encapsulation of 60 solar cells on monocrystalline wafer silicon of square-shaped format of 156mm side obtained by Czochralski growth method, "CZ" homojunction cell and homogeneous transmitter of 18.6% yield results in the following losses: from a ribbon interconnecting in series cells 2mm wide by 0.2mm thick and interconnecting the rows of heat-sealed cells with a ribbon of 5 by 0, 3mm, the electrical losses are 2.5% the optical losses are 1% for a glass with a porous silica layer of refractive index varying between 1.23 and 1.33 for a glass of transmittance on the solar spectrum of 93% the crystalline modulus of these 60 solar cells of 18.6% will have a yield of 15,85% or 2,75% and its behavior in temperature will be very affected by encapsulation

la cellule solaire de 18,6% sur silicium CZ d’orientation « 1-0-0 » à émetteur homogène aura un coefficient de variation de sa puissance par rapport à la température d’un facteur négatif de 0,45%/°Kelvin et le module cristallin utilisant LEVA entre autre aura un coefficient de variation de sa puissance d’un facteur négatif de 0,51%/°K la combinaison des matériaux verres à 93% de transmittance avec l’EVA et des cellules à émetteur homogène est compatible mais l’évolution technologique des cellules à homojonction vers des émetteurs sélectifs et des passivations arrières, la réponse spectrale des cellules évoluent grandement rendant la combinaison des matériaux d’un module impropre et non efficiente le module cristallin silicium se caractérise également par le comportement optique du silicium à savoir un fort coefficient d’absorption dans les ultra-violets « UV » et une quasi transparence aux infrarouges « IR » et le comportement en fonction de la température d’un module cristallin est intimement lié à la capacité de capter la bande solaire spectrale dont les longueurs d’onde de 250 à 1300nm représentant 80% du spectre L’effet bifacial inefficace : en effet un module photovoltaïque composée de cellules cristallines bifaciales et qui est transparent par l’utilisation d’un dioptre sortant transparent comme un verre, un polyacrylate ou un film de polyéthylène, la production de ce module bifacial restera sur l’absorption d’une bande spectrale du rayonnement solaire convertissable selon le type de silicium cristallin et de jonction PN avec la seule face avant sous irradiation directe et la face arrière en irradiation indirecte ne sera pas sollicitée. Pourtant cette face arrière produit pour une technologie de PERT (Passivated Emitted Rear Technology ) ou de cellules HJT (hétéro-jonction) ou à effet tunnel 80 à 90% de la face avant : c’est donc une source réelle de génération de coûtant photovoltaïque dont la tension est identique à la face avant mais dont le courant est moins élevé mais qui va s’ajouter au courant de la face avant, d’où une mise en œuvre qui doit être scrupuleusement évaluée.the 18.6% solar cell on homogeneous emitter "1-0-0" CZ silicon will have a coefficient of variation of its power relative to the temperature of a negative factor of 0.45% / ° Kelvin and the crystalline module using LEVA among others will have a coefficient of variation of its power of a negative factor of 0.51% / ° K the combination of glass materials with 93% transmittance with EVA and cells with homogeneous emitter compatible but the technological evolution of homojunction cells to selective emitters and back passivations, the spectral response of cells evolve greatly making the combination of materials of a module unsuitable and inefficient the crystalline silicon module is also characterized by the optical behavior of silicon, namely a high absorption coefficient in ultraviolet "UV" and near-infrared transparency "IR" and the behavior as a function of the temperature of a crystal module is intimately linked to the ability to capture the spectral solar band whose wavelengths from 250 to 1300nm representing 80% of the spectrum The inefficient bifacial effect: indeed a photovoltaic module composed of bifacial crystalline cells and which is transparent by the use of a transparent outgoing diopter such as a glass, a polyacrylate or a polyethylene film, the production of this bifacial module will remain on the absorption of a spectral band of solar radiation convertible according to the type of crystalline silicon and PN junction with the single front face under direct irradiation and the back side in indirect irradiation will not be solicited. However, this backside produces for a technology of PERT (Passivated Emitted Rear Technology) or cells HJT (heterojunction) or tunnel effect 80 to 90% of the front panel: it is therefore a real source of photovoltaic cost generation whose voltage is identical to the front but whose current is lower but which will be added to the current of the front panel, hence an implementation that must be scrupulously evaluated.

La production de la face arrière dépend de :The production of the back side depends on:

Albédoalbedo

Piégeage du spectre incident L’Albédo est la capacité d’un matériau à réfléchir un rayon lumineux dont peu de matériaux à fort Albédo de 0,9 à 0,99 peuvent être intégrés à un module photovoltaïque bifacialTrapping the incident spectrum Albedo is the ability of a material to reflect a light ray of which few materials with high Albedo from 0.9 to 0.99 can be integrated into a bifacial photovoltaic module

Le piégeage du spectre incident doit être conçu afin d’éviter les effets d’ombrage déporté des structures supportant les modules photovoltaïque mais doit être positionné de telle façon que le point focal coïncide avec le plan de face arrière des cellules solaires.The trapping of the incident spectrum must be designed to avoid the effects of remote shading of the structures supporting the photovoltaic modules but must be positioned in such a way that the focal point coincides with the rear plane of the solar cells.

Un module photovoltaïque bifacial posé sur une toiture de peinture blanche d’un albédo de 0,75 et dont la matrice de cellules solaires aura un espace de 3mm entre les strings (rangées de cellules solaires) ne permettra de générer au mieux 10% de production et va générer un échauffement des cellules d’une part par une forte réflexion des IR (Infra-Rouge) et d’autre part une hausse brutale du courant.A bifacial photovoltaic module placed on a roof of white paint of an albedo of 0.75 and whose matrix of solar cells will have a gap of 3mm between the strings (rows of solar cells) will not generate at best 10% of production and will generate a heating of the cells on the one hand by a strong reflection of IR (Infra-Red) and on the other hand a sharp rise in the current.

La présente invention décrit un dispositif optique permettant de filtrer le spectre lumineux par trois composants pour apporter à la jonction de cellule solaire les photons aux longueurs d’onde absorbées et transmettre les longueurs d’onde utiles à des applications sous le panneau photovoltaïque et réfléchir les longueurs d’onde qui ne sont pas utiles à la production photovoltaïque. Ce dispositif est indépendant du module photovoltaïque et s’applique pour les modules photovoltaïques transparent et les modules photovoltaïques bifacials.The present invention discloses an optical device for filtering the light spectrum by three components to provide the solar cell junction with photons at absorbed wavelengths and to transmit useful wavelengths for applications under the photovoltaic panel and to reflect the wavelengths that are not useful for photovoltaic production. This device is independent of the photovoltaic module and is applicable for transparent photovoltaic modules and bifacial photovoltaic modules.

La présente invention concerne la conception et l’élaboration d’un dispositif rapporté au dos d’un module photovoltaïque bifacial cadré prédéfini par les caractéristiques de la matrice de cellules solaires afin que le dispositif optique rapporté puisse piéger la lumière indépendamment de l’Albédo du matériau de support au module qui est une toiture ou un sol selon son application et que l’Albédo de ce dispositif optique rapporté sera au minimum de 0,93 par une réflexion sélective des longueurs d’onde du spectre solaire incident afin de ne pas générer d’IR au-delà de 1200nm pour échauffer les cellules d’une part et que la structure de piégeage sera efficace pour des angles d’incidence faible afin de mieux répartir durant une période d’irradiation solaire la hausse de courant généré par la face artiète. L’objectif de la présente invention est de lisser la hausse de courant de la face amère d’un module photovoltaïque bifacial et de fixer les paramètres du module photovoltaïque bifacial pour générer une production complémentaire de 35% indépendamment de toute référence d’Albédo des matériaux environnants le module photovoltaïque.The present invention relates to the design and development of a device attached to the back of a structured bifacial photovoltaic module predefined by the characteristics of the solar cell array so that the reported optical device can trap light independently of the Albedo of the support material to the module which is a roof or a ground according to its application and that the Albedo of this reported optical device will be at least 0.93 by a selective reflection of the wavelengths of the incident solar spectrum so as not to generate IR above 1200nm to heat the cells on the one hand and the trapping structure will be effective for low incidence angles to better distribute during a period of solar irradiation the rise in current generated by the face artiète. The objective of the present invention is to smooth the current rise of the bitter face of a bifacial photovoltaic module and to set the parameters of the bifacial photovoltaic module to generate an additional production of 35% independently of any Albedo material reference. surrounding the photovoltaic module.

Description du Dispositif optique rapporté sur module pbotovoMque à miroir convexe centré et concert ^métriqueDescription of the Optical device attached to a convex convex mirror centered and metric concerto module

Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe centré et concave symétrique caractérisé selon la figure 1 ce qu’il comporte :An optical device attached to a photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical, characterized according to FIG. 1 which comprises:

Des rangées de cellules solaires bifaciales cristallines (1) ayant une surface frontale (lf) et une surface arrière (lr) de ratio de conversion photovoltaïque minimum de 80% et interconnectées pour former une matrice (2) d’une surface (2s) et de face (lf) encapsulée entre un dioptre entrant (4) par un matériau encapsulant (5) et la face (lr) encapsulée avec un dioptre sortant (7) par un matériau encapsulant (6) et dont la distance (e) séparant deux rangées est égale ou inférieure au segment d’une cellule solaire (1)Rows of crystalline bifacial solar cells (1) having a front surface (lf) and a rear surface (1r) of a minimum photovoltaic conversion ratio of 80% and interconnected to form a matrix (2) of a surface (2s) and face (lf) encapsulated between an incoming diopter (4) by an encapsulating material (5) and the face (lr) encapsulated with an outgoing diopter (7) by an encapsulating material (6) and whose distance (e) separating two rows is equal to or less than the segment of a solar cell (1)

La surface prise dans le plan de la matrice (2) forme une aire (2s)The surface taken in the plane of the matrix (2) forms an area (2s)

Une aire de transmission lumineuse (6S) constituée de l’intervalle (e) par une rangée de cellules solaires (1)A light transmission area (6S) consisting of the interval (e) by a row of solar cells (1)

Le laminé d’une épaisseur (8e) formé par l’encapsulation de la matrice de cellules (2) entre les dioptres (4) et (7) est encadré par un cadre (8) d’aluminium anodisé dont la paroi (8p) est la profondeur du cadre métallique de fixation et un pas de retour (8r) servant de support de fixation Un dispositif optique (9) rapporté et fixé sur le pas de retour (8r) du cadre d’un module photovoltaïque bifacial et parallèle en tout point du dioptre sortant (7) en étant éloigné d’une distance H pour réfléchir les rayons lumineux vers la face arrière (1 r) des cellules solaires par divergence des rayons diffractés du miroir convexe et par convergence des rayons diffractés du miroir concave Les formes convexe et concave du dispositif optique sont symétriques et l’axe médian de la forme convexe est positionné exactement en superposition de l’axe médian en deux rangées de cellules solairesThe laminate of a thickness (8e) formed by the encapsulation of the matrix of cells (2) between the diopters (4) and (7) is framed by a frame (8) of anodized aluminum whose wall (8p) is the depth of the metal fixing frame and a return pitch (8r) serving as a fixing support An optical device (9) attached and fixed on the return pitch (8r) of the frame of a bifacial and parallel photovoltaic module in all point of the outgoing diopter (7) being away from a distance H to reflect the light rays towards the rear face (1 r) of the solar cells by divergence of the diffracted radii of the convex mirror and by convergence of the diffracted rays of the concave mirror. convex and concave optical device are symmetrical and the median axis of the convex shape is positioned exactly in superposition of the median axis in two rows of solar cells

La surface du dispositif optique (9) dans le plan parallèle au dioptre (7) est égale à la surface de la matrice de cellules solaires bifadales (2s)The surface of the optical device (9) in the plane parallel to the diopter (7) is equal to the surface of the matrix of bifadal solar cells (2s)

Le Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe et concave symétrique selon la figure n°l caractérisé en ce que l’espace libre de passage de lumière entrant et sortant à travers soit d’une largeur (e) entre deux rangées de cellules solaires (1) et de la longueur de la rangée de cellules solaires (1) pour former l’aire (6S).The optical device mounted on a photovoltaic module with convex and concave symmetrical mirror according to FIG. 1, characterized in that the free space for the passage of light entering and exiting through is of a width (e) between two rows of solar cells. (1) and the length of the row of solar cells (1) to form the area (6S).

Ce Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe et concave symétrique selon la figure 1 caractérisé en ce que la face supérieure de la matrice (2) de cellules solaires soit encapsulée avec la surface (4’) du dioptre entrant (4) par un matériau encapsulant (5) choisi parmi les silicones, les acryliques, les thermoplastiques et que la surface (4") soit d’un indice de réfraction inférieur de 10% à l’indice de réfraction du dioptre entrant (4).This optical device mounted on a photovoltaic module with a convex and concave symmetrical mirror according to FIG. 1 characterized in that the upper face of the matrix (2) of solar cells is encapsulated with the surface (4 ') of the incoming diopter (4) by a encapsulating material (5) selected from silicones, acrylics, thermoplastics and that the surface (4 ") has a refractive index 10% lower than the refractive index of the incoming diopter (4).

Ce dispositif est caractérisé en ce que l’aire (6S) se définit par les dimensions de l’intervalle (e) et de la longueur des rangées de cellules.This device is characterized in that the area (6S) is defined by the dimensions of the interval (e) and the length of the rows of cells.

Le Dispositif optique rapporté sur module photovoltaïque à miroir convexe et concave symétrique selon la figure n°3 caractérisé en ce que le dispositif optique (9) comporte :The optical device attached to a symmetrical convex and concave mirror photovoltaic module according to FIG. 3, characterized in that the optical device (9) comprises:

Un matériaux (11) choisi parmi les matériaux acryliques, polyéthylène, les polycarbonatesA material (11) selected from acrylic materials, polyethylene, polycarbonates

La face supérieure a une interface (lli) ayant une texturation par des formes prismatiques ayant une base de losange avec des angles d’inclinaison de 60° ou une base de carré avec des angles de 45°The upper face has an interface (11i) having texturing by prismatic shapes having a diamond base with tilt angles of 60 ° or a square base with 45 ° angles

Le miroir de Bragg est une combinaison de couches (10a) et (10b) formant un nano-laminé dont chaque (10a) et (10b) varie en épaisseur comprise entre lOOAngstrôm et lOOOAngstrôm chacune la couche (10a) est la combinaison d’oxydes métalliques choisi parmi le dioxyde d’hafnium, le dioxyde de zirconium, le dioxyde de titane, le penta-oxyde de tantale, l’oxyde d’aluminium, les alliages d’oxyde d’hafnium zirconium, les alliages d’oxyde d’hafnium aluminium, d’oxyde de lanthanides, d’oxyde d’aluminium et silicate, le penta-oxyde de nobium la couche (10b) est la première et la dernière couche du nano-laminé d’un matériau choisi parmi l’aluminium, le nickel, l’argent, le chrome, la couche (10a) est la première et la dernière couche de ce nano-laminéThe Bragg mirror is a combination of layers (10a) and (10b) forming a nano-laminate each of which (10a) and (10b) varies in thickness between 100 Angstrom and 1000 Angstrom each layer (10a) is the combination of oxides metal selected from hafnium dioxide, zirconium dioxide, titanium dioxide, tantalum penta-oxide, aluminum oxide, hafnium zirconium oxide alloys, aluminum oxide alloys, aluminum hafnium, lanthanide oxide, aluminum oxide and silicate, nobium penta-oxide the layer (10b) is the first and last layer of the nano-laminate of a material selected from aluminum, nickel, silver, chromium, the layer (10a) is the first and last layer of this nano-laminate

Le Dispositif optique (9) rapporté sur module photovoltaïque a une forme convexe et concave symétrique et dont le diamètre (Γ) de la forme convexe soit au plus égale à « 3*e » soit trois fois l’intervalle entre rangées de cellules solaires et dont la profondeur (h’) doit être supérieure ou égale à (e) pour former un miroir paraboloïde hyperbolique convexe.The optical device (9) attached to a photovoltaic module has a convex and concave symmetrical shape and whose diameter (Γ) of the convex shape is at most equal to "3 * e", ie three times the interval between rows of solar cells and whose depth (h ') must be greater than or equal to (e) to form a convex hyperbolic paraboloidal mirror.

Le dispositif optique (9) caractérisé en ce que la forme concave dont le diamètre (T) de la forme concave et de profondeur (h^ pour former un miroir paraboloïde hyperbolique concave. L’axe médian de la forme convexe du dispositif optique (9) doit être à positionnée exactement et confondue avec l’axe médian entre deux rangées de cellules solaires (1).The optical device (9) characterized in that the concave shape of which the diameter (T) of the concave shape and depth (h ^ to form a concave hyperbolic paraboloid mirror.The median axis of the convex shape of the optical device (9 ) must be positioned exactly and coincident with the center line between two rows of solar cells (1).

Le dispositif optique (9) a une surface texturée selon la figure n°2 caractérisée en ce que la base de la texturation soit de forme pyramidale de section (10’) et (10”) et de hauteur (10’”) et que la base pyramidale peut être de section égale ou non égale pour former un losange en sa base.The optical device (9) has a textured surface according to FIG. 2 characterized in that the base of the texturing is of pyramidal section (10 ') and (10 ") and height (10'") and that the pyramidal base may be of equal or non-equal section to form a rhombus at its base.

Les prismes formés par les pyramides ont des axes de plan de rotation de 15 degré de telle sorte que la réflexion des interférences du dichroïsme résultant sera réfléchi équitablement sur un tiers de la surface (lr) de cellule solaire.The prisms formed by the pyramids have rotational plane axes of 15 degrees so that the reflection of the resulting dichroism interferences will be reflected equitably over a third of the solar cell surface (1r).

La distance de positionnement du dispositif optique (9) se définit par : H = (8p) — (8e) — (h’)The positioning distance of the optical device (9) is defined by: H = (8p) - (8e) - (h ')

Un exemple de construction d’un tel dispositif photovoltaïque se compose de : - une matrice de cellules solaires bifadales à passivation arrière de l’emetteur formée sur silicium monocristallin dopé au Phosphore dont les dimensions du substrat pseudo-carrés sont 156,75x156,75mm pour un layon de lingot de 205mm : la cellule solaire a une efficacité de conversion de 20,8% minimum pour une puissance maximale de 5,06Watt, interconnectée par un ruban enrobé colle conductrice d’une résine de silicone et de cuivre et nano-fils de cuivre sans plomb : la matrice (2) est constituée de 6 rangées de 10 cellules solaires la matrice est organisée pour avoir 18mm d’espace (e) entre les rangées de cellules connectées en série - dioptre entrant (4) est un verre solaire imprimé trempé thermiquement de silicate à transmission de 96% sur le spetre solaire 1.5AM d’épaisseur de 2mm avec un anti-reflet en interface supérieure et en interface inférieure - la matrice (2) formée est encapsulée par sa face avant soumis en radiation solaire directe par un encapsulant (5) de silicone liquide transparent aux UV laminé par une lamination liquide - un cadre aluminium anodisé d’épaisseur (8p) de 40mm et de pas de retour de 30mm - le dispositif optique (9) est en polycarbonate dont l’onde de formation de la forme convexe a un hauteur (h”) de 18mm et de largeur (h*) 54mm et la forme concave a une hauteur (h’) de 18mm et une largeur (1”) de 54mm - le dioptre sortant (7) est un verre solaire imprimé d’épaisseur de 2mm de silicate à trempe de durcissement. - le miroir de Bragg variable composé d’aluminium (10b) en combinaison avec un alliage combiné d’oxyde d’aluminium A1203 et d’oxyde hafnium silicate.An example of a construction of such a photovoltaic device consists of: a matrix of bifadal solar cells with passive passivation of the emitter formed on Phosphorus-doped monocrystalline silicon whose dimensions of the pseudo-square substrate are 156.75 × 156.75 mm for a 205mm ingon strip: the solar cell has a conversion efficiency of 20.8% minimum for a maximum power of 5.06Watt, interconnected by a coated tape conductive glue of a silicone resin and copper and nano-wires lead-free copper: the matrix (2) consists of 6 rows of 10 solar cells the matrix is organized to have 18mm of space (e) between rows of cells connected in series - incoming diopter (4) is a solar glass 96% Heat-Treated Silicone Printed Film on 1.5mm Thickness 1.5AM solar spherre with superior interface and lower interface anti-glare - formed die (2) is encapsulated by its front side subjected to direct solar radiation by an encapsulant (5) of UV-transparent liquid silicone laminated by a liquid lamination - an anodized aluminum frame of thickness (8p) of 40mm and no return of 30mm - the optical device (9) is made of polycarbonate whose forming wave of the convex shape has a height (h ") of 18mm and width (h *) 54mm and the concave shape has a height (h ') of 18mm and a width (1 ") of 54mm - the outgoing diopter (7) is a printed 2mm thick solar glass of hardening quenching silicate. - The variable Bragg mirror composed of aluminum (10b) in combination with a combined alloy of aluminum oxide A1203 and hafnium silicate oxide.

Claims

CLAIMS 1 - Optical device attached to photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical characterized what it comprises: The rows of crystalline bifadal solar cells (1) having a front surface (lf) and a rear surface (lr) of ratio of photovoltaic conversion of 80% minimum and interconnected to form a matrix (2) of a surface (2s) and face (lf) encapsulated between an incoming diopter (4) by encapsulating material (5) and the encapsulated face (1r) with an outgoing diopter (7) by an encapsulating material (6) and whose distance (e) separating two rows is equal to or smaller than the segment of a solar cell (1) The surface taken in the plane of the matrix (2) forms an area (2s) A light transmission area (6S) consisting of the interval (e) by a row of solar cells (1) The laminate of a thickness (8e) formed by the encapsulation of the cell matrix (2) between the diopters (4) e t (7) is framed by a frame (8) of anodized aluminum whose wall (8p) is the depth of the metal fixing frame and a return pitch (8r) serving as a mounting bracket An optical device (9) reported and fixed on the return pitch (8r) of the frame of a bifacial and parallel photovoltaic module at any point of the outgoing diopter (7) while being distant a distance H for reflecting the light rays towards the rear face (lr) of the solar cells by divergence of the diffracted radii of the convex mirror and by convergence of the diffracted radii of the concave mirror The convex and concave shapes of the optical device are symmetrical and the median axis of the convex shape is positioned exactly in superposition of the median axis in two rows of solar cells The surface of the optical device (9) in the plane parallel to the diopter (7) is equal to the surface of the matrix of bifadal solar cells (2s)

2 - An optical device attached to a photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical according to the preceding claim characterized in that the free passage of light entering and exiting through is of a width (e) between two rows of solar cells (1) and the length of the row of solar cells (1) to form the area (6S).

3 - An optical device attached to a photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical according to claim 1, characterized in that the optical device (9) comprises: A material (11) chosen from acrylic materials, polyethylene, polycarbonates The face superior to an interface (11i) having texturing by prismatic shapes having a diamond base with tilt angles of 60 ° or a square base with angles of 45 ° The Bragg mirror is a combination of layers (10a ) and (10b) forming a nano-laminate each of which (10a) and (10b) varies in thickness between 100 Angstrom and 1000 Angstrom each layer (10a) is the combination of metal oxides selected from hafnium dioxide, dioxide of zirconium, titanium dioxide, tantalum penta-oxide, aluminum oxide, hafnium zirconium oxide alloys, aluminum hafnium oxide, lanthanide oxide, aluminum oxide and silicate, nobium penta-oxide, the layer (10b) is the first and last layer of the nano-laminate of a material selected from aluminum, nickel, silver, chromium, layer (10a) is the first and the last layer of this nano-laminate 4 - Optical device attached to symmetrical centered and concave convex mirror photovoltaic module according to claims 1 and 3 characterized in that the convex shape has a diameter (F ) not more than "3 * e" or three times the interval between rows of solar cells and whose depth (h ") must be greater than or equal to (e) to form a convex hyperbolic paraboloidal mirror.

5 - An optical device attached to photovoltaic module convex mirror centered and concave symmetrical according to claims 1 and 3 characterized in that the concave shape whose concave diameter (F) is at most equal to "3 * e" three times the interval between rows of solar cells and whose depth (h *) must be greater than or equal to (e) to form a concave hyperbolic paraboloidal mirror. 6 - An optical device attached to a photovoltaic module with convex mirror centered and concave symmetrical according to claim n3 characterized in that the base of the texturing (10i) is of pyramidal section (10 ') and (10 ") and height ( 10 '") and that the pyramidal base may be of equal or unequal cross-section to form a rhombus at its base.