FR3090204A1 - Laminate of moisture-resistant photovoltaic cells and method of manufacturing such a laminate - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un laminât (1) de cellules photovoltaïques (3) présentant deux extrémités latérales (5a) et deux extrémités longitudinales, ledit laminât (1) comportant :-au moins une couche de cellules photovoltaïques (3) connectées entre elles,-une couche de fibres de verre, et-une couche frontale (13) et une couche arrière (15) d’encapsulation prenant en sandwich l’ensemble composé de la couche de cellules photovoltaïques (3) et de la couche de fibres de verre,les couches frontale (13) et arrière (15) d’encapsulation présentent une longueur et une largeur supérieures aux longueur et largeur de la couche de fibres de verre, et les couches frontale (13) et arrière (15) d’encapsulation sont directement en contact l’une de l’autre au niveau des extrémités latérales (5a) et longitudinales du laminât (1). La présente invention présente également un procédé de fabrication d’un tel laminât (1). Figure d’abrégé : Figure 2BThe present invention relates to a laminate (1) of photovoltaic cells (3) having two lateral ends (5a) and two longitudinal ends, said laminate (1) comprising:-at least one layer of photovoltaic cells (3) interconnected ,-a layer of glass fibers, and-a front layer (13) and a rear encapsulation layer (15) sandwiching the assembly consisting of the layer of photovoltaic cells (3) and the layer of fiberglass glass, the front (13) and back (15) encapsulation layers have a length and a width greater than the length and width of the glass fiber layer, and the front (13) and back (15) encapsulation layers are directly in contact with each other at the lateral (5a) and longitudinal ends of the laminate (1). The present invention also presents a method of manufacturing such a laminate (1). Abstract Figure: Figure 2B
Description
DescriptionDescription
Titre de l'invention : Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l’humidité et procédé de fabrication d’un tel laminâtTitle of the invention: Laminate of moisture-resistant photovoltaic cells and process for manufacturing such a laminate
[0001] La présente invention concerne le domaine des modules photo voltaïques. Plus particulièrement, la présente invention concerne des modules photovoltaïques laminés, également appelés laminâts photovoltaïques, et la fabrication de tels modules photovoltaïques laminés.The present invention relates to the field of photo voltaic modules. More particularly, the present invention relates to laminated photovoltaic modules, also called photovoltaic laminates, and the manufacture of such laminated photovoltaic modules.
[0002] Du fait de la réduction du stock des énergies fossiles et de l’augmentation de la pollution générée par la consommation de ces énergies fossiles, on se tourne de plus en plus vers des ressources d’énergies renouvelables et la consommation d’énergie dans une logique de développement durable. Cette tendance conduit naturellement à privilégier les énergies renouvelables telles que l’énergie solaire. Il est désormais classique d’installer des panneaux photovoltaïques notamment sur les toitures des entreprises, des bâtiments publics, ou simplement sur les toits des habitations particulières pour fournir de l’énergie aux équipements de l’habitation en question ou au réseau publique.Due to the reduction in the stock of fossil fuels and the increase in pollution generated by the consumption of these fossil fuels, we are turning more and more towards renewable energy resources and energy consumption in a logic of sustainable development. This trend naturally leads to favoring renewable energies such as solar energy. It is now conventional to install photovoltaic panels, in particular on the roofs of companies, public buildings, or simply on the roofs of private homes to supply energy to the equipment of the dwelling in question or to the public network.
[0003] La composition des modules photovoltaïques doit être suffisamment fine pour limiter leur poids et leur encombrement, ce qui permet par exemple de les embarquer sur un véhicule, d’être intégrés à la structure d’un véhicule, ou d’être intégrés à des structures légères de bâtiments comme des hangars ou autres bâtiments industriels. De façon à s’adapter à des endroits très divers et de fonctionner tout en étant soumis à des agressions climatiques, des vibrations et des contraintes mécaniques en général sur de longues périodes, souvent plus de vingt ans, les modules doivent posséder ainsi une structure suffisamment résistante tout en étant légère. Pour résoudre ces contraintes, il est connu d’encapsuler des cellules photo voltaïques dans des couches d’encapsulation comportant une résine polymérisable afin d’assurer la liaison entre les différentes couches composant le module photovoltaïque sans l’habituelle plaque de verre pour les modules standards qui alourdit le module photovoltaïque. Comme cela, les cellules photo voltaïques sont protégées tant d’un point de vue mécanique que des conditions extérieures, de l’air, en particulier de l’eau.The composition of the photovoltaic modules must be sufficiently fine to limit their weight and their size, which makes it possible for example to board them on a vehicle, to be integrated into the structure of a vehicle, or to be integrated into light structures of buildings such as hangars or other industrial buildings. In order to adapt to very diverse places and to function while being subjected to climatic aggressions, vibrations and mechanical stresses in general over long periods, often more than twenty years, the modules must thus have a sufficiently structured resistant while being light. To resolve these constraints, it is known to encapsulate photovoltaic cells in encapsulation layers comprising a polymerizable resin in order to ensure the connection between the various layers composing the photovoltaic module without the usual glass plate for standard modules. which weighs down the photovoltaic module. Like this, photo voltaic cells are protected both from a mechanical point of view and from external conditions, from air, in particular from water.
[0004] Il a été constaté que les laminâts photovoltaïques peuvent se délaminer dans le temps. La délamination correspond à un phénomène de décollement des différentes couches formant ce laminât photovoltaïque. Un tel phénomène endommage les cellules photovoltaïques contenues dans ce laminât car ces dernières ne sont plus protégées des agressions extérieures, comme par exemple celle de l’humidité ou encore des impacts. Ainsi, les phénomènes de délamination nuisent à la durée de vie des laminâts photo voltaïques et également aux rendements de conversion de ces derniers. Dans le cas de laminât à base de fibres de verre, les fibres peuvent être des canaux pour drainer l’humidité du bord du laminât à l’intérieur de celui-ci et provoquer sa dégradation.It has been found that the photovoltaic laminates can delaminate over time. Delamination corresponds to a phenomenon of separation of the different layers forming this photovoltaic laminate. Such a phenomenon damages the photovoltaic cells contained in this laminate because the latter are no longer protected from external aggressions, such as that of humidity or even impacts. Thus, delamination phenomena adversely affect the life of the photo voltaic laminates and also the conversion yields of the latter. In the case of laminate based on glass fibers, the fibers can be channels for draining moisture from the edge of the laminate inside thereof and causing its degradation.
[0005] Afin de prévenir ces phénomènes de délamination, on connaît de l’art antérieur l’utilisation de vernis présentant par exemple des propriétés hydrofuges afin de prévenir l’entrée d’humidité à l’intérieur de ce laminât photovoltaïque, et notamment au niveau des extrémités longitudinales et latérales de ce laminât. La disposition de ces vernis sur les laminâts photovoltaïques nécessite une étape supplémentaire dans les procédés de fabrication de ces derniers et également l’utilisation de produit additionnels. Ainsi, l’emploi de tels vernis, afin de prévenir l’entrée d’humidité dans ces laminâts photo voltaïques, peut donc s’avérer chronophage et coûteuse et un défaut de qualité la source de la ruine du laminât.To prevent these delamination phenomena, it is known from the prior art the use of varnish having for example water-repellent properties in order to prevent the entry of moisture inside this photovoltaic laminate, and in particular at level of the longitudinal and lateral ends of this laminate. The provision of these varnishes on the photovoltaic laminates requires an additional step in the manufacturing processes of the latter and also the use of additional products. Thus, the use of such varnishes, in order to prevent the entry of moisture into these photo voltaic laminates, can therefore prove to be time-consuming and expensive and a quality defect the source of the ruin of the laminate.
[0006] La présente invention a pour objectif de pallier, au moins partiellement, aux inconvénients de l’état de l’art énoncés précédemment en proposant un laminât photovoltaïque présentant une résistance à l’humidité sans nécessiter de couche additionnelle de vernis ou de protection latérale.The present invention aims to overcome, at least partially, the drawbacks of the state of the art set out above by proposing a photovoltaic laminate having resistance to humidity without requiring an additional layer of varnish or protection lateral.
[0007] Un autre objectif de la présente invention, différent de l’objectif précédent, est de proposer un laminât photovoltaïque résistant à l’humidité et dont le coût est limité.Another objective of the present invention, different from the previous objective, is to propose a photovoltaic laminate resistant to humidity and the cost of which is limited.
[0008] Un autre objectif de la présente invention, différent des objectifs précédents, est de proposer un procédé de fabrication d’un laminât photo voltaïque résistant à l’humidité dont le nombre d’étapes est limité.Another objective of the present invention, different from the previous objectives, is to provide a method for manufacturing a moisture-resistant photo voltaic laminate the number of steps of which is limited.
[0009] Afin d’atteindre, au moins partiellement, au moins un des objectifs précités, la présente invention a pour objet un laminât de cellules photovoltaïques présentant deux extrémités latérales et deux extrémités longitudinales, ledit laminât comportant :In order to achieve, at least partially, at least one of the aforementioned objectives, the present invention relates to a laminate of photovoltaic cells having two lateral ends and two longitudinal ends, said laminate comprising:
- au moins une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles,- at least one layer of photovoltaic cells connected together,
- une couche de fibres de verre disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques, eta layer of glass fibers placed in contact with the layer of photovoltaic cells, and
- une couche frontale et une couche arrière d’encapsulation prenant en sandwich l’ensemble composé par la couche de cellules photo voltaïques et la couche de fibres de verre, les couches frontale et arrière d’encapsulation présentant une longueur et une largeur supérieures aux longueur et largeur de la couche de fibres de verre, et les couches frontale et arrière d’encapsulation étant directement en contact l’une de l’autre au niveau des extrémités latérales et longitudinales du laminât.- a front layer and a rear encapsulation layer sandwiching the assembly made up of the photo voltaic cell layer and the glass fiber layer, the front and rear encapsulation layers having a length and a width greater than the length and width of the layer of glass fibers, and the front and rear encapsulation layers being directly in contact with each other at the lateral and longitudinal ends of the laminate.
[0010] Les couches frontale et arrière d’encapsulation permettent de protéger le laminât contre les agressions extérieures et notamment contre l’humidité. Ainsi, une telle disposition des couches frontale et arrière d’encapsulation, directement au contact l’une de l’autre, au niveau des extrémités longitudinales et latérales du laminât permet de créer une barrière à l’humidité et prévient l’entrée d’eau entre les différentes couches de ce laminât, et plus particulièrement au niveau de l’au moins une couche de fibres de verre, ce qui permet notamment de prévenir les phénomènes de délamination liés à l’entrée d’humidité dans le laminât.The front and rear encapsulation layers make it possible to protect the laminate against external aggressions and in particular against humidity. Thus, such an arrangement of the front and rear encapsulation layers, directly in contact with one another, at the longitudinal and lateral ends of the laminate makes it possible to create a moisture barrier and prevents the entry of water between the different layers of this laminate, and more particularly at the level of at least one layer of glass fibers, which in particular makes it possible to prevent delamination phenomena linked to the entry of moisture into the laminate.
[0011] D’autre part, une telle disposition des couches frontale et arrière d’encapsulation, directement au contact l’une de l’autre, au niveau des extrémités longitudinales et latérales du laminât permet d’éviter ou de réduire le finage de la résine d’encapsulation autour du laminat pendant le processus de lamination.On the other hand, such an arrangement of the front and rear encapsulation layers, directly in contact with each other, at the longitudinal and lateral ends of the laminate makes it possible to avoid or reduce the finishing of the encapsulation resin around the laminate during the lamination process.
[0012] D’autre part, une telle disposition des couches frontale et arrière d’encapsulation permet de faciliter la découpe des laminâts car cette découpe est réalisée au niveau des extrémités latérales et longitudinales des laminâts. Ainsi, l’outil de découpe coupe uniquement les couches d’encapsulation et n’a plus à couper de fibres de verre, ce qui permet notamment de limiter son usure et donc d’améliorer sa durée de vie.On the other hand, such an arrangement of the front and rear encapsulation layers makes it easier to cut the laminates because this cutting is carried out at the lateral and longitudinal ends of the laminates. Thus, the cutting tool only cuts the encapsulation layers and no longer has to cut glass fibers, which in particular makes it possible to limit its wear and therefore improve its lifespan.
[0013] Le laminât selon la présente invention peut présenter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.The laminate according to the present invention may further have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
[0014] Selon un aspect, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent présenter une longueur et une largeur supérieures à celles de la couche de fibres de verre d’au moins deux fois une épaisseur du laminât.In one aspect, the front and rear encapsulation layers may have a length and a width greater than that of the glass fiber layer of at least twice the thickness of the laminate.
[0015] Selon un mode de réalisation particulier, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être disposées directement au contact l’une de l’autre sur une distance comprise entre 2 mm et 3 cm.According to a particular embodiment, the front and rear encapsulation layers can be arranged directly in contact with each other over a distance of between 2 mm and 3 cm.
[0016] Selon un autre mode de réalisation particulier, la couche de fibres de verre présente une extrémité dépassant d’une extrémité des cellules photo voltaïques extrémales d’une distance supérieure ou égale à deux fois une épaisseur du laminât.According to another particular embodiment, the layer of glass fibers has one end projecting from one end of the extreme photo voltaic cells by a distance greater than or equal to twice the thickness of the laminate.
[0017] Selon une alternative ou en complément, le laminât peut comporter deux couches de fibres de verre, une couche frontale et une couche arrière de fibres de verre, ladite couche arrière de fibres de verre présentant les mêmes dimensions que la couche frontale de fibres de verre et étant disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques de manière à ce que la couche de cellules photovoltaïques est prise en sandwich entre les couches frontale et arrière de fibres de verre.According to an alternative or in addition, the laminate may comprise two layers of glass fibers, a front layer and a rear layer of glass fibers, said rear layer of glass fibers having the same dimensions as the front layer of fibers. of glass and being arranged in contact with the layer of photovoltaic cells so that the layer of photovoltaic cells is sandwiched between the front and rear layers of glass fibers.
[0018] Les cellules photo voltaïques peuvent être des cellules à base de silicium.The photo voltaic cells can be silicon-based cells.
[0019] Les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être composées par une résine d’encapsulation.The front and rear encapsulation layers can be composed of an encapsulation resin.
[0020] Selon un mode de réalisation particulier, la résine d’encapsulation peut être choisie par les résines éthyl-vinylacétate (EVA), les résines époxy, ou encore les résines polyoléfines linéaires ou ramifiées.According to a particular embodiment, the encapsulation resin can be chosen by ethyl vinyl vinyl acetate resins (EVA), epoxy resins, or even linear or branched polyolefin resins.
[0021] Selon un aspect, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être composées de la même résine d’encapsulation.According to one aspect, the front and rear encapsulation layers can be composed of the same encapsulation resin.
[0022] De manière alternative, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être composées de résines d’encapsulation différentes.[0022] Alternatively, the front and rear encapsulation layers can be composed of different encapsulation resins.
[0023] En variante ou en complément, les fibres de verre des couches frontale et arrière de fibres de verre peuvent être pré-imprégnés avec une résine d’encapsulation.Alternatively or additionally, the glass fibers of the front and rear layers of glass fibers can be pre-impregnated with an encapsulating resin.
[0024] Selon un mode de réalisation particulier, le laminât peut comporter en outre une feuille avant, disposée au contact de la couche frontale d’encapsulation, ladite feuille avant formant une surface externe du laminât.According to a particular embodiment, the laminate may further comprise a front sheet, arranged in contact with the front encapsulation layer, said front sheet forming an external surface of the laminate.
[0025] La feuille avant peut présenter les mêmes dimensions que la couche frontale d’encapsulation.The front sheet can have the same dimensions as the front encapsulation layer.
[0026] En variante ou en complément, le laminât peut comporter en outre une feuille arrière, disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation, ladite feuille arrière formant une surface externe du laminât.As a variant or in addition, the laminate may further comprise a back sheet, arranged in contact with the rear encapsulation layer, said back sheet forming an external surface of the laminate.
[0027] La feuille arrière peut présenter les mêmes dimensions que la couche arrière d’encapsulation.The back sheet can have the same dimensions as the back encapsulation layer.
[0028] Selon un aspect, le laminât peut être flexible.In one aspect, the laminate can be flexible.
[0029] La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un laminât tel que défini précédemment. Le procédé de fabrication comporte les étapes suivantes : - préparation d’un empilement de couches, ledit empilement de couches comportant au moins :The present invention also relates to a process for manufacturing a laminate as defined above. The manufacturing process comprises the following stages: - preparation of a stack of layers, said stack of layers comprising at least:
H une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles,H a layer of photovoltaic cells connected together,
H une couche de fibres de verre,H a layer of glass fibers,
H une couche frontale et une couche arrière d’encapsulation comportant respectivement une première et une deuxième résines d’encapsulation, lesdites couches frontale et arrière d’encapsulation présentant une longueur et une largeur supérieures aux longueur et largeur de la couche de fibres de verre,H a front layer and a rear encapsulation layer respectively comprising a first and a second encapsulation resins, said front and rear encapsulation layers having a length and a width greater than the length and width of the layer of glass fibers,
- introduction de l’empilement de couches dans une chambre de lamination,- introduction of the stack of layers in a lamination chamber,
- tirage sous vide afin d’aspirer l’air à l’intérieur de la chambre de lamination et entre les différentes couches de l’empilement,- vacuum extraction in order to draw air inside the lamination chamber and between the different layers of the stack,
- compression de l’empilement de couches,- compression of the stack of layers,
- chauffage de la chambre de lamination à une température prédéterminée afin de permettre un déclenchement d’une réaction de polymérisation des première et deuxième résines d’encapsulation,- heating the lamination chamber to a predetermined temperature in order to trigger a polymerization reaction of the first and second encapsulation resins,
- ventilation de la chambre de lamination, et- ventilation of the lamination chamber, and
- extraction du laminât de la chambre de lamination.- extraction of the laminate from the lamination chamber.
[0030] Le procédé de fabrication peut comporter en outre une ou plusieurs des étapes suivantes prises seules ou en combinaison.The manufacturing process may further include one or more of the following steps taken alone or in combination.
[0031] Selon une alternative, l’empilement de couches lors de l’étape de préparation d’un empilement de couches peut comporter deux couches de fibres de verre, une couche frontale et une couche arrière de fibres de verre, disposées au contact de la couche de cellules photovoltaïques de manière à ce que cette couche de cellules photovoltaïques est prise en sandwich entre les couches frontale et arrière de fibres de verre dans l’empilement de couches.According to an alternative, the stack of layers during the step of preparing a stack of layers may comprise two layers of glass fibers, a front layer and a rear layer of glass fibers, arranged in contact with the layer of photovoltaic cells so that this layer of photovoltaic cells is sandwiched between the front and rear layers of glass fibers in the stack of layers.
[0032] Selon un aspect, le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de dépôt d’une feuille avant.In one aspect, the manufacturing process may further include a step of depositing a front sheet.
[0033] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de dépôt de la feuille avant peut être réalisée après l’étape d’extraction du laminât de la chambre de lamination.According to a particular embodiment, the step of depositing the front sheet can be carried out after the step of extracting the laminate from the lamination chamber.
[0034] Selon une alternative, l’étape de dépôt de la feuille avant peut être réalisée en même temps que l’étape de préparation de l’empilement de couches de manière à laminer la feuille avant avec l’empilement de couches.According to an alternative, the step of depositing the front sheet can be carried out at the same time as the step of preparing the stack of layers so as to laminate the front sheet with the stack of layers.
[0035] De manière alternative ou en complément, le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de dépôt d’une feuille arrière.Alternatively or in addition, the manufacturing process may also include a step of depositing a back sheet.
[0036] Selon un mode de réalisation particulier, l’étape de dépôt de la feuille arrière peut être réalisée après l’étape d’extraction du laminât de la chambre de lamination.According to a particular embodiment, the step of depositing the back sheet can be carried out after the step of extracting the laminate from the lamination chamber.
[0037] Selon une alternative, l’étape de dépôt de la feuille arrière peut être réalisée en même temps que l’étape de préparation de l’empilement de couches de manière à laminer la feuille arrière avec l’empilement de couches.According to an alternative, the step of depositing the back sheet can be carried out at the same time as the step of preparing the stack of layers so as to laminate the back sheet with the stack of layers.
[0038] Le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de découpe, ladite découpe étant réalisée au niveau des extrémités latérales et longitudinales du laminât présentant les couches frontale et arrière d’encapsulation disposées directement au contact l’une de l’autre, ladite étape de découpe étant réalisée postérieurement à l’étape d’extraction.The manufacturing process may further include a cutting step, said cutting being carried out at the lateral and longitudinal ends of the laminate having the front and rear encapsulation layers disposed directly in contact with one another, said cutting step being carried out after the extraction step.
[0039] Selon un aspect, l’étape de découpe peut être postérieure à l’étape de dépôt de la feuille avant.According to one aspect, the cutting step can be subsequent to the step of depositing the front sheet.
[0040] De manière alternative ou en complément, l’étape de découpe peut être postérieure à l’étape de dépôt de la feuille arrière.Alternatively or in addition, the cutting step may be subsequent to the step of depositing the back sheet.
[0041] D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following description, given by way of illustration and not limitation, and of the appended drawings in which:
[0042] [fig.l][Fig.l]
La figure 1 est une représentation schématique en perspective de dessus d’un laminât de cellules photo voltaïques selon l’invention.Figure 1 is a schematic perspective view from above of a laminate of photo voltaic cells according to the invention.
[0043] [fig.2A][Fig.2A]
La figure 2A est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1, selon un premier mode de réalisation particulier.FIG. 2A is a diagrammatic representation in cross section of the laminate of FIG. 1, according to a first particular embodiment.
[0044] [fig.2B][Fig.2B]
La figure 2B est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon une alternative du premier mode de réalisation particulier.FIG. 2B is a schematic representation in cross section of the laminate of FIG. 1 according to an alternative of the first particular embodiment.
[0045] [fig.3][Fig.3]
La figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation particulier.Figure 3 is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1 according to a second particular embodiment.
[0046] [fig.4][Fig.4]
La figure 4 est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon un troisième mode de réalisation particulier.Figure 4 is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1 according to a third particular embodiment.
[0047] [fig.5][Fig.5]
La figure 5 est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon un quatrième mode de réalisation particulier.Figure 5 is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1 according to a fourth particular embodiment.
[0048] [fig.6][Fig.6]
La figure 6 est une représentation schématique d’un organigramme illustrant différentes étapes d’un procédé de fabrication du laminât de la figure 1.FIG. 6 is a schematic representation of a flow diagram illustrating different stages of a process for manufacturing the laminate of FIG. 1.
[0049] Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.Identical elements in the different figures, have the same references.
[0050] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.The following embodiments are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference relates to the same embodiment, or that the characteristics apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined and / or interchanged to provide other embodiments.
[0051] Dans la présente description on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tels ou tels critères.In the present description, it is possible to index certain elements or parameters, such as for example first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are similar but not identical. This indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion over another and one can easily interchange such names without departing from the scope of this description. This indexing does not imply an order in time for example to assess such or such criteria.
[0052] Dans la description suivante, le terme « frontal » est utilisé pour désigner une couche du laminât traversée en premier par les rayons lumineux à l’état installé du laminât. A contrario, une couche « arrière » est une couche du laminât destinée à être traversée en dernier par les rayons lumineux à l’état installé du laminât. Ainsi, une couche frontale est traversée par les rayons lumineux avant la couche de cellules photovoltaïques et une couche arrière est traversée par les rayons lumineux après la couche de cellules photo voltaïques.In the following description, the term "frontal" is used to designate a layer of the laminate crossed first by the light rays in the installed state of the laminate. Conversely, a "back" layer is a layer of laminate intended to be crossed last by light rays in the installed state of the laminate. Thus, a front layer is crossed by the light rays before the layer of photovoltaic cells and a rear layer is crossed by the light rays after the layer of photo voltaic cells.
[0053] D’autre part, on entend, dans la description suivante, par « module photovoltaïque », une unité de production d’énergie électrique (en courant continu) la plus élémentaire constituée d’un assemblage de cellules photo voltaïques interconnectées entre elles complètement protégée de l’environnement extérieur, c’est-à-dire tel que défini par la norme IEC-TS61836.On the other hand, in the following description, the expression “photovoltaic module” means a most elementary unit for producing electrical energy (in direct current) consisting of an assembly of photo voltaic cells interconnected with one another. completely protected from the outside environment, i.e. as defined by standard IEC-TS61836.
[0054] En référence aux figures 1 à 5, il est représenté un laminât 1 de cellules photovoltaïques 3. Le laminât 1 présente deux extrémités latérales 5a, 5b et deux extrémités longitudinales 7a, 7b. Par ailleurs, ce laminât 1 comporte au moins une couche de cellules photovoltaïques 3 connectées entre elles, une couche de fibres de verre 9, et une couche frontale 13 et une couche arrière 15 d’encapsulation.Referring to Figures 1 to 5, there is shown a laminate 1 of photovoltaic cells 3. The laminate 1 has two lateral ends 5a, 5b and two longitudinal ends 7a, 7b. Furthermore, this laminate 1 comprises at least one layer of photovoltaic cells 3 connected together, a layer of glass fibers 9, and a front layer 13 and a rear layer 15 of encapsulation.
[0055] Selon les modes de réalisation particuliers représentés en référence aux figures 1 à 5, les cellules photovoltaïques 3 peuvent être des cellules à base de silicium, comme par exemple des cellules de silicium monocristallin.According to the particular embodiments shown with reference to Figures 1 to 5, the photovoltaic cells 3 can be silicon-based cells, such as for example monocrystalline silicon cells.
[0056] La couche de fibres de verre 9 permet de conférer à ce laminât 1 une résistance aux chocs, aux impacts, ou encore aux déformations qu’il peut être amené à subir au cours de son transport, de son installation, ou encore de son fonctionnement une fois installé, par exemple sur le toit d’un bâtiment. Selon le mode de réalisation des figures 2A à 5, le tissu de fibres de verre de la couche de fibres de verre 9 peut présenter une densité de fibres comprise entre 50 g/m2 et 500 g/m2, et notamment comprise entre 100 g/m2 et 300 g/m2. Ce tissu de fibres de verre peut par exemple être réalisé en verre de type E, en verre de type ECR, ou encore en verre de type AR. Ces différents verres présentent une bonne résistance à la chaleur et aux attaques chimiques, une bonne stabilité thermique, des propriétés d’isolant électrique et des propriétés de résistance en tension et en compression satisfaisantes pour permettre leur utilisation comme composant du laminât 1. Par ailleurs, les fibres de verre composant la couche de fibres de verre 9 peuvent présenter un diamètre compris entre 0,01 mm et 0,1 mm. Selon les modes de réalisation particuliers représentés en référence aux figures 2A à 5, la couche de fibres de verre 9 peut présenter une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 3 mm.The layer of glass fibers 9 makes it possible to give this laminate 1 resistance to impacts, impacts, or even to deformations which it may be required to undergo during its transport, its installation, or even its operation once installed, for example on the roof of a building. According to the embodiment of FIGS. 2A to 5, the glass fiber fabric of the glass fiber layer 9 can have a fiber density between 50 g / m 2 and 500 g / m 2 , and in particular between 100 g / m 2 and 300 g / m 2 . This glass fiber fabric can for example be made of type E glass, ECR type glass, or even AR type glass. These various glasses have good resistance to heat and to chemical attack, good thermal stability, electrical insulating properties and properties of satisfactory tension and compression resistance to allow their use as a component of laminate 1. Furthermore, the glass fibers making up the glass fiber layer 9 can have a diameter of between 0.01 mm and 0.1 mm. According to the particular embodiments shown with reference to FIGS. 2A to 5, the layer of glass fibers 9 can have a thickness of between 0.1 mm and 3 mm.
[0057] Par ailleurs, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation prennent en sandwich l’ensemble composé par la couche de cellules photo voltaïques 3 et la couche de fibres de verre 9.Furthermore, the front 13 and rear 15 encapsulation layers sandwich the assembly made up of the layer of photo voltaic cells 3 and the layer of glass fibers 9.
[0058] Comme représenté en référence à la figure 1, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation présentent une longueur A et une largeur B supérieures aux longueur C et largeur D de la couche de fibres de verre 9. D’autre part, comme cela est représenté en référence aux figures 2A à 5, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation sont directement en contact l’une de l’autre au niveau des extrémités latérales 5a, 5b et longitudinales 7a, 7b du laminât 1. Une telle disposition des couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation permet de prévenir l’entrée d’humidité entre les différentes couches de ce laminât 1. Cette entrée d’humidité entre les différentes couches du laminât 1 est principalement due à la présence de la couche de fibres de verre 9 qui autorise un tel passage. Avec les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation disposées au contact l’une de l’autre au niveau des extrémités latérales 5a, 5b et longitudinales 7a, 7b, cette entrée d’humidité est prévenue, car celle-ci ne peut pas traverser ces couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation qui forment une barrière étanche. Ainsi, les phénomènes de délamination liés à l’humidité peuvent être prévenus pour un tel laminât 1. Par ailleurs, une telle configuration des couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation permet de garantir la résistance de ce laminât 1 contre l’humidité sans nécessiter de produits supplémentaires ou d’étapes de fabrication supplémentaires, comme cela est décrit plus en détail ultérieurement.As shown with reference to Figure 1, the front 13 and rear 15 encapsulation layers have a length A and a width B greater than the length C and width D of the glass fiber layer 9. On the other hand , as shown with reference to FIGS. 2A to 5, the front 13 and rear 15 encapsulation layers are directly in contact with one another at the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b of the laminate 1 Such an arrangement of the front 13 and rear 15 encapsulation layers makes it possible to prevent the entry of moisture between the different layers of this laminate 1. This entry of moisture between the different layers of the laminate 1 is mainly due to the presence of the layer of glass fibers 9 which allows such a passage. With the front 13 and rear 15 encapsulation layers arranged in contact with each other at the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b, this ingress of moisture is prevented, because it cannot pass through these front 13 and rear 15 encapsulation layers which form a tight barrier. Thus, delamination phenomena linked to humidity can be prevented for such a laminate 1. Furthermore, such a configuration of the front 13 and rear 15 encapsulation layers makes it possible to guarantee the resistance of this laminate 1 against humidity without require additional products or additional manufacturing steps, as described in more detail later.
[0059] Les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation peuvent être composées par une résine d’encapsulation. Plus particulièrement, la résine d’encapsulation peut être choisie parmi les résines éthyl-vinylacétate (EVA), les résines époxy, ou encore les résines polyoléfines linéaires ou ramifiées. Ces différentes résines sont hydrophobes, ce qui permet de prévenir efficacement l’entrée d’eau au niveau des extrémités latérales 5a, 5b et longitudinales 7a, 7b du laminât 1. Selon un mode de réalisation particulier, la résine d’encapsulation utilisée au moins pour la couche frontale d’encapsulation 13 est une résine polyoléfine. L’utilisation d’une résine polyoléfine, au moins pour la couche frontale d’encapsulation 13, permet de prévenir le jaunissement de cette dernière lié au rayonnement ultra-violet. En effet, les résines polyoléfines ne subissent pas de jaunissement lors de leur exposition aux rayonnements ultra-violets. D’autre part, les polyoléfines sont hydrophobes et présentent une grande inertie aux solvants, aux acides et aux bases, ce qui permet une bonne protection des cellules photovoltaïques 3 encapsulées et contribue à l’intégrité du laminât 1 même lorsque celui-ci est exposé à des conditions agressives, comme par exemple lorsqu’il est installé dans des zones où l’atmosphère est corrosive.The front 13 and rear 15 encapsulation layers may be composed of an encapsulation resin. More particularly, the encapsulation resin can be chosen from ethyl vinyl vinyl acetate (EVA) resins, epoxy resins, or even linear or branched polyolefin resins. These different resins are hydrophobic, which effectively prevents the entry of water at the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b of the laminate 1. According to a particular embodiment, the encapsulation resin used at least for the front encapsulation layer 13 is a polyolefin resin. The use of a polyolefin resin, at least for the front encapsulation layer 13, makes it possible to prevent the yellowing of the latter linked to ultraviolet radiation. Indeed, polyolefin resins do not undergo yellowing during their exposure to ultraviolet radiation. On the other hand, polyolefins are hydrophobic and have a high inertia to solvents, acids and bases, which allows good protection of the encapsulated photovoltaic cells 3 and contributes to the integrity of the laminate 1 even when it is exposed. under aggressive conditions, such as when installed in areas where the atmosphere is corrosive.
[0060] Selon les différents modes de réalisation représentés en référence aux figures 1 à 5, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation sont composées de la même résine d’encapsulation. Un tel choix permet de prévenir tout risque d’incompatibilité chimique entre ces résines d’encapsulation qui pourrait être préjudiciable à l’encapsulation des différentes couches formant ce laminât 1. Selon une alternative non représentée ici, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation peuvent avoir des épaisseurs différentes et/ou être composées de résines d’encapsulation différentes, sous réserve que ces résines d’encapsulation présentent une compatibilité chimique élevée afin d’assurer l’intégrité du laminât 1 une fois laminé. Par ailleurs, au moins la résine de la couche frontale d’encapsulation 13 présente une transmittance supérieure à 80 %, et de préférence supérieure à 90 %, pour les longueurs d’onde comprises entre 315 nm et 1200 nm afin de garantir de bons rendements de conversion de ce laminât 1. En effet, il est nécessaire que cette couche frontale d’encapsulation 13 présente une trans mittance élevée pour certaines longueurs d’onde du spectre solaire, et en particulier la partie utile du spectre solaire pour la conversion photovoltaïque, pour ne pas nuire aux rendements de conversion du laminât 1.According to the various embodiments shown with reference to Figures 1 to 5, the front 13 and rear 15 encapsulation layers are composed of the same encapsulation resin. Such a choice makes it possible to prevent any risk of chemical incompatibility between these encapsulation resins which could be detrimental to the encapsulation of the different layers forming this laminate 1. According to an alternative not shown here, the front 13 and rear 15 layers of encapsulation may have different thicknesses and / or be composed of different encapsulation resins, provided that these encapsulation resins have a high chemical compatibility in order to ensure the integrity of the laminate 1 once laminated. Furthermore, at least the resin of the front encapsulation layer 13 has a transmittance greater than 80%, and preferably greater than 90%, for the wavelengths between 315 nm and 1200 nm in order to guarantee good yields. for converting this laminate 1. In fact, it is necessary for this front encapsulation layer 13 to have a high transmittance for certain wavelengths of the solar spectrum, and in particular the useful part of the solar spectrum for photovoltaic conversion, so as not to harm the conversion yields of laminate 1.
[0061] Par ailleurs, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation présentent chacune une épaisseur comprise entre 0,05 mm et 3 mm. Ainsi, le laminât 1 présente une épaisseur e globale faible, ce qui permet notamment de limiter les coûts liés à son stockage ou encore à son transport. D’autre part, les différents constituants de ce laminât 1 présentent des masses légères, ce qui permet d’obtenir un laminât 1 de masse faible, typiquement inférieure ou égale à 5 kg/m2. Par exemple, pour un laminât présentant une longueur de 1200 mm et une largeur de 526 mm, un tel laminât 1 présente une masse de 3,16 kg, ce qui représente une masse par unité de surface de 5,00 kg/m2.Furthermore, the front 13 and rear 15 encapsulation layers each have a thickness between 0.05 mm and 3 mm. Thus, the laminate 1 has a low overall thickness e, which in particular makes it possible to limit the costs linked to its storage or even to its transport. On the other hand, the various constituents of this laminate 1 have light masses, which makes it possible to obtain a laminate 1 of low mass, typically less than or equal to 5 kg / m 2 . For example, for a laminate having a length of 1200 mm and a width of 526 mm, such a laminate 1 has a mass of 3.16 kg, which represents a mass per unit area of 5.00 kg / m 2 .
[0062] Selon un mode de réalisation particulier et en complément des couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation, les fibres de verre de la couche de fibres de verre 9 sont pré-imprégnées avec la résine d’encapsulation. Par ailleurs, la densité de fibres de verre définie précédemment permet à la résine d’encapsulation au moins de la couche frontale d’encapsulation 13 de diffuser à travers ces fibres de verre et d’assurer la cohésion des différentes couches constitutives de ce laminât 1.According to a particular embodiment and in addition to the front 13 and rear 15 encapsulation layers, the glass fibers of the glass fiber layer 9 are pre-impregnated with the encapsulation resin. Furthermore, the density of glass fibers defined above allows the encapsulation resin at least of the front encapsulation layer 13 to diffuse through these glass fibers and to ensure the cohesion of the various constituent layers of this laminate 1 .
[0063] En revenant sur la figure 1, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation présentent une longueur A et une largeur B supérieures à celles de la couche de fibres de verre 9 d’au moins deux fois l’épaisseur e du laminât 1. Plus particulièrement, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation sont disposées directement au contact l’une de l’autre sur une distance d, d’comprise entre 2 mm et 3 cm. La distance d correspond à la distance sur laquelle les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation sont directement au contact l’une de l’autre au niveau des extrémités latérales 5a, 5b du laminât 1. La distance d’, quant à elle, correspond à la distance sur laquelle les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation sont directement au contact l’une de l’autre au niveau des extrémités longitudinales 7a, 7b du laminât 1. Selon le mode de réalisation particulier de la figure 1, les distances d et d’sont égales. Toutefois, selon un autre mode de réalisation non représenté ici, ces distances d, d’ peuvent être différentes.Returning to FIG. 1, the front 13 and rear 15 encapsulation layers have a length A and a width B greater than those of the glass fiber layer 9 at least twice the thickness e of the laminate 1. More particularly, the front 13 and rear 15 layers of encapsulation are arranged directly in contact with one another over a distance d, between 2 mm and 3 cm. The distance d corresponds to the distance over which the front 13 and rear 15 encapsulation layers are directly in contact with each other at the lateral ends 5a, 5b of the laminate 1. The distance of, , corresponds to the distance over which the front 13 and rear 15 encapsulation layers are directly in contact with each other at the longitudinal ends 7a, 7b of the laminate 1. According to the particular embodiment of FIG. 1 , the distances d and d'are equal. However, according to another embodiment not shown here, these distances d, d ’can be different.
[0064] En référence aux figures 2A à 5, il est représenté différentes variantes du laminât 1 de la figure 1.Referring to Figures 2A to 5, there are shown different variants of the laminate 1 of Figure 1.
[0065] Selon le mode de réalisation particulier de la figure 2A, le laminât 1 présente uniquement une couche de fibres de verre 9. Selon ce mode de réalisation particulier, la couche de fibres de verre 9 correspond à une couche frontale de fibres de verre 9 permettant notamment de protéger les cellules photo voltaïques 3 contre d’éventuels impacts lorsque le laminât est installé par exemple. Selon une alternative non re présentée ici, cette couche de fibres de verre 9 peut correspondre à une couche arrière de fibres de verre.According to the particular embodiment of Figure 2A, the laminate 1 has only a layer of glass fibers 9. According to this particular embodiment, the layer of glass fibers 9 corresponds to a front layer of glass fibers 9 making it possible in particular to protect the photo voltaic cells 3 against possible impacts when the laminate is installed for example. According to an alternative not shown here, this layer of glass fibers 9 can correspond to a rear layer of glass fibers.
[0066] Selon le mode de réalisation particulier de la figure 2B, le laminât comporte deux couches de fibres de verre 9, 11, et notamment une couche frontale 9 et une couche arrière 11 de fibres de verre. Cette couche arrière de fibres de verre 11 présente les mêmes dimensions que la couche frontale de fibres de verre 9, c’est-à-dire que cette couche arrière de fibres de verre 11 présente les mêmes longueurs C et largeur D que la couche frontale de fibres de verre 9. Cette couche arrière de fibres de verre 11 est disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques 3 de manière à ce que cette couche de cellules photovoltaïques est prise en sandwich entre les couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre. Le tissu de fibres de verre composant cette couche arrière de fibres de verre 11 peut présenter des caractéristiques, comme par exemple la densité de fibres, le diamètre des fibres, ou encore le type de verre composant ce tissus, différentes ou identiques de celles du tissus de fibres de verre composant la couche frontale de fibres de verre 9. La présence de la couche arrière de fibres de verre 11 permet notamment de prévenir toute dégradation des cellules photovoltaïques 3 qui pourrait intervenir lors du transport, du stockage ou de la mise en œuvre de ce laminât 1 du fait par exemple de chocs ou déformations pouvant se produire au cours de son transport ou de manipulations. Par ailleurs, cette couche arrière de fibres de verre 11 présente une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 3 mm. Selon le mode de réalisation particulier de la figure 2B, l’épaisseur de la couche arrière de fibres de verre 11 est égale à l’épaisseur de la couche frontale de fibres de verre 9. Selon une alternative non représentée ici, les épaisseurs des couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre peuvent être différentes. De telles épaisseurs pour la couche arrière d’encapsulation 11 permet de conserver une épaisseur e pour le laminât flexible 1 faible et ainsi limiter le coût de son stockage ou encore de son transport. De plus, l’ajout de cette couche arrière d’encapsulation 11 n’alourdit pas significativement le laminât 1. Ce laminât 1 tel que représenté en référence à la figure 2B présente également une masse surfacique inférieure à 5,00 kg/m2.According to the particular embodiment of Figure 2B, the laminate comprises two layers of glass fibers 9, 11, and in particular a front layer 9 and a rear layer 11 of glass fibers. This rear layer of glass fibers 11 has the same dimensions as the front layer of glass fibers 9, that is to say that this rear layer of glass fibers 11 has the same lengths C and width D as the front layer of glass fibers 9. This rear layer of glass fibers 11 is arranged in contact with the layer of photovoltaic cells 3 so that this layer of photovoltaic cells is sandwiched between the front 9 and rear layers 11 of glass. The glass fiber fabric making up this rear layer of glass fibers 11 may have characteristics, such as the density of fibers, the diameter of the fibers, or even the type of glass making up these fabrics, different or identical to those of the fabric. of glass fibers composing the front layer of glass fibers 9. The presence of the rear layer of glass fibers 11 makes it possible in particular to prevent any degradation of the photovoltaic cells 3 which could occur during transport, storage or implementation of this laminate 1 due for example to shocks or deformations which may occur during its transport or handling. Furthermore, this rear layer of glass fibers 11 has a thickness of between 0.1 mm and 3 mm. According to the particular embodiment of FIG. 2B, the thickness of the rear layer of glass fibers 11 is equal to the thickness of the front layer of glass fibers 9. According to an alternative not shown here, the thicknesses of the layers front 9 and rear 11 of glass fibers may be different. Such thicknesses for the rear encapsulation layer 11 make it possible to keep a thickness e for the flexible laminate 1 low and thus limit the cost of its storage or of its transport. In addition, the addition of this rear encapsulation layer 11 does not significantly increase the laminate 1. This laminate 1 as shown with reference to FIG. 2B also has a surface mass of less than 5.00 kg / m 2 .
[0067] Selon le mode de réalisation particulier de la figure 3, le laminât 1 peut comporter en outre une feuille avant 17. Cette feuille avant 17 est disposée au contact de la couche frontale d’encapsulation 13 et forme une surface externe du laminât 1. Cette feuille avant 17 présente également une transmittance supérieure à 80 %, et de préférence supérieure à 90 %, pour les rayonnements présentant une longueur d’onde comprise entre 315 nm et 1200 nm. Une telle feuille avant 17 peut par exemple présenter des propriétés de filtre de longueurs d’ondes inférieures à 315 nm ou supérieures à 1200 nm qui pourraient endommager le laminât 1. De manière alternative, cette feuille avant 17 peut par exemple être colorée afin de contribuer à l’esthétique de ce laminât 1. Cette feuille avant 17 peut également permettre au laminât 1 de présenter des propriétés antiencrassement dans le cas où elle serait constituée de polyfluorures de vinylidène (PVDF), de polyfluorures de vinyle (PVF), d’éthylènes tétrafluoroéthylènes (ETFE), de polyéthylènes téréphtalates (PET), de polyuréthanes, d’acryliques, de silicones, de polyméthacrylates de méthyle (PMMA), ou encore de polycarbonates (PC). D’autre part, selon ce mode de réalisation particulier, le laminât 1 présente de manière optionnelle une couche arrière de fibres de verre 11.According to the particular embodiment of Figure 3, the laminate 1 may further comprise a front sheet 17. This front sheet 17 is arranged in contact with the front encapsulation layer 13 and forms an external surface of the laminate 1 This front sheet 17 also has a transmittance greater than 80%, and preferably greater than 90%, for radiation having a wavelength between 315 nm and 1200 nm. Such a front sheet 17 can for example have filter properties of wavelengths less than 315 nm or more than 1200 nm which could damage the laminate 1. Alternatively, this front sheet 17 can for example be colored in order to contribute to the aesthetics of this laminate 1. This front sheet 17 can also allow the laminate 1 to have antifouling properties in the case where it is made up of polyvinylidene fluorides (PVDF), polyvinyl fluorides (PVF), ethylene tetrafluoroethylenes (ETFE), polyethylene terephthalates (PET), polyurethanes, acrylics, silicones, polymethyl methacrylates (PMMA), or even polycarbonates (PC). On the other hand, according to this particular embodiment, the laminate 1 optionally has a rear layer of glass fibers 11.
[0068] Selon le mode de réalisation particulier représenté en référence aux figures 1, 3 et 5, la feuille avant 17 présente les mêmes dimensions que la couche frontale d’encapsulation 13. Plus particulièrement, la longueur de la feuille avant 17 et la longueur A de la couche frontale d’encapsulation 13 sont identiques et la largeur de la feuille avant 17 et la largeur B de la couche frontale d’encapsulation 13 sont identiques également. Selon une alternative non représentée ici, les dimensions de la feuille avant 17 peuvent être différentes des longueur A et largeur B de la couche frontale d’encapsulation 13.According to the particular embodiment shown with reference to Figures 1, 3 and 5, the front sheet 17 has the same dimensions as the front encapsulation layer 13. More particularly, the length of the front sheet 17 and the length A of the front encapsulation layer 13 are identical and the width of the front sheet 17 and the width B of the front encapsulation layer 13 are also identical. According to an alternative not shown here, the dimensions of the front sheet 17 can be different from the length A and width B of the front encapsulation layer 13.
[0069] Selon le mode de réalisation particulier de la figure 4, le laminât 1 peut comporter en outre une feuille arrière 19. Cette feuille arrière 19 est disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation 15 et forme une surface externe du laminât 1. Cette feuille arrière 19 peut comprendre une ou plusieurs couches et conférer au laminât 1 des propriétés additionnelles ou encore renforcer certaines propriétés de ce laminât 1. Par exemple, cette feuille arrière 19 peut comprendre un polymère hydrophobe afin d’améliorer la résistance à l’humidité du laminât 1 à d’autres endroits qu’au niveau des extrémités longitudinales 5a, 5b et latérales 7a, 7b. Ce polymère hydrophobe peut par exemple être un polymère fluoré comme un polyfluorure de vinylidène (PVDF), un polyfluorure de vinyle (PVF), un polytétrafluorothylène (PTFE), un éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), ou encore choisi parmi les polypropylènes (PP), les sulfures de polypphénylènes (PPS), les polyesters, les polycarbonates, les oxydes de polyphénylènes (PPO), les polyéthylènes téréphtalates (PET), les polyuréthanes, les acryliques, ou encore les silicones. De manière alternative, cette feuille arrière 19 peut par exemple présenter des propriétés réfléchissantes afin d’améliorer les rendements de conversion de ce laminât 1. D’autre part, selon ce mode de réalisation, le laminât 1 présente de manière optionnelle la couche arrière de fibres de verre 11.According to the particular embodiment of Figure 4, the laminate 1 may further include a back sheet 19. This back sheet 19 is arranged in contact with the rear encapsulation layer 15 and forms an outer surface of the laminate 1 This backsheet 19 can comprise one or more layers and give laminate 1 additional properties or even reinforce certain properties of this laminate 1. For example, this backsheet 19 can comprise a hydrophobic polymer in order to improve the resistance to humidity of the laminate 1 at places other than at the longitudinal ends 5a, 5b and lateral ends 7a, 7b. This hydrophobic polymer can for example be a fluorinated polymer such as a polyvinylidene fluoride (PVDF), a polyvinyl fluoride (PVF), a polytetrafluorothylene (PTFE), an ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), or also chosen from polypropylenes (PP), polypphenylene sulfides (PPS), polyesters, polycarbonates, polyphenylene oxides (PPO), polyethylene terephthalates (PET), polyurethanes, acrylics, or even silicones. Alternatively, this backsheet 19 can for example have reflective properties in order to improve the conversion yields of this laminate 1. On the other hand, according to this embodiment, the laminate 1 optionally has the back layer of fiberglass 11.
Selon le mode de réalisation particulier représenté en référence aux figures 1, 4 et 5, la feuille arrière 19 peut présenter les mêmes dimensions que le couche arrière d’encapsulation 15. Plus particulièrement, la longueur de la feuille arrière 19 et la longueur A de la couche arrière d’encapsulation 15 sont identiques et la largeur de la feuille arrière 19 et la largeur B de la couche arrière d’encapsulation 15 sont identiques également. Selon une alternative non représentée ici, les dimensions de la feuille arrière 19 peuvent être différentes des longueur A et largeur B de la couche arrière d’encapsulation 15.According to the particular embodiment shown with reference to Figures 1, 4 and 5, the back sheet 19 may have the same dimensions as the rear encapsulation layer 15. More particularly, the length of the back sheet 19 and the length A of the rear encapsulation layer 15 are identical and the width of the rear sheet 19 and the width B of the rear encapsulation layer 15 are also identical. According to an alternative not shown here, the dimensions of the back sheet 19 may be different from the length A and width B of the back encapsulation layer 15.
[0070] En variante ou en complément, la couche de fibres de verre peut présenter une extrémité dépassant de l’extrémité des cellules photo voltaïques 3 extrémales d’une distance f supérieure ou égale à deux fois l’épaisseur e du laminât 1. Une telle disposition de la couche de fibres de verre permet de protéger les cellules photovoltaïques 3 extrémales, c’est-à-dire disposées à proximité des extrémités latérales 5a, 5b et longitudinales 7a, 7b du laminât 1 contre les impacts et déformations qu’elles peuvent être amenées à subir du fait de leur position dans le laminât 1. Ainsi, la couche de fibres de verre recouvre l’ensemble de la couche de cellules photo voltaïques 3 et dépasse de chaque côté de cette couche de cellules photovoltaïques 3 de la distance f afin de protéger les cellules photovoltaïques 3 extrémales. Selon le mode de réalisation particulier de la figure 5, les couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre dépassent de chaque côté de la couche de cellules photo voltaïques 3 d’une distance f de deux fois l’épaisseur du laminât 1. Une telle disposition des couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre permet de prévenir toute dégradation de ces extrémités qui pourraient être liées à d’éventuels chocs ou déformations qu’elles pourraient être amenées à subir.As a variant or in addition, the layer of glass fibers may have one end projecting from the end of the extremity photo voltaic cells 3 by a distance f greater than or equal to twice the thickness e of the laminate 1. A such an arrangement of the layer of glass fibers makes it possible to protect the extremal photovoltaic cells 3, that is to say arranged close to the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b of the laminate 1 against the impacts and deformations which they can be caused to undergo because of their position in the laminate 1. Thus, the layer of glass fibers covers the entire layer of photovoltaic cells 3 and protrudes on each side of this layer of photovoltaic cells 3 by the distance f in order to protect the extreme 3 photovoltaic cells. According to the particular embodiment of FIG. 5, the front 9 and rear 11 layers of glass fibers protrude on each side of the layer of photo voltaic cells 3 by a distance f of twice the thickness of the laminate 1. A such an arrangement of the front 9 and rear 11 layers of glass fibers makes it possible to prevent any degradation of these ends which could be linked to possible shocks or deformations which they could be subjected to.
[0071] Selon les modes de réalisation particuliers des figures 1 à 5, le laminât 1 peut être flexible. On entend par flexible, un élément qui, lors de l’application d’un certain rayon de courbure, ne perd pas son intégrité physique ou ses performances électriques. Plus particulièrement, un élément flexible ici est un élément qui ne se fissure pas lorsqu’on lui applique un certain rayon de courbure et plus particulièrement, au sens de la présente description, l’élément doit supporter sans dommage un rayon de courbure de 100 cm.According to the particular embodiments of Figures 1 to 5, the laminate 1 can be flexible. Flexible means an element which, when a certain radius of curvature is applied, does not lose its physical integrity or its electrical performance. More particularly, a flexible element here is an element which does not crack when a certain radius of curvature is applied to it and more particularly, within the meaning of the present description, the element must withstand without damage a radius of curvature of 100 cm .
[0072] En référence à la figure 6, il est représenté un organigramme illustrant différentes étapes d’un procédé de fabrication 100 du laminât 1 décrit précédemment.Referring to Figure 6, there is shown a flowchart illustrating different stages of a manufacturing process 100 of the laminate 1 described above.
[0073] Le procédé de fabrication 100 comprend une étape de préparation d’un empilement de couches SI. Cet empilement de couches comporte au moins une couche de cellules photovoltaïques 3 connectées entre elles, une couche de fibres de verre 9, et une couche frontale 13 et une couche arrière 15 d’encapsulation comportant respectivement une première et une deuxième résines d’encapsulation. Les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation présentent une longueur A et une largeur B supérieures aux longueur C et largeur D de la couche de fibres de verre 9. Selon une alternative, l’empilement de couches peut comprendre deux couches de fibres de verre 9, 11, notamment une couche frontale 9 et une couche arrière 11 de fibres de verre, disposées au contact de la couche de cellules photovoltaïques 3 de manière à ce que cette couche de cellules photovoltaïques 3 est prise en sandwich entre les couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre dans l’empilement de couches.The manufacturing method 100 includes a step of preparing a stack of SI layers. This stack of layers comprises at least one layer of photovoltaic cells 3 interconnected, a layer of glass fibers 9, and a front layer 13 and a rear encapsulation layer 15 comprising first and second encapsulation resins respectively. The front 13 and rear 15 encapsulation layers have a length A and a width B greater than the length C and width D of the glass fiber layer 9. According to an alternative, the stack of layers can comprise two layers of fiber glass 9, 11, in particular a front layer 9 and a rear layer 11 of glass fibers, arranged in contact with the layer of photovoltaic cells 3 so that this layer of photovoltaic cells 3 is sandwiched between the front layers 9 and rear 11 of glass fibers in the stack of layers.
[0074] Le procédé de fabrication 100 comprend ensuite une étape d’introduction S3 de l’empilement de couches dans une chambre de lamination.The manufacturing method 100 then comprises a step of introducing S3 of the stack of layers in a lamination chamber.
[0075] Le procédé de fabrication 100 met ensuite en œuvre une étape de tirage sous vide S5 afin d’aspirer l’air à l’intérieur de la chambre de lamination et entre les différentes couches de l’empilement. En effet, afin de prévenir la formation de bulles d’air dans la résine d’encapsulation, qui pourraient être nuisibles à la qualité et aux rendements de ce laminât 1, il est nécessaire de prévenir la formation d’éventuelles bulles d’air dans la résine d’encapsulation formant les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation. Cette étape de tirage sous vide S5 peut par exemple être réalisée à l’aide d’une pompe à vide (non représentée). A la fin de cette étape de tirage sous vide S5, la pression à l’intérieur de la chambre de lamination peut être inférieure à 20 mbar, et notamment de l’ordre de 1 mbar. D’autre part, cette étape de tirage sous vide S5 peut faire l’objet d’un pré-chauffage afin de dégazer plus rapidement les composés volatils du laminât 1. Lorsqu’un tel pré-chauffage est réalisé, la température à l’intérieur de la chambre de lamination reste inférieure à la température de polymérisation de la (ou des) résine(s) d’encapsulation formant les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation. Par exemple, la température à l’intérieur de la chambre de lamination lors de cette étape de pré-chauffage peut être de l’ordre de 50°C.The manufacturing process 100 then implements a vacuum drawing step S5 in order to suck the air inside the lamination chamber and between the different layers of the stack. Indeed, in order to prevent the formation of air bubbles in the encapsulation resin, which could be detrimental to the quality and yields of this laminate 1, it is necessary to prevent the formation of possible air bubbles in the encapsulation resin forming the front 13 and rear 15 encapsulation layers. This vacuum drawing step S5 can for example be carried out using a vacuum pump (not shown). At the end of this vacuum drawing step S5, the pressure inside the lamination chamber can be less than 20 mbar, and in particular of the order of 1 mbar. On the other hand, this vacuum drawing step S5 can be the subject of a preheating in order to degas more quickly the volatile compounds of the laminate 1. When such a preheating is carried out, the temperature at inside the lamination chamber remains below the polymerization temperature of the encapsulation resin (s) forming the front 13 and rear 15 encapsulation layers. For example, the temperature inside the lamination chamber during this preheating step can be of the order of 50 ° C.
[0076] Le procédé de fabrication 100 comprend ensuite une étape de compression S7 de l’empilement de couches, puis une étape de chauffage S9 de la chambre de lamination à une température prédéterminée, notamment comprise entre 120°C et 180°C, afin de permettre un déclenchement d’une réaction de polymérisation des première et deuxième résines d’encapsulation. La réaction de polymérisation de la (ou des) résine(s) d’encapsulation des couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation ainsi que la compression de l’ensemble de couches permet l’obtention du laminât 1. Les réactions de polymérisation sont irréversibles. Ainsi, afin de prévenir la formation de bulles dans ces couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation qui peuvent par exemple être liées à la formation de vapeurs ou de fumées au cours de l’étape de chauffage S9, la pompe à vide est maintenue en fonctionnement afin d’aspirer ces éventuelles vapeurs ou fumées.The manufacturing method 100 then comprises a step of compressing S7 of the stack of layers, then a step of heating S9 of the lamination chamber to a predetermined temperature, in particular between 120 ° C. and 180 ° C., in order to allow initiation of a polymerization reaction of the first and second encapsulation resins. The polymerization reaction of the encapsulation resin (s) of the front 13 and rear 15 encapsulation layers as well as the compression of the set of layers makes it possible to obtain the laminate 1. The polymerization reactions are irreversible. Thus, in order to prevent the formation of bubbles in these front 13 and rear 15 encapsulation layers which can, for example, be linked to the formation of vapors or fumes during the heating step S9, the vacuum pump is maintained in operation in order to suck up any vapors or fumes.
[0077] Après une durée prédéterminée, par exemple de l’ordre de 5 à 30 minutes le procédé de fabrication 100 met en œuvre une étape de ventilation SI 1 de la chambre de lamination, puis une étape d’extraction S13 du laminât 1 de la chambre de lamination. Au cours de l’étape de ventilation SI 1, la pression à l’intérieur de la chambre de lamination est ramenée sensiblement à pression atmosphérique afin de permettre l’ouverture de cette chambre de lamination et la mise en œuvre de l’étape d’extraction S13 du laminât 1 obtenu.After a predetermined period, for example of the order of 5 to 30 minutes, the manufacturing process 100 implements a ventilation step SI 1 of the lamination chamber, then a step S13 for extracting the laminate 1 from the lamination chamber. During the ventilation step SI 1, the pressure inside the lamination chamber is reduced substantially to atmospheric pressure in order to allow the opening of this lamination chamber and the implementation of the step of S13 extraction of the laminate 1 obtained.
[0078] Afin d’obtenir les laminâts 1 représentés en référence aux figures 3 à 5, le procédé de fabrication 100 peut comporter en outre une étape de dépôt d’une feuille avant 17 (pour les modes de réalisation particuliers des figures 3 et 5) et/ou de dépôt d’une feuille arrière 19 (pour les modes de réalisation particuliers des figures 4 et 5).In order to obtain the laminates 1 shown with reference to Figures 3 to 5, the manufacturing method 100 may further include a step of depositing a front sheet 17 (for the particular embodiments of Figures 3 and 5 ) and / or depositing a back sheet 19 (for the particular embodiments of FIGS. 4 and 5).
[0079] Cette étape de dépôt de la feuille avant 17 et/ou de la feuille arrière 19 peut être réalisée après l’étape d’extraction S13 du laminât 1 de la chambre de lamination. Dans un tel cas, cette feuille avant 17 et/ou cette feuille arrière 19 peut être déposée par collage sur la couche frontale 13 et/ou la couche arrière 15 d’encapsulation, ou encore par une technique de dépôt en phase liquide, comme par pulvérisation, enduction centrifuge (ou spin-coating en anglais), enduction par rideau (curtain coating en anglais ) ou par enduction par trempage (ou dip-coating en anglais), par exemple.This step of depositing the front sheet 17 and / or the back sheet 19 can be carried out after the extraction step S13 of the laminate 1 from the lamination chamber. In such a case, this front sheet 17 and / or this back sheet 19 can be deposited by bonding to the front layer 13 and / or the rear encapsulation layer 15, or also by a liquid phase deposition technique, such as by spraying, centrifugal coating (or spin-coating in English), curtain coating (curtain coating in English) or by dip coating (or dip-coating in English), for example.
[0080] De manière alternative, l’étape de dépôt de la feuille avant 17 et/ou de la feuille arrière 19 peut être réalisée en même temps que l’étape de préparation de l’empilement de couches SI de manière à laminer la feuille avant 17 avec l’empilement de couches. Dans un tel cas, la feuille avant 17 et/ou la feuille arrière 19 est (sont) laminée(s) avec les autres couches de l’empilement de couches formant le laminât 1. Selon cette alternative, les feuilles avant 17 et/ou arrière 19 doivent résister aux conditions de températures et de pression régnant dans la chambre de lamination au moins lors de l’étape de chauffage S9 pour le déclenchement de la réaction de polymérisation. D’autre part, pour pouvoir être laminées avec l’empilement de couches, ces feuilles avant 17 et/ou arrière 19 ne doivent pas avoir de réaction parasite avec la réaction de polymérisation des couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation.Alternatively, the step of depositing the front sheet 17 and / or the back sheet 19 can be carried out at the same time as the step of preparing the stack of layers SI so as to laminate the sheet before 17 with the stacking of layers. In such a case, the front sheet 17 and / or the back sheet 19 is (are) laminated with the other layers of the stack of layers forming the laminate 1. According to this alternative, the front sheets 17 and / or rear 19 must withstand the temperature and pressure conditions prevailing in the lamination chamber at least during the heating step S9 for the initiation of the polymerization reaction. On the other hand, to be able to be laminated with the stack of layers, these front sheets 17 and / or rear 19 must not have a parasitic reaction with the polymerization reaction of the front 13 and rear 15 layers of encapsulation.
[0081] D’autre part, et de manière optionnelle, le procédé de fabrication 100 peut comporter en outre une étape de découpe S15. Cette découpe est réalisée au niveau des extrémités latérales 5a, 5b et longitudinales 7a, 7b du laminât 1 présentant les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation disposées directement au contact l’une de l’autre. Cette étape de découpe S15 permet par exemple de tailler le laminât 1 aux dimensions souhaitées ou encore d’éliminer de possibles bavures de résine d’encapsulation au niveau des extrémités longitudinales 5a, 5b ou latérales 7a, 7b du laminât 1 afin d’obtenir des arêtes nettes pour ce laminât 1. Cette étape de découpe S15 est réalisée postérieurement à l’étape d’extraction S13. La découpe de ce laminât 1 au niveau des extrémités longitudinales 5a, 5b et latérales 7a, 7b présentant uniquement les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation permet de faciliter cette opération de découpe et limite l’usure de l’outil de découpe utilisé. En effet, les zones découpées ne présentant pas de fibres de verre et sont donc plus faciles à découper.On the other hand, and optionally, the manufacturing method 100 may also include a cutting step S15. This cutting is carried out at the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b of the laminate 1 having the front 13 and rear 15 layers of encapsulation arranged directly in contact with one another. This cutting step S15 makes it possible, for example, to cut the laminate 1 to the desired dimensions or else to eliminate possible burrs of encapsulation resin at the longitudinal ends 5a, 5b or lateral ends 7a, 7b of the laminate 1 in order to obtain sharp edges for this laminate 1. This cutting step S15 is carried out after the extraction step S13. The cutting of this laminate 1 at the longitudinal ends 5a, 5b and lateral 7a, 7b having only the front 13 and rear 15 encapsulation layers makes it possible to facilitate this cutting operation and limits the wear of the cutting tool used . Indeed, the cut areas having no glass fibers and are therefore easier to cut.
[0082] Selon un mode de réalisation particulier, cette étape de découpe S15 peut être postérieure à l’étape de dépôt de la feuille avant 17 et/ou de la feuille arrière 19 lorsque ces feuilles avant 17 et/ou arrière 19 sont présentes. Selon une alternative, cette étape de découpe S15 peut être antérieure à l’étape de dépôt de ces feuilles avant 17 et/ou arrière 19.According to a particular embodiment, this cutting step S15 can be subsequent to the step of depositing the front sheet 17 and / or the back sheet 19 when these front sheets 17 and / or back 19 are present. According to an alternative, this cutting step S15 can be prior to the step of depositing these sheets before 17 and / or back 19.
[0083] Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont des exemples donnés à titre illustratif et non limitatif. En effet, il est tout à fait possible pour l’homme de l’art d’utiliser d’autres résines d’encapsulation pour les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation que celles décrites précédemment sans sortir du cadre de la présente description. Par ailleurs, les différentes valeurs données par exemple pour la densité de fibres de verre des couches frontale 9 et arrière 11 de fibres de verre peuvent être adaptées en fonction de la résistance aux impacts par exemple recherchée pour ce laminât 1.The embodiments described above are examples given by way of illustration and not limitation. Indeed, it is entirely possible for those skilled in the art to use other encapsulation resins for the front 13 and rear 15 encapsulation layers than those described above without departing from the scope of the present description. . Furthermore, the different values given for example for the density of glass fibers of the front 9 and rear 11 layers of glass fibers can be adapted as a function of the impact resistance, for example sought for this laminate 1.
[0084] Ainsi, l’obtention d’un laminât 1 résistant à l’humidité sans nécessiter d’étape supplémentaire dans le procédé de fabrication est possible grâce au laminât 1 décrit précédemment et en particulier grâce aux extrémités longitudinales 5a, 5b et latérales 7a, 7b présentant les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation disposées directement au contact l’une de l’autre. En effet, une telle disposition de ces couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation permet de lutter efficacement contre l’entrée d’eau entre les couches du laminât 1 et donc de prévenir une délamination de ce laminât 1.Thus, obtaining a laminate 1 resistant to humidity without requiring an additional step in the manufacturing process is possible thanks to the laminate 1 described above and in particular thanks to the longitudinal ends 5a, 5b and lateral 7a , 7b having the front 13 and rear 15 encapsulation layers arranged directly in contact with one another. Indeed, such an arrangement of these front 13 and rear 15 encapsulation layers makes it possible to effectively combat the entry of water between the layers of laminate 1 and therefore to prevent delamination of this laminate 1.
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