WO2020120712A1 - Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l'humidité et procédé de fabrication d'un tel laminât - Google Patents
Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l'humidité et procédé de fabrication d'un tel laminât Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020120712A1 WO2020120712A1 PCT/EP2019/084989 EP2019084989W WO2020120712A1 WO 2020120712 A1 WO2020120712 A1 WO 2020120712A1 EP 2019084989 W EP2019084989 W EP 2019084989W WO 2020120712 A1 WO2020120712 A1 WO 2020120712A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- layer
- laminate
- layers
- encapsulation
- glass fibers
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims abstract description 110
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 87
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 36
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 26
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 25
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 20
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 5
- BFMKFCLXZSUVPI-UHFFFAOYSA-N ethyl but-3-enoate Chemical compound CCOC(=O)CC=C BFMKFCLXZSUVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- -1 ethyl vinyl vinyl Chemical group 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010001488 Aggression Diseases 0.000 description 3
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000007766 curtain coating Methods 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical group C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
- H01L31/0481—Encapsulation of modules characterised by the composition of the encapsulation material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Definitions
- the present invention relates to the field of photovoltaic modules. More particularly, the present invention relates to laminated photovoltaic modules, also called photovoltaic laminates, and the manufacture of such modules
- the composition of the photovoltaic modules must be sufficiently fine to limit their weight and their bulk, which allows for example to board them on a vehicle, to be integrated into the structure of a vehicle, or to be integrated into light structures buildings such as hangars or other industrial buildings.
- the modules 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 cells
- photovoltaic in encapsulation layers comprising a polymerizable resin in order to ensure the connection between the different layers making up the photovoltaic module without the usual glass plate for standard modules which weighs down the photovoltaic module.
- photovoltaic cells are protected both from a mechanical point of view and from external conditions, from air, in particular from water. It has been found that 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.
- the fibers may be channels for draining moisture from the edge of the laminate inside thereof and causing its degradation.
- the present invention aims to overcome, at least partially, the
- Another objective of the present invention is to propose a photovoltaic laminate resistant to humidity and the cost of which is limited.
- Another objective of the present invention is to propose a method for manufacturing a moisture-resistant photovoltaic laminate whose number of steps is limited.
- the present invention relates to a laminate of photovoltaic cells having two lateral ends and two longitudinal ends, said laminate comprising:
- a front layer and a rear encapsulation layer sandwiching the assembly composed by the layer of photovoltaic cells 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 glass fiber layer, and the front and rear encapsulation layers being directly in contact with one another at the lateral and longitudinal ends of the laminate.
- the front and rear encapsulation layers protect the laminate against external aggressions and in particular against humidity.
- 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.
- the laminate according to the present invention may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination.
- the front and rear encapsulation layers may have a length and width greater than that of the glass fiber layer by at least twice the thickness of the laminate. According to a particular embodiment, the front and rear encapsulation layers can be placed directly in contact with one another over a distance of between 2 mm and 3 cm.
- the layer of glass fibers has an end projecting from one end of the extreme photovoltaic cells by a distance greater than or equal to twice the thickness of the laminate.
- 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 glass fibers 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.
- Photovoltaic cells can be silicon-based cells.
- the front and rear encapsulation layers can be composed of an encapsulation resin.
- the encapsulation resin can be chosen by ethyl vinyl vinyl acetate (EVA) resins, epoxy resins, or even linear or branched polyolefin resins.
- EVA ethyl vinyl vinyl acetate
- the front and rear encapsulation layers can be
- the front and rear encapsulation layers may be made up of different encapsulation resins.
- the glass fibers of the front and rear layers of glass fibers can be pre-impregnated with an encapsulating resin.
- 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.
- the front sheet may have the same dimensions as the front encapsulation layer.
- the laminate may further comprise a back sheet, arranged in contact with the back encapsulation layer, said back sheet forming an external surface of the laminate.
- the back sheet may have the same dimensions as the back encapsulation layer.
- the laminate can be flexible.
- the present invention also relates to a process for manufacturing a laminate as defined above.
- the manufacturing process includes the following steps:
- stack of layers comprising at least:
- n a layer of photovoltaic cells connected to each other, n a layer of glass fibers corresponding to a rear layer, n a front layer and a rear encapsulation layer respectively comprising a first and a second encapsulation resins, said front layers and rear encapsulation having a length and a width greater than the length and width of the layer of glass fibers,
- the manufacturing process may also include one or more of the following steps taken alone or in combination.
- 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.
- the manufacturing process may further include a step of depositing a front sheet.
- the step of depositing the front sheet can be carried out after the step of extracting the laminate from the lamination chamber.
- 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.
- the manufacturing process may also include a step of depositing a back sheet.
- the step of depositing the back sheet can be carried out after the step of extracting the laminate from the lamination chamber.
- 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.
- the manufacturing process may also 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 each other, said step of cutting being carried out after the extraction step.
- the cutting step can be subsequent to the step of depositing the front sheet. Alternatively or in addition, the cutting step can be after the step of depositing the back sheet.
- Figure 1 is a schematic perspective view from above of a laminate of photovoltaic cells according to the invention.
- Figure 2A is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1, according to a first particular embodiment.
- Figure 2B is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1 according to an alternative of the first particular embodiment.
- Figure 3 is a schematic representation in cross section of the laminate of Figure 1 according to a second particular embodiment.
- Figure 4 is a schematic representation in cross section of the laminate of Figure 1 according to a third particular embodiment.
- Figure 5 is a schematic cross-sectional representation of the laminate of Figure 1 according to a fourth particular embodiment.
- Figure 6 is a schematic representation of a flowchart illustrating different stages of a manufacturing process for the laminate of Figure 1.
- first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion etc.
- indexing to differentiate and name elements or parameters or criteria that are close 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 also does not imply an order in time for example to assess such or such criteria.
- a front layer is used to designate a layer of the laminate crossed first by the light rays in the installed state of the laminate.
- a “back” layer is a layer of laminate intended to be crossed last by light rays in the installed state of the laminate.
- a front layer is crossed by light rays before the layer of photovoltaic cells and a rear layer is crossed by light rays after the layer of photovoltaic cells.
- photovoltaic module is understood to mean a most elementary electrical energy production unit (in direct current) consisting of an assembly of photovoltaic cells interconnected with one another.
- 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.
- the photovoltaic cells 3 can be cells based on silicon, such as for example monocrystalline silicon cells.
- the layer of glass fibers 9 makes it possible to give this laminate 1 resistance to impact, impact or even deformation 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.
- 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.
- the glass fibers making up the layer of glass fibers 9 may 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.
- front 13 and rear 15 encapsulation layers sandwich the assembly made up of the layer of photovoltaic cells 3 and the layer of glass fibers 9.
- 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.
- the front 13 and rear 15 encapsulation layers are directly in contact with one another at the lateral ends 5a, 5b and
- the front 13 and rear 15 encapsulation layers can be composed of an encapsulation resin. More particularly, the encapsulation resin can be chosen from ethyl vinyl acetate (EVA) resins, epoxy resins, or even resins
- EVA ethyl vinyl acetate
- the encapsulation resin used at least for the front encapsulation layer 13 is a polyolefin resin.
- polyolefin resins do not undergo yellowing during their exposure to ultraviolet radiation.
- 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.
- 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.
- the front 13 and rear 15 layers of encapsulation may have different thicknesses and / or be composed of different encapsulation resins, provided that these resins
- this 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 conversion yields for this laminate 1. In fact, it this front encapsulation layer 13 must 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.
- the front 13 and rear 15 encapsulation layers each have a thickness of between 0.05 mm and 3 mm.
- the laminate 1 has a thickness e overall low, which in particular makes it possible to limit the costs associated with its storage or even its transport.
- 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 .
- a laminate 1 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 .
- 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 layer
- 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 encapsulation layers are arranged directly in contact with one another over a distance d, d 'of 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 one another 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.
- the distances d and d are equal. However, according to another embodiment not shown here, these distances d, d ’can be different.
- FIGS. 2A to 5 different variants of the laminate 1 of FIG. 1 are shown.
- the laminate 1 only has a layer of glass fibers 9.
- the layer of glass fibers 9 corresponds to a rear layer of glass fibers 9 allowing in particular to mechanically reinforce the laminate 1 without altering the transparency.
- 11 is also possible to put another layer of fiberglass 9 at a layer before protecting the photovoltaic cells 3 against possible impacts when the laminate is installed for example.
- 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 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 cells
- 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 .
- 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 sheet before 17 also has a transmittance greater than 80%, and preferably greater than 90%, for radiation with 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.
- 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 anti-fouling properties in the event that it is made up of
- PVDF polyvinylidene fluorides
- PVF polyvinyl fluorides
- ETFE tetrafluoroethylenes
- PET polyethylene terephthalates
- PMMA polymethyl methaciylates
- the laminate 1 optionally has a rear layer of glass fibers 11.
- 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 encapsulation front layer 13 are identical and the width of the front sheet 17 and the width B of the encapsulation front 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.
- the laminate 1 may further comprise a back sheet 19.
- This back sheet 19 is arranged in contact with the rear encapsulation layer 15 and forms an external surface of the laminate 1.
- This sheet back 19 may include one or more layers and give laminate 1 properties
- this back sheet 19 may comprise a hydrophobic polymer in order to improve the resistance to humidity of the laminate 1 in places other than at the longitudinal ends 5a, 5b and lateral 7a, 7b.
- This hydrophobic polymer can for example be a fluorinated polymer such as a polyvinylidene fluoride (PVDF), a polyvinyl fluoride (PVF), a
- PTFE polytetrafluorothylene
- ETFE ethylene tetrafluoroethylene
- PP polypropylenes
- PPS polypphenylene sulfides
- PET polyethylene terephthalates
- this back sheet 19 may for example have reflective properties in order to improve the conversion yields of this laminate 1.
- the laminate 1 optionally has the rear layer of glass fibers 11.
- 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 identical also. 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.
- the layer of glass fibers may have one end projecting from the end of the extremal photovoltaic cells 3 by a distance f greater than or equal to twice the thickness e of the laminate 1.
- Such an arrangement of the layer of glass fibers protects the extremal photovoltaic cells 3, that is to say arranged near the lateral ends 5a, 5b and longitudinal 7a, 7b of the laminate 1 against the impacts and deformations that they may be brought to undergo because of their position in the laminate 1.
- the layer of glass fibers covers the entire layer of photovoltaic cells 3 and protrudes on each side of this layer of cells
- the front 9 and rear 11 layers of glass fibers protrude on each side of the layer of photovoltaic cells 3 by a distance f of twice the thickness of the laminate 1.
- Such a 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.
- the laminate 1 can be flexible.
- flexible is meant 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 .
- Figure 6 there is shown a flowchart illustrating different steps of a manufacturing process 100 of the laminate 1 described above.
- the manufacturing method 100 includes a step of preparing a stack of SI layers.
- This stack of layers comprises at least one layer of cells
- the stack of layers may 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.
- the manufacturing method 100 then comprises a step of introducing S3 of the stack of layers in a lamination chamber.
- the manufacturing method 100 then implements a vacuum drawing step S5 in order to draw the air inside the lamination chamber and between the different layers of the stack. In fact, in order to prevent the formation of air bubbles in the resin
- This vacuum drawing step S5 can for example be carried out using a vacuum pump (not
- this vacuum drawing step S5 can be the object of a preheating in order to degas more quickly the volatile compounds of the laminate 1.
- 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.
- the temperature inside the lamination chamber during this preheating step can be of the order of 50 ° C.
- the manufacturing method 100 then comprises a step of compression 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 a 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.
- the vacuum pump is maintained. in operation in order to suck up any vapors or fumes.
- the manufacturing process 100 implements a step of ventilation SU of the lamination chamber, then a step of extraction S13 of the laminate 1 from the lamination chamber. .
- the ventilation step SU 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 extraction step S13 of the laminate 1 obtained.
- the manufacturing method 100 may also include a step of depositing a front sheet 17 (for the particular embodiments of FIGS. 3 and 5) and / or depositing a back sheet 19 (for the particular embodiments of Figures 4 and 5).
- This step of depositing the front sheet 17 and / or the back sheet 19 can be carried out after the step of extracting S13 from the laminate 1 from the lamination chamber.
- this front sheet 17 and / or this back sheet 19 can be deposited by gluing on 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.
- 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 front sheet 17 with the stack of layers.
- 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.
- 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.
- 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 encapsulation layers.
- 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 encapsulation layers 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 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.
- this laminate 1 at the longitudinal ends 5a, 5b and lateral 7a, 7b having only the front 13 and rear 15 encapsulation layers facilitates 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.
- 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.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
La présente invention a pour objet un laminât (1) de cellules photovoltaïques (3), ledit laminât (1) comportant : • - au moins une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles, • - une couche de fibres de verre (9) correspondant à une couche arrière et disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques, • - des couches frontale et arrière (13, 15) d'encapsulation prenant en sandwich l'ensemble composé de la couche de cellules photovoltaïques et de la couche de fibres de verre, les couches d'encapsulation présentent une longueur et une largeur supérieures à celles de la couche de fibres de verre, et les couches d'encapsulation sont directement en contact l'une de l'autre au niveau des extrémités latérales (5a) et longitudinales du laminât. L' invention présente aussi un procédé de fabrication dudit laminât.
Description
Description
Titre de l’invention : Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l'humidité et procédé de fabrication d'un tel laminât
La présente invention concerne le domaine des modules photovoltaïques. Plus particulièrement, la présente invention concerne des modules photovoltaïques laminés, également appelés laminâts photovoltaïques, et la fabrication de tels modules
photovoltaïques laminés.
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.
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
photovoltaïques 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 photovoltaïques sont protégées tant d’un point de vue mécanique que des conditions extérieures, de l’air, en particulier de l’eau.
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 photovoltaïques 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.
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 photovoltaïques, peut donc s’avérer chronophage et coûteuse et un défaut de qualité la source de la ruine du laminât.
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.
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.
Un autre objectif de la présente invention, différent des objectifs précédents, est de proposer un procédé de fabrication d’un laminât photovoltaïque résistant à l’humidité dont le nombre d’étapes est limité.
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 :
au moins une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles,
une couche de fibres de verre correspondant à une couche arrière et disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques, et
une couche frontale et une couche arrière d’encapsulation prenant en sandwich l’ensemble composé par la couche de cellules photovoltaïques 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.
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.
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 fluage de la résine d’encapsulation autour du laminat pendant le processus de lamination.
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.
Le laminât selon la présente invention peut présenter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
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.
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.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la couche de fibres de verre présente une extrémité dépassant d’une extrémité des cellules photovoltaïques extrémales d’une distance supérieure ou égale à deux fois une épaisseur du laminât.
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.
Les cellules photovoltaïques peuvent être des cellules à base de silicium.
Les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être composées par une résine d’encapsulation.
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.
Selon un aspect, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être
composées de la même résine d’encapsulation.
De manière alternative, les couches frontale et arrière d’encapsulation peuvent être composées de résines d’encapsulation différentes.
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.
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.
La feuille avant peut présenter les mêmes dimensions que la couche frontale d’encapsulation.
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.
La feuille arrière peut présenter les mêmes dimensions que la couche arrière d’encapsulation.
Selon un aspect, le laminât peut être flexible.
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 :
n une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles, n une couche de fibres de verre correspondant à une couche arrière, n 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,
introduction de l’empilement de couches dans une chambre de lamination, tirage sous vide afin d’aspirer l’air à l’intérieur de la chambre de lamination et entre les différentes couches de l’empilement,
compression de l’empilement de couches,
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,
ventilation de la chambre de lamination, et
extraction du laminât de la chambre de lamination.
Le procédé de fabrication peut comporter en outre une ou plusieurs des étapes suivantes prises seules ou en combinaison.
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.
Selon un aspect, le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de dépôt d’une feuille avant.
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.
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.
De manière alternative ou en complément, le procédé de fabrication peut comporter en outre une étape de dépôt d’une feuille arrière.
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.
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.
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.
Selon un aspect, l’étape de découpe peut être postérieure à l’étape de dépôt de la feuille avant.
De manière alternative ou en complément, l’étape de découpe peut être postérieure à l’étape de dépôt de la feuille arrière.
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 :
[Fig.l] La figure 1 est une représentation schématique en perspective de dessus d’un laminât de cellules photovoltaïques selon l’invention.
[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. 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.3] La figure 3 est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation particulier.
[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.
[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.
[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.
Les éléments identiques sur les différentes figures, portent les mêmes références.
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.
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.
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 photovoltaïques.
D’autre part, on entend, dans la description suivante, par « module photo voltaïque », une unité de production d’énergie électrique (en courant continu) la plus élémentaire constituée d’un assemblage de cellules photovoltaïques interconnectées entre elles
complètement protégée de l’environnement extérieur, c’est-à-dire tel que défini par la norme IEC-TS61836.
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.
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.
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.
Par ailleurs, les couches frontale 13 et arrière 15 d’encapsulation prennent en sandwich l’ensemble composé par la couche de cellules photovoltaïques 3 et la couche de fibres de verre 9.
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.
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.
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 transmittance 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.
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.
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.
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.
En référence aux figures 2A à 5, il est représenté différentes variantes du laminât 1 de la figure 1.
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 arrière de fibres de verre 9 permettant notamment de renforcer les mécaniquement le laminât 1 sans altérer la transparence. 11 est
également possible de mettre une autre couche de fibre de verre 9 au niveau d’une couche avant protéger les cellules photovoltaïques 3 contre d’éventuels impacts lorsque le laminât est installé par exemple.
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.
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 anti-encrassement 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 polyméthaciylates 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.
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.
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.
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.
En variante ou en complément, la couche de fibres de verre peut présenter une extrémité dépassant de l’extrémité des cellules photovoltaïques 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 photovoltaïques 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 photovoltaïques 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.
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.
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.
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.
Le procédé de fabrication 100 comprend ensuite une étape d’introduction S3 de l’empilement de couches dans une chambre de lamination.
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.
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.
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 SU 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 SU, 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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Claims
1. Laminât (1) de cellules photovoltaïques (3) présentant deux extrémités latérales (5a,
5b) et deux extrémités longitudinales (7a, 7b), ledit laminât (1) comportant :
au moins une couche de cellules photovoltaïques (3) connectées entre elles, au moins une couche de fibres de verre (9) correspondant à une couche arrière et disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques (3), et
une couche frontale (13) et une couche arrière (15) d’encapsulation prenant en sandwich l’ensemble composé par la couche de cellules photovoltaïques (3) et la couche de fibres de verre,
caractérisé en ce que 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, et en ce que 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).
2. Laminât (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que 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 d’au moins deux fois une épaisseur (e) du laminât (1).
3. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches frontale (13) et arrière (15) d’encapsulation sont disposées
directement au contact l’une de l’autre sur une distance (d) comprise entre 2 mm et 3 cm.
4. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de fibres de verre présente une extrémité dépassant d’une extrémité des cellules photovoltaïques (3) extrémales d’une distance (f) supérieure ou égale à deux fois une épaisseur (e) du laminât (1).
5. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte deux couches de fibres de verre, une couche frontale (9) et une couche arrière (11) de fibres de verre, ladite couche arrière de fibres de verre (11) présentant les mêmes dimensions que la couche frontale de fibres de verre (9) et étant disposée au contact de la couche de cellules photovoltaïques (3) de manière à ce que la couche
de cellules photovoltaïques (3) est prise en sandwich entre les couches frontale (9) et arrière (11) de fibres de verre.
6. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les couches frontale (13) et arrière (15) d’encapsulation sont composées par une résine d’encapsulation.
7. Laminât (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la résine d’encapsulation est choisie parmi les résines éthyl-vinylacétate (EVA), les résines époxy, ou encore les résines polyoléfines linéaires ou ramifiées.
8. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une feuille avant (17), disposée au contact de la couche frontale d’encapsulation (13), ladite feuille avant (17) formant une surface externe du laminât (1).
9. Laminât (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une feuille arrière (19), disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation (15), ladite feuille arrière (19) formant une surface externe du laminât (1).
10. Procédé de fabrication (100) d’un laminât (1) selon l’une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de fabrication (100) comporte les étapes suivantes :
préparation d’un empilement de couches (SI), ledit empilement de couches comportant au moins :
n une couche de cellules photovoltaïques (3) connectées entre elles,
n une couche de fibres de verre correspondant à une couche arrière,
n une couche frontale (13) et une couche arrière (15) d’encapsulation comportant respectivement une première et une deuxième résines d’encapsulation, lesdites couches frontale (13) et arrière (15) d’encapsulation présentant une longueur (A) et une largeur (B) supérieures aux longueur (C) et largeur (D) de la couche de fibres de verre,
introduction (S3) de l’empilement de couches dans une chambre de lamination, 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,
compression (S7) de l’empilement de couches,
chauffage (S9) 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,
ventilation (SU) de la chambre de lamination, et
extraction (S13) du laminât (1) de la chambre de lamination.
11. Procédé de fabrication (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que
l’empilement de couches lors de l’étape de préparation d’un empilement de couches (SI) comporte deux couches de fibres de verre, 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.
12. Procédé de fabrication (100) selon l’une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu’il comporte en outre une étape de découpe (S15), ladite découpe étant 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, ladite étape de découpe (S15) étant réalisée postérieurement à l’étape d’extraction (S13).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FRFR1872891 | 2018-12-13 | ||
FR1872891A FR3090204B1 (fr) | 2018-12-13 | 2018-12-13 | Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l’humidité et procédé de fabrication d’un tel laminât |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2020120712A1 true WO2020120712A1 (fr) | 2020-06-18 |
Family
ID=67185108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2019/084989 WO2020120712A1 (fr) | 2018-12-13 | 2019-12-12 | Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l'humidité et procédé de fabrication d'un tel laminât |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3090204B1 (fr) |
WO (1) | WO2020120712A1 (fr) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT526115A1 (de) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Das Energy Ltd | Photovoltaik-Paneel und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Paneels |
AT526796A1 (de) * | 2022-12-23 | 2024-07-15 | Das Energy Ltd | Photovoltaik-Paneel und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Paneels |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2286509A1 (fr) * | 1974-09-25 | 1976-04-23 | Licentia Gmbh | Generateur terrestre a piles solaires |
EP0874404A2 (fr) * | 1997-04-21 | 1998-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Module de cellules solaires et méthode de fabrication |
US20010054437A1 (en) * | 1996-09-12 | 2001-12-27 | Ayako Komori | Solar cell module |
WO2018060611A1 (fr) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Total Solar International | Procede d'encapsulation de panneaux photovoltaïques en utilisant des materiaux pre-impregnes |
-
2018
- 2018-12-13 FR FR1872891A patent/FR3090204B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-12-12 WO PCT/EP2019/084989 patent/WO2020120712A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2286509A1 (fr) * | 1974-09-25 | 1976-04-23 | Licentia Gmbh | Generateur terrestre a piles solaires |
US20010054437A1 (en) * | 1996-09-12 | 2001-12-27 | Ayako Komori | Solar cell module |
EP0874404A2 (fr) * | 1997-04-21 | 1998-10-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Module de cellules solaires et méthode de fabrication |
WO2018060611A1 (fr) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | Total Solar International | Procede d'encapsulation de panneaux photovoltaïques en utilisant des materiaux pre-impregnes |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT526115A1 (de) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Das Energy Ltd | Photovoltaik-Paneel und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Paneels |
EP4276916A1 (fr) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Das Energy Limited | Panneau photovoltaïque et procédé de fabrication d'un panneau photovoltaïque |
AT526796A1 (de) * | 2022-12-23 | 2024-07-15 | Das Energy Ltd | Photovoltaik-Paneel und Verfahren zum Herstellen eines Photovoltaik-Paneels |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3090204B1 (fr) | 2021-12-31 |
FR3090204A1 (fr) | 2020-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011086308A1 (fr) | Film resistant a l'humidite a base de polymere fluore et d'oxyde inorganique pour application photovoltaïque | |
FR2955207A1 (fr) | Dispositif collecteur de rayonnement | |
WO2009004178A2 (fr) | Module photovoltaïque comprenant un film polymère et procédé de fabrication d'un tel module | |
EP3859793B1 (fr) | Module photovoltaïque léger comportant une couche avant et une couche arrière en matériaux composites | |
WO2020120712A1 (fr) | Laminât de cellules photovoltaïques résistant à l'humidité et procédé de fabrication d'un tel laminât | |
WO2017085017A1 (fr) | Module photovoltaïque léger comportant une couche avant en verre ou polymère et une couche arrière alvéolaire | |
EP4002491B1 (fr) | Module photovoltaïque léger et flexible amelioré | |
EP3853910A1 (fr) | Laminât flexible de cellules photovoltaïques et procédé de fabrication associé | |
EP3436260B1 (fr) | Vitrage feuillete comprenant une diode electroluminescente | |
WO2013160375A2 (fr) | Module solaire photovoltaïque a architecture specifique | |
WO2019077085A1 (fr) | Laminât flexible de cellules photovoltaïque et procédé de fabrication d'un tel laminât flexible | |
FR3107990A1 (fr) | Module photovoltaïque léger comportant des couches avant et arrière polymère et des renforts fibrés | |
EP3657551B1 (fr) | Dispositif photovoltaïque comportant au moins une couche de revêtement sur au moins un module photovoltaïque avec indicateur d'usure | |
FR3081614A1 (fr) | Module photovoltaique comportant une ou plusieurs diodes de bypass en face arriere d'une cellule photovoltaique du module | |
FR3078825A1 (fr) | Feuille réfléchissante multicouche préformée pour module photovoltaïque et procédé de production | |
EP4082046A1 (fr) | Ensemble pour couverture de surface | |
FR3098994A1 (fr) | Laminât de cellules photovoltaïques et procédé de fabrication associé | |
FR3071357B1 (fr) | Laminat flexible de cellules photovoltaiques et procede associe | |
EP3657552B1 (fr) | Dispositif photovoltaïque comportant au moins une couche de revêtement ponçable sur au moins un module photovoltaïque | |
WO2020025461A1 (fr) | Procédé de fabrication d'un laminat flexible de cellules photovoltaïques | |
WO2023203289A1 (fr) | Module photovoltaïque léger et résistant aux chocs | |
EP4402727A1 (fr) | Module photovoltaïque léger comportant une couche avant en verre et polymère | |
WO2023118124A1 (fr) | Dispositif fonctionnel en structure multicouche dont l'une des couches comprend un materiau composite comportant une resine en polyurethane thermodurcissable et des fibres de verre et procede de fabrication d'un tel dispositif fonctionnel | |
FR3095093A3 (fr) | Procédé de réparation de panneaux photovoltaïques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19828633 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19828633 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |