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Title:
LAMINATE OF PHOTOVOLTAIC CELLS AND ASSOCIATED PRODUCTION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/008947
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a laminate (1) of photovoltaic cells, comprising at least: a layer of interconnected photovoltaic cells (3), and a front layer (5) and a rear layer (7) for encapsulating the layer of photovoltaic cells (3), said front (5) and rear (7) encapsulating layers taking the layer of photovoltaic cells (3) in a sandwich, characterized in that the front encapsulating layer (5) and the rear encapsulating layer (7) each comprise an encapsulation resin (53, 73) based on methyl polymethacrylate and a glass fiber fabric (51, 71).

Inventors:
CASSAGNE VALÉRICK (FR)
AID SARA (FR)
Application Number:
PCT/EP2020/069147
Publication Date:
January 21, 2021
Filing Date:
July 07, 2020
Export Citation:
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Assignee:
TOTAL SE (FR)
International Classes:
H01L31/048; H01L31/049; H01L31/18
Domestic Patent References:
WO2014081999A12014-05-30
Foreign References:
EP2623314A12013-08-07
EP2863443A12015-04-22
EP3416200A12018-12-19
FR3071357A12019-03-22
US20130133726A12013-05-30
US9312425B22016-04-12
US9035172B22015-05-19
EP3403826A12018-11-21
Attorney, Agent or Firm:
CROONENBROEK, Thomas et al. (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Laminât (1 ) de cellules photovoltaïques comprenant au moins :

— une couche de cellules photovoltaïques (3) connectées entre elles, et

— une couche avant (5) et une couche arrière (7) d’encapsulation de la couche de cellules photovoltaïques (3), lesdites couches avant (5) et arrière (7) d’encapsulation prenant la couche de cellules photovoltaïques (3) en sandwich,

caractérisé en ce que la couche avant d’encapsulation (5) et la couche arrière d'encapsulation (7) comprennent chacune une résine d’encapsulation (53, 73) à base de polyméthacrylate de méthyle et un tissu de fibres de verre (51 , 71 ).

[Revendication 2] Laminât (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première résine d’encapsulation (53) présente une viscosité newtonienne supérieure à 10000 Pa.s à 140°C.

[Revendication 3] Laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première résine d’encapsulation (53) présente une résistivité volumique d’au moins 1015 Q.cm.

[Revendication 4] Laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première résine d’encapsulation (53) présente une transmittance supérieure ou égale à 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les longueurs d’ondes comprises entre 315 nm et 1200 nm.

[Revendication s] Laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tissu de fibres de verre (51 , 71 ) des couches avant (5) et arrière (7) d’encapsulation présente une densité de fibres comprise entre 50 g/m2 et 600 g/m2, et notamment comprise entre 100 g/m2 et 300 g/m2. [Revendication 6] Laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche frontale (11 ) transparente disposée sur la couche avant d'encapsulation (5) du côté opposé aux cellules photovoltaïques (3), configurée pour conférer au laminât des propriétés anti-encrassement et/ou des propriétés anti-réfléchissantes et/ou des propriétés hydrophobes.

[Revendication 7] Laminât (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la couche frontale (11 ) comporte une couche de polyfluorure de vinylidène

[Revendication s] Laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une feuille arrière (9) disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation, ladite feuille arrière (9) comprenant une ou plusieurs couches.

[Revendication s] Laminât (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins une couche de la feuille arrière (9) comprend un polymère hydrophobe.

[Revendication 10] Procédé de fabrication (100) d’un laminât (1 ) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :

— préparation (E1 ) d’un empilement de couches comprenant au moins :

· une couche avant d’encapsulation (5), comprenant au moins une première résine d’encapsulation (53) comprenant du polyméthacrylate de méthyle, et un tissu de fibres de verre (51 ),

• une couche des cellules photovoltaïques (3), et

• une couche arrière d’encapsulation (7), comprenant une deuxième résine d’encapsulation (73) comprenant du polyméthacrylate de méthyle, et un tissu de fibres de verre (71 ),

— introduction (E2) de l’empilement de couches dans une chambre de lamination d’un four de lamination, — tirage sous vide (E3), afin d’aspirer l’air à l’intérieur de la chambre de lamination et entre les différentes couches de l’empilement,

— compression (E4) de l’empilement de couches,

— chauffage (E5) de la chambre de lamination à une température prédéterminée afin de permettre un déclenchement d’une réaction de polymérisation de la première (53) et de la deuxième (73) résines d’encapsulation,

— ventilation (E6) de la chambre de lamination, et

— extraction (E7) du laminât (1 ) de la chambre de lamination.

[Revendication 11] Procédé de fabrication (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tissu de fibres de verre (51 , 71 ) de la couche avant ou arrière d’encapsulation (5, 7) est imprégné avec la deuxième résine d’encapsulation (73) lors d’une étape de pré-imprégnation (E0) préalable à l’étape de préparation (E1 ) de l’empilement de couches.

[Revendication 12] Procédé de fabrication (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que la couche avant et/ou arrière d’encapsulation (5, 7), comprend au moins une feuille de résine d’encapsulation (53, 73) comprenant du polyméthacrylate de méthyle, et un tissu de fibres de verre (51 , 71 ), la feuille de résine d'encapsulation (53, 73) et le tissu de fibres de verre (51 , 71 ) étant empilés lors de l'étape de préparation (E1 ) d'un empilement de couches.

Description:
Description

Titre de l'invention : Laminât de cellules photovoltaïques et procédé de fabrication associé

La présente invention concerne le domaine des modules photovoltaïques. Plus particulièrement, la présente invention concerne des modules photovoltaïques laminés. Par ailleurs, la présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication d’un tel laminât constituant le module photovoltaïque.

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.

La composition des modules photovoltaïques doit être suffisamment fine pour limiter leurs poids et leurs encombrements, 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. 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, parfois 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, de l’eau et des rayonnements ultra-violets.

En outre, la forme du support peut varier de façon sensible, et notamment présenter une surface de réception incurvée. Il est donc nécessaire de pouvoir adapter la forme du module photovoltaïque à celle du support. De façon générale, lors de la conception et de la fabrication d’un module photovoltaïque encapsulé, également appelé laminé, on cherche à assurer au module photovoltaïque l’ensemble des propriétés suivantes :

épaisseur minimale,

légèreté,

déformabilité,

flexibilité,

translucidité,

étanchéité,

fiabilité,

robustesse.

Toutefois, il a été constaté que les résines de type éthylène-acétate de vinyle (EVA) ou de type époxy, utilisées pour encapsuler les cellules photovoltaïques du laminât, ont tendance à jaunir du fait de leur exposition aux rayonnements ultra violet, ce qui diminue les rendements de conversion dans le temps du laminât, notamment lorsque ces résines forment une couche avant d’encapsulation, c’est- à-dire la couche du laminât destinée à être traversée en premier par les rayons lumineux du soleil.

On connaît des documents US 2013/0133726, US 9312425, US 9035172, et WO 2014/081999, l’utilisation d’une résine d’encapsulation de type polyoléfine. Ces documents précisent que les polyoléfines ne jaunissent pas au fur et à mesure de leur exposition aux rayonnements ultraviolets, ce qui permet notamment de prévenir les pertes de rendements de conversion des modules photovoltaïques.

On connaît par ailleurs la lamination de différentes couches de résines et de cellules pour créer des modules photovoltaïques laminés souples et légers. Le document EP3403826A1 décrit par exemple un procédé de lamination.

Lors de la lamination et ensuite lors de l'utilisation, des problèmes de compatibilité entre les différents matériaux peuvent survenir. Ces problèmes de compatibilité entraînent à long terme des séparations dans les couches, qui peuvent finir par rendre le module inopérant par infiltration d'eau.

La présente invention a pour objectif de pallier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur exposés ci-dessus, en proposant un laminât dont les rendements de conversion et l’intégrité ne s’altèrent pas dans le temps. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé de fabrication d’un tel laminât.

Afin d’atteindre au moins partiellement au moins un des objectifs précités, la présente invention a pour objet un laminât de cellules photovoltaïques comprenant au moins :

une couche de cellules photovoltaïques connectées entre elles, et

une couche avant et une couche arrière d’encapsulation de la couche de cellules photovoltaïques, lesdites couches avant et arrière d’encapsulation prenant la couche de cellules photovoltaïques en sandwich,

la couche avant d’encapsulation et la couche arrière d'encapsulation comprenant une résine d'encapsulation à base de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), et un tissu de fibres de verre.

L’utilisation d’une résine d’encapsulation à base de PMMA à la fois pour la couche avant et la couche arrière d’encapsulation permet d'obtenir un module photovoltaïque stable du fait de la compatibilité des résines. Le PMMA est en outre stable, et présente, sous sa forme dite "cristal" une transparence élevée.

Le laminât selon la présente invention peut présenter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.

La résine d’encapsulation peut présenter une viscosité newtonienne supérieure à 10000 Pa.s à 140°C.

La résine d’encapsulation peut présenter une résistivité volumique comprise entre 14. 10 15 Q.cm et 16. 10 15 Q.cm.

De manière optionnelle, le polyméthacrylate de méthyle peut présenter une dureté en échelle de mesure Shore D comprise entre 60 et 70.

De manière alternative ou en complément, le polyméthacrylate de méthyle peut présenter une résistance en traction comprise entre 48 et 76 MPa.

Le tissu de fibres de verre de la couche arrière ou de la couche avant d’encapsulation peut présenter une densité de fibres comprise entre 50 g/m 2 et 600 g/m 2 , et notamment comprise entre 100 g/m 2 et 300 g/m 2 .

Les fibres de verre composant le tissu de fibres de verre présentent un diamètre compris entre 0,01 mm et 0,1 mm.

La couche avant d’encapsulation peut présenter une transmittance supérieure ou égale à 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les longueurs d’ondes comprises entre 315 nm et 1200 nm. Le laminât peut comporter une feuille arrière disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation, ladite feuille arrière comprenant une ou plusieurs couches.

Au moins une couche de la feuille arrière peut comprendre un polymère hydrophobe.

Le polymère hydrophobe peut être un polymère fluoré choisi parmi les polyfluorures de vinylidène (PVDF), les polyfluorures de vinyle (PVF), les polytétrafluoroéthylènes (PTFE), les éthylènes tétrafluoroéthylènes (ETFE).

Le polymère hydrophobe peut être choisi parmi les polypropylènes (PP), les sulfures de polyphénylènes (PPS), les polyesters, les polycarbonates, les oxydes de polyphénylènes (PPO), les polyéthylènes téréphtalates (PET), les polyuréthanes, les acryliques, ou les silicones.

Le laminât peut présenter une couche frontale transparente disposée au contact de la couche avant d’encapsulation, ladite couche avant étant configurée pour conférer au laminât des propriétés anti-encrassement et/ou des propriétés anti-réfléchissantes et/ou des propriétés hydrophobes.

La couche frontale peut être formée par un film ou un vernis.

La couche frontale peut comporter une couche de polyfluorures de vinylidène (PVDF) ou encore de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), ETFE, PTFE, PVF, PET ou autres.

La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un laminât tel que défini précédemment, le procédé comprenant les étapes suivantes :

préparation d’un empilement de couches comprenant au moins :

une couche avant d’encapsulation, comprenant une résine d'encapsulation à base de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), et un tissu de fibres de verre, une couche des cellules photovoltaïques, et

une couche arrière d’encapsulation, comprenant une résine d'encapsulation à base de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), et un tissu de fibres de verre, introduction de l’empilement de couches dans une chambre de lamination d’un four 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 afin de former le laminât, chauffage de la chambre de lamination à une température prédéterminée afin de permettre un déclenchement de la fusion du polyméthacrylate de méthyle (PMMA),

ventilation de la chambre de lamination, et

extraction du laminât de la chambre de lamination.

Le procédé de fabrication peut comprendre en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.

Selon un mode de réalisation particulier, le tissu de fibres de verre de la couche avant et/ou arrière d’encapsulation peut être imprégné avec la résine d’encapsulation lors d’une étape de pré-imprégnation préalable à l’étape de préparation de l’empilement de couches.

Selon un mode de réalisation particulier, la couche avant et/ou arrière d’encapsulation peut comprendre au moins une feuille de résine d’encapsulation comprenant du polyméthacrylate de méthyle, et un tissu de fibres de verre, la feuille de résine d'encapsulation et le tissu de fibres de verre étant empilés lors de l'étape de préparation d'un empilement.

Selon un aspect, une feuille avant de polyfluorures de vinylidène (PVDF) peut être laminée avec l’empilement de couches lors de l’étape de compression de l’empilement de couches.

Selon une variante, la couche frontale de polyfluorures de vinylidène (PVDF) peut être disposée sur la couche avant d’encapsulation après l’étape d’extraction du laminât de la chambre de lamination par pulvérisation ou application d'un vernis.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

[Fig. 1 ] est une représentation schématique de dessus d’un laminât,

[Fig. 2] est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon un mode de réalisation particulier,

[Fig. 3] est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon une variante,

[Fig. 4] est une représentation schématique en coupe transversale du laminât de la figure 1 selon une autre variante, et

[Fig. 5] 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 numériques.

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 uniquement 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 description suivante, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et deuxième 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 proches mais non identiques 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 pour apprécier tel ou tel critère.

Dans la description suivante, on entend par « couche avant », la surface du laminât exposée en premier aux rayons solaires à l’état installé du laminât. De même, on entend par « couche arrière » dans la description suivante, la couche opposée à la couche avant, c’est-à-dire la surface qui est impactée en dernier par les rayons solaires lors de leur passage à travers le laminât à l’état installé du laminât.

D’autre part, en référence aux figures 2 à 4, les différentes couches composant un laminât 1 sont espacées les unes des autres. Cette représentation est uniquement réalisée pour mieux identifier les différentes couches. A l’état livré du laminât 1 , les différentes couches représentées sont en contact les unes avec les autres. En particulier, des couches de résine et de tissu de fibres de verre sont représentées sous forme de couches séparées, cependant, à l'état laminé les couches de résine imprègnent les couches de fibres de verre, et sont donc confondues.

En référence aux figures 1 à 4, il est représenté un laminât 1 de cellules photovoltaïques. Le laminât 1 comprend au moins une couche de cellules photovoltaïques 3 connectées entre elles et une couche avant 5 et une couche arrière 7 d’encapsulation de la couche de cellules photovoltaïques 3. Les couches avant 5 et arrière 7 d’encapsulation prennent la couche de cellules photovoltaïques 3 en sandwich.

La couche de cellules photovoltaïques 3 peut être composée de cellules photovoltaïques en silicium, comme par exemple en silicium monocristallin, multicristallin, ou encore en couches minces. De manière alternative, d’autres types de cellules photovoltaïques peuvent également être utilisées pour former cette couche de cellules photovoltaïques 3, comme par exemple des cellules photovoltaïques organiques.

La couche avant d’encapsulation 5 comprend au moins une première résine d’encapsulation 53. Afin que le laminât 1 présente de bons rendements de conversion, la couche avant d’encapsulation 5 présente une transmittance supérieure ou égale à 80 %, de préférence supérieure à 90 %, pour les longueurs d’ondes comprises entre 315 nm et 1200 nm. En effet, il est nécessaire que cette couche avant d’encapsulation 5 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.

La première résine d’encapsulation 53 comprend une résine à base de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) imprégnant un tissu de fibres de verre 51.

Plus particulièrement, le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) de la couche avant ou première couche d'encapsulation peut être choisi parmi les poly méthacrylates de méthyle de type "cristal" à haute transparence.

Le polyméthacrylate de méthyle est avantageusement additionné d'additifs de sorte à présenter une dureté en échelle de mesure Shore D comprise entre 60 et 70. Selon la définition des normes ISO 868. Une telle dureté pour le PMMA permet de protéger les cellules photovoltaïques 3 des chocs ou des impacts que ces dernières peuvent être amenées à subir une fois ce laminât 1 installé ou encore lors du transport ou du stockage de ce laminât 1.

Par ailleurs, le polyméthacrylate de méthyle de la première résine d’encapsulation 53 présente une résistance en traction comprise entre 48 et 76 MPa et un allongement en traction supérieur à 10 %. De telles propriétés de traction permettent à la couche avant d’encapsulation 5 d’être déformable et de conférer des propriétés de flexibilité au laminât 1 , comme cela est développé plus en détail ultérieurement. D’autre part, la couche arrière d’encapsulation 7 comprend au moins un tissu de fibres de verre 71 et une deuxième résine d’encapsulation 73 à base de polyméthacrylate de méthyle.

Le polyméthacrylate de méthyle de la deuxième résine d’encapsulation 73 peut être choisi pour des propriétés autres que sa transparence, et notamment pour une meilleure résistance à la déformation, un poids moins important, une meilleure stabilité chimique, une meilleure résistance à l'infiltration d'eau.

Par ailleurs, la première 53 et la deuxième 73 résines d’encapsulation peuvent présenter une viscosité newtonienne supérieure à 10000 Pa.s à 140°C. La valeur de la viscosité est un critère important pour la performance et la fiabilité du laminât 1 . En effet, si cette dernière est trop importante, la première 53 et la deuxième 73 résine d’encapsulation ne pourra pas facilement diffuser dans les fibres du tissus de fibres de verre 51 , 71 ou encore entre les cellules photovoltaïques et donc assurer la transparence de la couche arrière d’encapsulation 7, ou encore le contact avec les cellules photovoltaïques 3, ce qui pourrait être préjudiciable à l’intégrité du laminât 1 .

D’autre part, les première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation présentent une résistivité volumique d’au moins 10 15 Q.cm, notamment entre 14. 10 15 Q.cm et 16. 10 15 Q.cm. Ces première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation correspondent donc à des isolants. En effet, pour prévenir les courts-circuits entre les différentes cellules photovoltaïques de la couche de cellules photovoltaïques 3, il est nécessaire que les première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation soient des isolant car elles sont en contact avec les cellules photovoltaïques 3 du laminât 1 .

Par ailleurs, les tissus de fibres de verre 51 , 71 des couches avant et arrière d’encapsulation 5, 7 présentent une densité de fibres comprise entre 50 g/m 2 et 600 g/m 2 , et notamment comprise entre 100 g/m 2 et 300 g/m 2 . La densité du tissu de fibres de verre permet aux résines d’encapsulation 53, 73 de diffuser à travers ce tissus de fibres de verre 51 , 71 au cours du procédé de fabrication de ce laminât 1 et également de protéger la couche de cellules photovoltaïques 3 d’éventuels chocs, impacts, ou encore déformations qu’elle pourrait subir au cours du transport du laminât 1 , de son installation ou encore au cours de son fonctionnement comme ce laminât 1 est destiné à être installé en extérieur. Ainsi, ce tissu de fibres de verre 51 , 71 permet d’assurer l’intégrité physique du laminât 1 dans le temps. Ce tissu de fibres de verre 51 , 71 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 et des propriétés de résistance en tension et en compression satisfaisantes pour permettre leur utilisation comme composant du laminât 1.

D’autre part, les fibres de verre composant le tissu de fibres de verre 51 , 71 peuvent présenter un diamètre compris entre 0,01 mm et 0,1 mm. Selon le mode de réalisation particulier de la figure 5, la couche frontale d’encapsulation 5 peut comporter au moins un tissu de fibres de verre 51. Ce tissu de fibres de verre 51 de la couche frontale d’encapsulation 5 peut présenter les mêmes propriétés physico-chimiques que le tissu de fibres de verre 71 de la couche arrière d’encapsulation 7 décrites précédemment. Par ailleurs, la présence de ce tissus de fibres de verre 51 contribue également à améliorer la résistance de ce laminât 1 aux impacts que celui-ci peut être amené à subir lorsqu’il est installé par exemple sur le toit d’un bâtiment.

En référence aux figures 1 à 3, les couches avant 5 et arrière 7 d’encapsulation présentent une épaisseur pouvant être comprise entre 0,05 mm et 3 mm. Une telle épaisseur des couches avant 5 et arrière 7 d’encapsulation permet l’obtention d’un laminât 1 de faible épaisseur, ce qui permet notamment de limiter les coûts liés à son stockage ou encore à son transport.

Par ailleurs, les différents éléments constitutifs 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/m 2 . Par exemple, pour un laminât 1 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/m 2 , ou encore pour un laminât présentant une longueur de 2030 mm et une largeur de 800 mm un tel laminât 1 présente une masse de 6,9 kg ce qui représente une masse par unité de surface de 4,24 kg/m 2 .

De plus, un tel laminât 1 présente des propriétés de flexibilité qui permettent également de faciliter son transport ainsi que son installation. On entend ici 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.

Selon le mode de réalisation particulier de la figure 2, le laminât 1 présente uniquement la couche avant 5 et la couche arrière 7 d’encapsulation encapsulant la couche de cellules photovoltaïques 3.

Selon une variante représentée en référence à la figure 3, le laminât 1 peut comporter une couche frontale 11 transparente, soit sous forme d'une couche supplémentaire rapportée lors de la lamination, soit sous forme de couche de vernis appliquée ou pulvérisée sur la surface frontale (opposée aux cellules 3) de la couche avant d'encapsulation 5, après la lamination.

On entend ici par transparente, le fait que cette couche frontale 11 présente une transmittance supérieure ou égale à 80 %, de préférence supérieure ou égale à 90 %, pour les longueurs d’onde comprises entre 315 nm et 1200 nm.

La couche frontale 11 peut notamment comporter une couche de polyfluorure de vinylidène (PVDF), dont la miscibilité avec le polyméthacrylate de méthyle est importante. La couche frontale 11 est configurée pour conférer au laminât des propriétés anti-encrassement et/ou des propriétés optiques dont anti réfléchissantes et/ou des propriétés hydrophobes.

Selon une variante représentée en référence à la figure 4, le laminât 1 peut comporter une feuille arrière 9 disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation 7. La feuille arrière 9 peut comprendre une ou plusieurs couches.

La couche frontale 1 1 et la feuille arrière 9 peuvent conférer au laminât 1 des propriétés additionnelles ou renforcer certaines des propriétés des première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation.

Par exemple, au moins une couche de la feuille arrière 9 peut comprendre un polymère hydrophobe afin d’améliorer la résistance à l’humidité du laminât 1. Ce polymère hydrophobe peut être un polymère fluoré choisi parmi les polyfluorures de vinylidène (PVDF), les polyfluorures de vinyle (PVF), les polytétrafluoroéthylènes (PTFE), les éthylène tétrafluoroéthylènes (ETFE), ou encore être choisi parmi les polypropylènes (PP), les sulfures de polyphénylènes (PPS), les polyesters, les polycarbonates, les oxydes de polyphénylènes (PPO), les polyéthylène téréphtalates (PET), les polyuréthanes, les acryliques, ou les silicones.

Par ailleurs, selon une variante non représentée ici, le laminât 1 peut présenter la feuille arrière 9 et la couche frontale 11. En référence aux différents modes de réalisation particuliers représentés en référence aux figures 3 et 4, la présence de la feuille arrière 9 ou encore de la couche frontale 11 n’altèrent pas les propriétés de flexibilité du laminât 1. De plus, cette feuille arrière 9 ou encore cette couche frontale 11 sont de faible épaisseur, ce qui permet entre autre de conserver un laminât 1 dont l’épaisseur peut rester inférieure à 5 mm et présentant également une masse inférieure ou égale à 5 kg/m 2 pour un laminât présentant des dimensions telles qu’énoncées précédemment.

En référence à la figure 5, il est représenté un organigramme schématisant un procédé de fabrication 100 du laminât 1 décrit précédemment.

Le procédé de fabrication 100 comprend une étape de préparation E1 d’un empilement de couches comprenant au moins une couche avant d’encapsulation 5, une couche des cellules photovoltaïques 3, et une couche arrière d’encapsulation 7 telles que décrites précédemment.

Le procédé de fabrication 100 met ensuite en œuvre une étape d’introduction E2 de l’empilement de couches dans une chambre de lamination d’un four de lamination, puis une étape de tirage sous vide E3, afin d’aspirer l’air à l’intérieur de la chambre de lamination et entre les différentes couches de l’empilement. Cette étape de tirage sous vide E3 peut par exemple être réalisée à l’aide d’une pompe à vide. A la fin de cette étape de tirage sous vide E3, la pression à l’intérieur de la chambre de lamination peut être inférieure à 20 mbar, et notamment de l’ordre de 1 mbar.

L’évacuation de l’air de l’intérieur de la chambre de lamination permet notamment de prévenir la formation de bulles dans les première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation lors de leur réaction de polymérisation. Cette étape de tirage sous vide E3 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 des première 53 et deuxième 73 résines 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.

Une fois cette pression atteinte à l’intérieur de la chambre de lamination, le procédé de fabrication 100 met en œuvre une étape de compression E4 de l’empilement de couches afin de former le laminât 1. Pour ce faire la chambre de lamination peut présenter une plaque mobile configurée pour venir comprimer l’empilement de couches.

Une fois cette pression appliquée sur l’empilement de couches, le procédé de fabrication 100 met en oeuvre une étape de chauffage E5 de la chambre de lamination à une température prédéterminée afin de permettre un déclenchement d’une fusion de la première 53 et de la deuxième 73 résines d’encapsulation. Cette température prédéterminée correspond à la température de polymérisation de la (ou des) résine(s) d’encapsulation choisie(s). Par ailleurs, au cours de cette étape de chauffage E5, la pompe à vide est maintenue en fonctionnement de manière à aspirer les fumées et les vapeurs qui pourraient être produites au cours de la réaction de polymérisation des première 53 et deuxième 73 résines d’encapsulation.

Après une durée prédéterminée, par exemple de l’ordre de 5 minutes, la pompe à vide est stoppée et le procédé met en oeuvre une étape de ventilation E6 de la chambre de lamination, puis une étape d’extraction E7 du laminât 1 obtenu de la chambre de lamination.

Selon un mode de réalisation particulier et de manière optionnelle, le tissu de fibres de verre 71 de la couche arrière d’encapsulation 7, et/ou le tissus de fibres de verre 51 de la couche avant d’encapsulation 5, peut être imprégné respectivement avec la deuxième résine d’encapsulation 73 ou la première résine d’encapsulation 53. Pour ce faire, le procédé de fabrication 100 peut comprendre une étape de pré-imprégnation E0 préalable à l’étape de préparation E1 de l’empilement de couches. En effet, il peut être possible d’avoir des tissus de fibres de verre 51 , 71 déjà imprégnés avec la première 53 ou la deuxième 73 résine d’encapsulation. Ainsi, il est possible de diminuer les temps nécessaires à la réalisation ce procédé de fabrication 100.

La feuille arrière 9 et/ou la couche frontale 11 peuvent être laminées avec l’empilement de couches lors de l’étape de compression E4 de l’empilement de couches lorsque les matériaux constitutifs de la feuille arrière 9 ou de la couche frontale 11 présentent des températures de fusion suffisantes pour résister à l’étape de chauffe E5 de l’empilement de couches, ou encore pour que ces matériaux constitutifs ne subissent pas de dégradation thermique liée à cette étape de chauffe E5.

Pour cela, l’empilement de couches peut comprendre en outre la feuille arrière 9 disposée au contact de la couche arrière d’encapsulation 7 de manière à ce que la couche arrière d’encapsulation 7 est prise en sandwich entre la feuille arrière 9 et la couche de cellules photovoltaïques 3, ou encore l’empilement de couches peut comprendre en outre la couche frontale 1 1 disposée au contact de la couche avant d’encapsulation 5 de manière à ce que la couche avant d’encapsulation 5 est prise en sandwich entre la couche frontale 11 et la couche de cellules photovoltaïques 3.

De manière alternative, la feuille arrière 9 peut être disposée sur la couche arrière d’encapsulation 7 lors d’une étape de dépôt de la couche arrière E8 postérieure à l’étape d’extraction E7 du laminât flexible 1 de la chambre de lamination, ou encore la couche frontale 11 peut être disposée sur la couche avant d’encapsulation 5 lors d’une étape de dépôt de la couche avant E8’ postérieure à l’étape d’extraction E7 du laminât flexible 1 de la chambre de lamination.

De manière analogue, une feuille correspondant à la couche frontale 11 peut être disposée sur la couche de résine 53 et/ou de tissu de fibres de verre 51 correspondant à la couche avant d'encapsulation 5, du côté opposé aux cellules 3 de celle-ci.

Selon cette alternative, les étapes de dépôt de la couche arrière E8 ou de la couche avant E8’ peuvent être réalisées après l’étape d’extraction E7 du laminât flexible 1 de la chambre de lamination par une des techniques suivantes : trempage, impression, dépôt physique en phase vapeur, dépôt chimique en phase vapeur, revêtement, ou encore collage.

La couche frontale 11 peut notamment être appliquée, comme précisé plus haut, par pulvérisation ou application sous forme d'une couche de vernis de PVDF après lamination.

Les modes de réalisations particuliers décrits ci-dessus sont donnés à titre illustratif et non limitatif. En effet, il est tout à fait possible pour l’homme de l’art de modifier l’épaisseur des couches avant 5 et arrière 7 d’encapsulation sans sortir du cadre de la présente invention.

Ainsi, l’obtention d’un laminât 1 dont les pertes de rendement de conversion sont prévenues et dont l’intégrité physique dans le temps est assurée est possible.