Brevet FR2673768A1 — publié le 19920911

i Vitre transparente notamment destinée à constituer un panneau de toin coulissant et ouvrant de véhicules automobiles ". La présente invention concerne une vitre transparente pour véhicules notamment un panneau transparent pour toit coulissant, toit relevable ou analogue, ayant une couche extérieure transparente et un composé solaire appliqué à plat contre la surface intérieure de cette couche extérieure.10 Dans les vitres transparentes connues, correspondant à ce type (selon les documents DE 38 17 946 Al et JP 62-1 C 2570 A), le composé solaire comprend une couche semi-conductrice transparente par exemple en silicium amorphe Un composé solaire à matériau15 semi-conducteur amorphe offre certes une transparence pratiquement totale de la vitre par exemple un panneau en verre de toit de véhicule; toutefois, la puissance électrique qu'il fournit est relativement faible Les cellules solair-es à couches semi- conductrices cristallines sont beaucoup plus puissantes Mais de telles couches semi-conductrices cristallines sont opaques. La présente invention a pour but de créer une vitre transparente correspondant au type défini ci-dessus, destinée à être appliquée à des véhicules automob-1 es et qui tout en conservant la partie transparente caractéristique de telles vitres est en mesure par transformation de la lumière incidente en énergie électrique de fournir une puissance plus importante. Ce problème est résolu selon l'invention par une vitre transparente correspondant au type défini ci- dessus, caractérisée en ce que la partie active du composé solaire comprend une partie de surface en un matériau semi-conducteur cristallin situé dans la zone du bord extérieur de la vitre (panneaux) et une autre partie de surface de la vitre en un matériau semi- conducteur amorphe. Dans le cas des vitres transparentes selon l'invention, c'est-à-dire selon le document JP 58- 210680 A, on utilise pour une batterie solaire, de manière connue, un matériau semi-conducteur cristallin fournissant une puissance relativement importante et un matériau semi-conducteur amorphe fournissant une puissance plus faible On utilise le fait que pour les vitres de véhicule, le bord n'est pas transparent, car cette partie de surface sert à recevoir les appuis et les moyens de fixation des vitres Selon l'invention, on utilise ces parties de vitre ne servant pas à la transparence pour créer de l'énergie avec un rendement relativement élevé grâce à des cellules solaires en un matériau semi-conducteur cristallin, par exemple du silicium mono ou polycristallin A titre d'exemple, dans le cas de panneaux de toit de véhicule, on peut conserver une surface transparente telle que celle existant dans les panneaux connus, passifs c'est-à- dire ne fournissant pas d'énergie électrique Mais, les zones restantes, transparentes de la vitre ne sont pas perdues pour l'énergie solaire Bien plus, on les utilise pour créer de l'énergie, même avec un faible rendement en les garnissant totalement ou partiellement de cellules solaires formées d'un matériau semi- conducteur amorphe par exemple du silicium amorphe qui est déposé en couche mince transparente ou est rendu transparent par la réalisation de petits trous. Pour fournir la puissance électrique maximale, il est avantageux que de préférence l'ensemble de la surface de la couche extérieure transparente de la vitre, non occupée par le matériau semi- conducteur cristallin soit garni de cellules solaires dont la partie act-ve est en un matériau semi-conducteur amorphe. Selon un développement de l'invention, les cellules solaires en un matériau semi-conducteur cristallin et les cellules solaires en un matériau semi-conducteur amorphe sont chaque fois branchées pour que la tension fournie par les deux groupes soit la même Cela permet par exemple de brancher en parallèle sans difficulté les circuits électriques des deux groupes de cellules solaires Pour éviter dans un tel cas les effets inverses gênants, il est avantageux de relier les circuits électriques des deux groupes de cellules solaires par des organes de blocage de retour de courant, par exemple sous forme de diodes de blocage de retour de courant ou par des moyens analogues Comme matériau semi-conducteur cristallin, il convient en particulier d'utiliser du silicium mono ou polycristallin et comme matériau semi- conducteur amorphe, il est particulièrement avantageux d'utiliser du silicium amorphe En principe, on peut également utiliser d'autres matériaux semi-conducteurs par exemple avec des combinaisons de sulfure de cadmium et de cadmium-tellurium ou d'arséniure de gallium. Des exemples de réalisation préférentiels de l'invention seront décrits ci-après à l'aide des dessins annexés Ainsi: la figure 1 est une vue de dessus d'un panneau transparent pour le toit coulissant, le toit relevable ou analogue d'un véhicule automobile. la figure 2 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie d'un panneau de verre pour le toit coulissant ou relevable ou analogue d'un véhicule. la figure 3 est une coupe analogue à celle de la figure 2 d'une variante de réalisation du panneau. la figure 4 est un schéma de principe du branchement réciproque des deux groupes de cellules solaires. Le panneau 10 transparent à la lumière, représenté aux figures 1 et 2, destiné à un toit coulissant, un toit relevable ou analogue pour véhicule, comporte une couche extérieure il transparente qui est par exemple en verre, en résine acrylique, en polycarbonate ou analogue Sur le côté intérieur de la couche extérieure 11, on a à plat un composé solaire portant globalement la référence 12. La partie active du composé solaire 12 se compose d'une zone de surface partielle 13 formant la zone du bord extérieur du couvercle 10 et qui est réalisée en un matériau semi-conducteur cristallin et ainsi opaque, par exemple en silicium mono ou polycristallin, et d'une autre partie de surface 14 en un matériau semi-conducteur amorphe comme par exemple du silicium amorphe sous forme de couche mince et qui est ainsi globalement transparent ou est rendu transparent par la réalisation de petits trous Dans le mode de réalisation de la figure 1, pratiquement toute la surface de la couche extérieure 11 transparente, non occupée par le matériau semi- conducteur cristallin, porte des cellules solaires dont la partie active est en un matériau semi- conducteur amorphe Cela signifie que la partie de surface 14 occupe l'ensemble du volume entouré par la partie de surface 13 La zone marginale extérieure opaque forme un habillage qui évite que l'on puisse voir de l'extérieur, les supports et pièces de guidage du panneau. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 2, le composé solaire 12 comprend une feuille inférieure de collage 15 avec une couche intérieure 16 transparente appliquée contre sa face inférieure et qui peut être réalisée dans le même matériau que la couche extérieure 11 La couche extérieure Il et la couche intérieure 16 peuvent être en particulier des plaques de verre clair, ayant par exemple une épaisseur de 2 mm Une cellule solaire 17 cristalline est représentée dans la partie de surface 13 Cette cellule se trouve entre la feuille inférieure de collage 15 et une feuille de collage 18 supérieure également transparente, cette dernière étant collée à la couche extérieure 11 qui se trouve par-dessus Dans la partie de surface 14, il y a des cellules solaires amorphes 19 réalisées sous forme de couches minces, par exemple par dépôt à la vapeur sur le côté inférieur de la couche extérieure 11 Les cellules solaires 19 sont recouvertes par en-dessous par la couche supérieure de collage 18 Une feuille de compensation 20, transparente, dont l'épaisseur correspond au moins approximativement à l'épaisseur des cellules solaires cristallines 17, est placée dans la partie de surface 14 entre les deux feuilles de collage 15 et 18 Le composé solaire 12 comprenant les composants 15 et 17 à 20 peut avoir par exemple une épaisseur de l'ordre de 1 mm. Le couvercle ou panneau 10 est soutenu au niveau de son bord par une tôle intérieure de panneau qui n'est représentée à La figure 2 que dans la zone du bord extérieur La m intérieure 25 est reliée par les couches;l, 16, a G composé solaire 12 ainsi qu'au profil encastré 27 par une masse coulée 26 par exemple sous forme d'adhésif approprié Le profil intégré 27 entoure le bord extérieur de la couche extérieure Il et porte un joint à cavité 28. La figure 3 est une coupe partielle d'un panneau 10 ' transparent d'un toit de véhicule correspondant à une variante de réalisation A la différence de la réalisatrice de la figure 2, le composé solaire 12 ' comporte à la place de la feuille de compensation 20, une feul'le de support 29 transparente dont une face, par exemple la face inférieure porte les cellules solaires 19 amorphes réalisées notamment par dépôt à la vapeur Pour le reste, la structure stratifiée de ce composé correspond à celle du panneau de la figure 2 Le bord extérieur des couches 11, 16 et du composé solaire 12 ' est entouré par un cadre 30 qui peut par exemple être constitué par un joint périphérique, mis en place ou par du polyuréthane expansé, cbtenu par projection La direction d'incidence de l'énergie de rayonnement est indiquée par la flèche 31 La partie de surface 13 avec le matériau semi-conducteur cristallin peut par exemple selon la figure 3, s' étendre vers l'intérieur aussi loin que cela correspond à la dimension de la branche la plus longue 32 située à l'intérieur, du châssis 30. Selon la figure 4, les cellules solaires 17 à matériau semi-conducteur cristallin et les cellules solaires 19, dont la partie active est en un matériau semi-conducteur amorphe, sont branchées en groupes correspondants à chaque type, de manière que la tension fournie par les deux groupes de cellules solaires soit au moins approximativement la même Les circuits électriques des deux groupes de cellules solaires 17 et 19 sont branchés en parallèle Aux groupes de cellules solaires, on a associé des diodes de blocage de retour de courant 36 pour éviter tout retour gênant de courant La référence L désigne une charge qui peut par exemple être constituée par un ventilateur Il est également possible d'assurer la recharge de la batterie du véhicule à l'aide des cellules solaires 17 et 19. Les dispositifs décrits ci-dessus conviennent non seulement pour le panneau de toit de véhicule mais également pour les vitres latérales et la lunette arrière du véhicule. REVENDICATIONS ) Vitre transparente pour véhicules notamment panneau transparent pour toit coulissant, toit relevable ou analogue, ayant une couche extérieure transparente et un composé solaire appliqué à plat contre la surface intérieure de cette couche extérieure, vitre caractérisée en ce que la partie active du composé solaire ( 12) comprend une partie de surface ( 13) en un matériau semi-conducteur cristallin situé dans la zone du bord extérieur de la vitre (panneaux 10, 10 ') et une autre Dartie de surface ( 14) de la vitre en un matériau semi-conducteur amorphe. 2 ) Vitre transparente selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que derrière pratiquement toute la surface de la couche extérieure ( 11) transparente non occupée par le matériau semi- conducteur cristallin, elle est munie de cellules solaires ( 19), dont la partie active est en un matériau semi-conducteur amorphe. 30) Vitre transparente selon l'une quelcon- que des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les cellules solaires ( 17) en matériau semi-conducteur cristallin et les cellules solaires ( 19) en matériau semi-conducteur amorphe sont branchées par groupes, chaque fois de manière séparée, pour que la tension fournie par les deux groupes soit au moins approximativement la même. ) Vitre transparente selon la revendication 3, caractérisée en ce que les circuits électriques des deux groupes de cellules solaires ( 17, 19) sont branchés en parallèle. ) Vitre transparente selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que les circuits électriques des deux groupes de cellules solaires ( 17, 19) sont reliés par des organes de blocage de retour de courant (diodes de blocage de re our de courant 36). ) Vitre transparente selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau semi-conducteur cristallin est du silicium mono ou polycristallin. 7 ) Vitre transparente selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau semi-conducteur amorphe est du silicium amorphe.