Brevet FR2938078A1 — publié le 20100507

VITRAGE A ZONES CONCENTRANT LA LUMIERE PAR ECHANGE IONIQUE L'invention concerne le domaine des concentrateurs solaires pour systèmes photovoltaïques qui permettent de collecter une quantité équivalente d'énergie lumineuse pour une surface de couche active réduite. Le dispositif objet de l'invention met à profit des phénomènes de réflexion totale de la lumière au sein de concentrateurs réalisés au moyen d'un substrat à fonction verrière, l'objectif étant de réfléchir la totalité de la lumière vers des zones recouvertes de couche active fonctionnelle assurant la conversion énergétique entre la lumière et l'énergie électrique, au sein de cellules photovoltaïques. Parmi les différentes technologies de cellules photovoltaïques, celle à base de silicium en wafer (monocristallin ou poly-cristallin) est largement dominante, avec environ 95% de parts de marché. Remarquons par ailleurs qu'un certain nombre de technologies en couches minces (Si amorphe, CIS, CdTe,...) voient le jour avec des rendements énergétiques et des coûts de fabrication plus ou moins intéressants. On sait que la quantité d'énergie générée par un dispositif photovoltaïque est influencée par différents facteurs et tout particulièrement par la quantité d'énergie solaire absorbée par un module, l'efficacité de conversion des cellules comprises dans ledit module, ainsi que l'intensité de la lumière impactant le module. De nombreuses recherches visent actuellement à améliorer la technologie propre à chacun de ces aspects. En outre, la quantité totale d'énergie générée par le dispositif est aussi bien évidemment directement proportionnelle à la surface recouverte par le dispositif, et plus précisément par la surface cumulée recouverte par l'ensemble des cellules photovoltaïques incorporées dans le système de conversion. Ainsi la quantité d'énergie mais également le coût de l'investissement sont actuellement directement proportionnels à la taille de l'installation. Plus particulièrement, l'élément principal qui limite actuellement une croissance encore plus forte est le coût et la qualité du Silicium utilisé dans la fabrication des cellules photovoltaïques, dont le marché de l'énergie solaire est le plus gros débouché. Tout particulièrement, ceci explique que le coût d'une installation actuelle croisse non plus essentiellement en fonction de la taille globale de l'installation, mais surtout en fonction de la partie couverte par les cellules photovoltaïques elles-mêmes. Dans ce contexte, une approche déjà décrite consiste à réaliser des modules solaires de grande surface intégrant un substrat texturé qui permet la concentration de la lumière sur des cellules de surface plus petite. Dans ces modules, pour des dimensions sensiblement identiques du dispositif et une quantité d'énergie recueillie sensiblement équivalente, l'introduction de concentrateurs de la lumière permet de diminuer sensiblement la surface propre des cellules photovoltaïques, diminuant par là le coût global de l'installation. La demande de brevet W02006/133126 ou la demande US2006/272698 décrivent des modes de réalisation possible d'un substrat texturé jouant le rôle de concentrateur de la lumière. Pour illustrer les principes de fonctionnement de ce type de concentrateur de la lumière, on l'a représenté schématiquement selon une vue en perspective (cf figure la) et une vue en coupe (cf. figure lb). Ainsi, un module photovoltaïque 1 est formé d'une série de cellules photovoltaïques élémentaires 4 se présentant sous la forme de bandes collées à un substrat verrier 5. Le substrat 5 présente une texturation 7 du type bidimensionnelle, tel que représenté sur la figure la, configurée pour permettre le piégeage de la lumière. Plus particulièrement, la texturation 7 peut être décrite comme constituée par une succession de prismes triangulaires 8, parallèles entre eux et dont l'extrémité est tronquée, de telle façon que le substrat présente, sur son coté intérieur, une bande plane 11 dont la surface correspond à celle de la bande photovoltaïque 4 placée en vis à vis. Le principe de fonctionnement est facilement compréhensible si l'on considère la trajectoire des rayons 2 et 2', tel que représenté sur la Figure lb. Les deux rayons sont réfractés à l'interface air-verre 6. Le rayon 2 réfracté arrive directement sur la cellule photovoltaïque 4, alors que le rayon 2' subit une réflexion interne totale, au point 3, avant d'atteindre la cellule 4. L'homme de l'art comprend ainsi aisément que les rayons présentant des angles d'incidence même relativement élevés par rapport à la normale à la surface du substrat 5 seront néanmoins collectés par les cellules photovoltaïques, ce qui induit une concentration de la lumière, au sens de la présente invention. Un facteur de concentration peut également être facilement calculé, correspondant au rapport entre l'espacement 10 entre deux texturations successives et la largeur des cellules photovoltaïques, c'est-à-dire la largeur 9 de la bande 11. Le terme �espacement� selon la présente invention correspond au pas du motif de texturation, ou encore à la distance entre les positions médianes de deux cellules successives. En outre, l'angle de réception des rayons lumineux peut être sensiblement augmenté en utilisant une texturation dont les reliefs sont comparables à ceux décrits en relation avec la figure la ou la figure lb mais avec des flancs arrondis. Des flancs paraboliques sont apparus très efficaces pour le piégeage de la lumière. Parmi les différents matériaux utilisables pour le substrat 5, un verre minéral présente de nombreux avantages, en particulier pour ce qui concerne la tenue au cours du temps, pour sa grande résistance à la température ou aux UV par exemple. Un verre avec une basse teneur en fer est préféré pour réduire au minimum l'absorption. En particulier le verre Albarino� de la société Saint-Gobain Glass. L'inconvénient de cet état de la technique vient du fait que pour le bon fonctionnement du système, un coin d'air (ou de vide, ou d'un gaz quelconque), doit être laissé entre deux prismes tronqués adjacents. Ceci peut induire : - des difficultés de fabrication car en général les modules sont feuilletés et lors du feuilletage toutes les bulles d'air sont supprimées, - un mauvais vieillissement du module (délamination qui va se produire à partir du coin d'air, corrosion de la cellule,...), - des difficultés importantes lors de la fabrication précise d'une telle plaque texturée apparaissent (les méthodes standard comme le laminage du verre sont peu précises). L'objet de l'invention est donc de remplacer ce substrat de verre texturé par un substrat de verre plan présentant une alternance de zones à bas indice de réfraction n 1 et à haut indice de réfraction n2, la différence d'indice n2-n1 étant supérieure ou égale à 0,1. Selon la présente invention, on crée des zones à haut indice de réfraction de la lumière à partir de la surface libre du verre qui ne reçoit pas le flux solaire. Ces zones à haut indice de réfraction n2 sont séparées les unes des autres par des zones à bas indice de réfraction n 1. Les zones à haut indice de réfraction, espacées les unes des autres selon une période constante, se rejoignent soit sur un plan à l'intérieur du vitrage, soit à la surface libre du vitrage qui reçoit le flux solaire. On forme ainsi dans les zones à haut indice de réfraction un dispositif de convergence optique, communément appelé concentrateur optique, qui permet de concentrer des rayons lumineux à la surface libre du verre qui ne reçoit pas le flux solaire, en regard de laquelle on placera avantageusement un élément fonctionnel d'un module solaire ou photovoltaïque permettant de transformer de l'énergie lumineuse en énergie électrique. A cet effet, la présente invention vise un verre minéral plat comprenant une première surface libre et une deuxième surface libre, qui se caractérise en ce qu'il comporte - des groupes de zones à haut indice et bas indice de réfraction formées dans l'épaisseur du verre plat selon une profondeur comprise entre 1 et 1000 �m à partir de la première surface libre, - lesdites zones à haut indice et bas indice étant alternées, les zones à haut indice de réfraction s'évasant à partir de la première surface libre vers la deuxième surface libre, et les surfaces enveloppes des zones à haut indice formant un angle 6 au moins égal à 65 et 70 ° par rapport à la première surface libre Selon une première variante de l'invention, le verre comprend dans son épaisseur une alternance de zones à haut indice de réfraction dont l'enveloppe forme est un trapèze (En volume, il s'agit d'un prisme à base trapézoïdale). Les zones sont alternées, selon deux directions sécantes, comme cela est précisé en figure 4 par exemple. Selon une autre variante de l'invention, les zones peuvent 10 également présenter des flancs ou une enveloppe de forme arrondie ou sphérique comme cela est précisé sur la figure 5. Les compositions des zones à haut et bas indices de réfraction diffèrent par la teneur en au moins un élément cationique. Par élément cationique, on entend un élément dont la forme ionique est positive. Par 15 exemple, la forme ionique d'un atome de sodium est le cation Na+. De même, la forme ionique d'un atome d'argent est le cation Ag+. Dans un verre minéral, l'élément cationique se trouve sous forme d'oxyde et ses liaisons avec les atomes d'oxygène sont partiellement ioniques et partiellement covalentes. 20 La surface libre du verre qui reçoit le flux solaire est plane. Le verre selon l'invention est monolithique puisqu'il est constitué d'une seule matrice verrière dont la composition a été localement modifiée au niveau des zones à haut indice de réfraction par échange ionique. Ces zones sont créées par échange ionique entre au moins un 25 élément contenu dans le verre et au moins un élément apporté par un milieu mis en contact avec le verre. On peut notamment échanger des atomes de sodium contenus dans le verre par des atomes d'argent apportés par un sel d'argent ou par des atomes de thallium apportés par un sel de thallium mis en contact avec le verre. Le sel d'argent peut 30 notamment être du nitrate d'argent AgNO3, le sel de thallium du nitrate de thallium T1NO3. Le sodium quitte le verre pour former un dérivé du sodium. Cet échange ionique crée, dans l'épaisseur du verre, une alternance de milieux différents présentant des indices de réfraction différents sans modifier le relief initial de la surface du verre. Cet échange ionique est réalisé par migration sous champ électrique, ce qui permet l'obtention de zones de saut d'indice à forme contrôlée. En particulier, ces zones peuvent être avantageusement de forme trapézoïdale ou partiellement sphérique ou arrondie comme cela a été expliqué ci-dessus. Ainsi, si le verre est lisse avant l'échange ionique, il est encore lisse après l'échange ionique. Pour réaliser une alternance de zones de forme trapézoïdale, on met la surface du verre opposée à la face recevant le flux solaire en contact avec une alternance de deux matériaux, sources d'ions à faire migrer dans le verre pour créer lesdites zones. Ces matériaux sont déposés sous forme de bande ayant un profil adapté ou conforme à celui que l'on veut obtenir après diffusion des ions. Ainsi, pour obtenir des zones en forme de trapèze, il conviendra d'utiliser des bandes de matériau ayant un profil trapézoïdal. En volume, ces zones définissent des prismes à base trapézoïdale. L'invention concerne ainsi également un procédé de fabrication d'un verre comprenant la mise en contact d'un verre (au départ sans zones) avec une alternance de bandes de deux matériaux différents sources d'ions différents pouvant migrer dans le verre sous l'effet d'un champ électrique, et comprenant l'application d'un champ électrique. Les zones sont créées sous les bandes des deux matériaux. La géométrie de la surface des zones en surface du verre correspond à la géométrie de la surface de contact des matériaux avec le verre. Les zones alternées créées dans le verre sont enrichies en l'élément ionique issu du matériau qui se trouvait directement au-dessus. Pour créer cette alternance, le matériau source de l'ion à forte polarisabilité, c'est- à-dire source de l'ion qui entrera dans la composition de la zone à haut indice de réfraction, est sous forme solide (généralement un émail ou un métal comme l'argent), et disposé en bande en surface du verre, l'autre pouvant être liquide ou solide. L'autre matériau, source de l'ion de plus faible polarisabilité et qui entrera dans la zone à bas indice de réfraction, remplit l'espace entre les bandes du premier matériau. S'il est solide, il est également disposé en bandes entre celles du premier matériau. S'il est liquide, il remplit l'espace entre les bandes solides du premier matériau. L'ion de forte polarisabilité est un élément du groupe suivant : Ag, Ba, Tl, Cu. Quant à l'élément de plus faible polarisabilité, il est choisi parmi Li, Na, K, Ca, Sr. Plus les polarisabilités des ions dans les zones alternées seront différentes et plus les indices de réfractions seront différents, ce qui est préféré pour rediriger des rayons incidents d'angle d'incidence plus élevé. Selon un mode de réalisation, le premier matériau est solide et du type métal comme l'argent, thallium, cuivre ou du type émail contenant au moins l'un des éléments du groupe Ag, Ba, Tl, Cu. L'autre matériau peut également être solide et du type émail contenant au moins l'un des éléments du groupe Li, Na, K, Ca, Sr, tout en étant différent du premier matériau. Il peut également être liquide, généralement du type sel fondu comme KNO3, LiNO3, Ca ou BaTFSI (� TFSI � signifie Bis(trifluorométhanesulfonyl)imide), etc. De manière avantageuse, les deux matériaux alternés en surface du verre sont source d'éléments cationiques à mobilité équivalente, ce qui permet d'éviter la distorsion des lignes de champ lors de la migration et donc d'obtenir une migration des ions perpendiculaire à la surface du verre. Cette mobilité peut se déterminer par mesure de la vitesse de pénétration d'un ion dans un verre dans des conditions données (température, matrice verrière). La profondeur de pénétration peut en effet aisément se déterminer par observation au microscope électronique à balayage ou prise de poids du substrat. Les lignes de champ électrique n'étant pas distordues, la forme du matériau contenant l'élément à forte polarisabilité est reproduite dans le verre lors de l'échange ionique assisté par champ électrique, à un facteur de proportionnalité près. Ainsi, si le matériau est une bande de forme trapézoïdale, la zone de haut indice obtenue après échange est également une bande de forme trapézoïdale. On fait migrer les éléments cationiques sous champ électrique un temps suffisant pour que les zones créées dans le verre aient la profondeur souhaitée (sur la profondeur voulue dans le verre à partir de la première surface libre). Le matériau solide peut par exemple être un émail de l'élément que l'on veut faire diffuser. Cet émail est généralement réalisé à partir d'une fritte déposée par sérigraphie. Après échange ionique, on enlève le matériau solide, par exemple par polissage ou attaque acide. Si le matériau contenant l'ion entrant dans la zone à bas indice de réfraction est liquide, le procédé peut comprendre une étape supplémentaire qui consiste à appliquer une couche de protection sur le matériau solide avant mise en contact avec le matériau liquide. La couche de protection a pour fonction d'empêcher que l'élément cationique du matériau liquide migre dans le matériau solide et perturbe, par un effet de � dilution �, l'échange de l'élément cationique contenu dans le verre par l'élément cationique contenu dans le matériau solide. La couche de protection peut être par exemple une couche de Ni/Cr, de Ti, de Si ou d'Ag. Elle est de préférence déposée sur l'émail par magnétron. L'épaisseur de la couche peut varier de 100 nm à 1 �m, et de préférence est comprise entre 150 et 300 nm. Selon une variante de l'invention, les zones de convergence optique, c'est-à-dire les zones à haut indice de réfraction, sont de forme arrondie et se rejoignent à la surface libre du vitrage qui reçoit le flux solaire (un exemple est représenté en figure 5). Dans ce cas, il est avantageux de réaliser l'échange ionique assisté par un champ électrique à partir de la surface du verre exposée au soleil. Deux voies d'obtention sont alors possibles : - échange ionique à partir d'un bain de sel fondu (AgNO3, T1NO3...) et à travers une couche masquante déposée à la surface du verre. Cette couche peut être par exemple Al, Ti, Ni/Cr, Al203 et être déposée par pulvérisation cathodique, CVD.... Les ouvertures du masque sont circulaires et le temps d'échange ionique est choisi de façon à ce que les ions de forte polarisabilité atteignent la face opposée du verre. - échange ionique à partir d'un matériau solide contenant l'élément à forte polarisabilité. Ce matériau est déposé sous forme de bande à la surface de vitrage, l'épaisseur du dépôt étant choisie de façon à ce que les ions de forte polarisabilité atteignent la face opposée du verre. Ce matériau peut être par exemple un émail déposé par sérigraphie... Du fait de la distorsion des lignes de champ électrique, la zone échangée présente une forme arrondie telle que celle recherchée pour jouer le rôle de concentrateur optique. Le diamètre des ouvertures circulaires de la couche masquante ainsi que la largeur des bandes du matériau solide sont environ égales à la dimension de la zone active. Les zones à bas indice de réfraction sont celles qui n'ont pas été affectées par l'échange ionique. Le principe de l'échange ionique dans du verre en lui-même est connu de l'homme du métier. Les espèces à échanger migrent sous l'effet d'un champ électrique appliqué par l'intermédiaire d'une électrode et d'une contre-électrode placées de part et d'autre du substrat de verre. La migration des éléments cationiques est à sens unique dans le substrat. Ceci signifie que les ions à insérer dans le verre arrivent par une face côté électrode, alors que les ions expulsés du verre le sont par l'autre face, du côté de la contre-électrode. L'électrode et la contre-électrode peuvent être constituées d'un sel ionique, d'un émail conducteur (au moins aussi conducteur que le substrat lui-même à la température de l'échange) ou d'une couche mince conductrice métallique ou céramique comme en Ti, Ni/Cr, Al, ITO, Sn02:F, etc. Selon un mode de réalisation, on peut-être amené à réaliser des bandes d'un émail en surface du substrat. La réalisation d'un émail en surface du substrat à partir d'une fritte de verre se réalise de manière connue de l'homme du métier. Notamment la cuisson de l'émail est effectuée à une température supérieure à la température de fusion de la fritte de verre et inférieure à la température de ramollissement du substrat. La durée de la cuisson doit être suffisante pour que la fritte de verre forme une matrice vitreuse. A titre d'illustration pour un substrat en verre silicosodocalcique, la cuisson est opérée à une température n'excédant pas 700°C, de préférence variant de 600 à 680°C pendant moins de 60 minutes, de préférence 10 à 30 minutes. Selon sa conductivité, l'émail en forme de bande et placé du côté électrode, en plus de sa fonction source d'ion, peut jouer lui-même le rôle d'électrode. Dans ce cas, il est souhaitable que l'émail possède une porosité la plus faible possible (ou une compacité la plus élevée) afin d'obtenir le plus fort taux d'échange ionique. Pour le cas où un émail est utilisé en contre-électrode, il peut avoir une porosité plus élevée. Pour le cas où un sel fondu est utilisé comme source d'un ion, d'électrode ou de contre-électrode, le sel est de préférence maintenu à une température supérieure d'au moins 10°C et de préférence d'au moins 20°C à sa température de fusion. L'échange ionique est réalisé sous champ électrique. La valeur du champ électrique appliqué dépend de la nature des éléments cationiques à échanger, et également de la composition du substrat. En général, le champ électrique est choisi de manière à obtenir une vitesse de migration dans le substrat comprise entre 0,01 à 1 �m/min. Ce champ est généralement compris entre 1 et 1000 volts par millimètre d'épaisseur du substrat. Dans le cas où les zones sont de forme trapézoïdale, ces zones sont réalisées sur au moins une portion d'épaisseur du substrat à fonction verrière, à partir d'un plan situé à une distance donnée de la surface libre du substrat exposée au soleil. La profondeur de la zone à haut indice de réfraction est suffisante pour permettre une réflexion totale interne de la lumière à l'interface substrat/zone, en direction des zones recouvertes de couche active. Les figures 10 et 11 illustrent deux modes de réalisation de l'invention, soit les zones sont réalisées selon toute l'épaisseur du substrat (figure 10), soit à partir d'une certaine profondeur de la surface libre (figure 11). L'orientation des flancs inclinés des zones par rapport aux surfaces libres du substrat à fonction verrière est optimisée selon un angle 6 compris entre 60 et 80 °, et de manière plus préférentielle compris entre 65 et 75°, et de manière encore plus préférentielle sensiblement voisin de 70°, et ce pour une variation d'indice n2-nl entre la zone de bas indice de réfraction (d'indice n 1) et la zone de haut indice de réfraction (d'indice n2) de l'ordre de 0,05 et 0,15 et plus particulièrement entre 0,10 et 0,15 et pour un flux de lumière incident perpendiculaire à la surface libre du substrat à fonction verrière Pour cet angle optimal, il peut être aussi intéressant d'optimiser le rapport de forme des concentrateurs optiques. Si on appelle 11 la distance la plus grande de la zone à haut indice de réfraction au niveau du plan situé à une profondeur donnée de la surface libre du substrat à fonction verrière dirigée vers les rayons lumineux, et 12 la distance la plus petite au niveau de la surface libre du substrat à fonction verrière dirigée vers la zone active devant effectuer la conversion énergétique, on définit alors un rapport de concentration comme étant le ratio 11/12. L'inverse, à savoir 12/11, correspond au pourcentage de surface recouverte par du matériau fonctionnel par rapport à surface soumise au rayonnement solaire. Les zones à bas indice de réfraction sont constituées du substrat de verre non échangé et peuvent avoir un indice de réfraction ns allant de 1,3 à 2. Les zones haut indice peuvent avoir un indice de réfraction allant de 1,43 à 2,13. Notamment, un verre sodocalcique a par exemple un indice de réfraction nsodo compris entre 1,47 et 1,55. Des lames riches en argent réalisées par échange du sodium contenu dans le verre avec de l'argent provenant de nitrate d'argent a généralement un indice de réfraction allant de 1,01 nsodo à 1,2 nsodo. Par la migration mise en oeuvre dans le cadre de l'invention, un ion qui va en remplacer un autre au sein d'une zone peut le remplacer à raison de 10 à 100% en mole, généralement à plus de 20% en mole. Les zones peuvent équiper un vitrage en application concentrateur pour système photovoltaïque. Le vitrage est généralement incliné par rapport à l'horizontale et un système de � poursuite � du soleil, permet néanmoins d'obtenir des configurations angulaires qui garantissent un optimum de conversion énergétique. Le vitrage selon l'invention est généralement placé sur une structure porteuse positionnée sur un toit ou sur un terrain, ou bien en façade d'un bâtiment (local de toute nature : habitation, bureau, hangar, etc.), de sorte que le vitrage reçoive la lumière solaire. La figure 2 représente le procédé d'obtention de zones de forme trapézoïdale en partant d'un solide contenant l'élément cationique dont on veut enrichir localement un verre sodocalcique (de 2,1 mm d'épaisseur) pour créer des concentrateurs optiques à sa surface (en profondeur). On a déposé à la surface du verre 21 des bandes 22 ou frittes de verre avec une épaisseur variable (typiquement en forme de trapèze, ces frittes étant riches en Ag+). L'ensemble est plongé dans un bain de nitrate de sodium (Na', NO3-) et est soumis à champ électrique. Le profil d'épaisseur de la fritte de verre 22 riche en Ag+ est alors reproduit dans le verre par échange des ions Na' par les ions Ag+ de manière à définir des zones 23 d'indice de réfraction différent de celui du milieu environnant, et de forme sensiblement trapézoïdale. La figure 4 représente un vitrage horizontal vu en coupe équipé de zones 23, notamment à profil trapézoïdal, selon deux directions sécantes définissant ainsi un concentrateur optique. Les rayons lumineux provenant de cette source et pénétrant dans le verre sont réfléchis à l'interface entre la zone et le milieu, et renvoyés vers l'autre face du vitrage, dans une zone de convergence délimitée par les deux flancs du trapèze. La lumière incidente dans le vitrage subit en effet une réflexion interne totale à l'interface entre zones haut indice et bas indice et est ainsi redirigée vers l'extrémité du concentrateur qui est pourvu d'une surface active permettant la conversion énergétique. Sur la figure 4, le substrat en verre a une épaisseur de 4 mm. Les zones (indice ni) ont par exemple une profondeur à partir de la première surface libre dans le verre de 500 �m, une largeur 11 de 700 �m au niveau de la surface d'entrée des rayons incidents et une largeur 12 de 340 �m niveau de l'autre extrémité (au niveau de la petite base du trapèze). Sur cette figure, les flancs du trapèze sont droits. En figure 5, le profil 20 des zones à haut indice de réfraction dispose d'une enveloppe sphérique, ou arrondie. La figure 6 illustre le phénomène de réflexion totale interne d'un rayon lumineux en incidence perpendiculaire à la surface du vitrage. L'angle 0 des flancs des zones est voisin de 70°, cette valeur étant l'angle minimal permettant une réflexion totale de la lumière pour une variation d'indice n2-nl = 0,12 et à incidence normale. La figure 7 illustre deux cas extrêmes pour le rapport 12/11. A gauche, un trop petit rapport entraîne une perte de rayons lumineux qui ne rencontrent aucune surface active. A droite, au contraire, un fort rapport permet de capter tout le flux lumineux incident mais une partie de la surface active (partie entourée) ne reçoit que la lumière directe, ce qui indique que la facteur de concentration peut être encore augmenté. Une optimisation du rapport 12/11 peut donc être réalisée. Comme on peut le voir en figure 8 où on a représenté la proportion de flux lumineux capté par rapport au flux incident pour différentes valeurs de 0 de la structure et pour différents rapports de concentration 12/11, correspondant aussi à différentes proportions de surface active (surface revêtue d'un matériau pouvant assurer la conversion énergétique, tel que par exemple du silicium), on remarque qu'en dessous de l'angle Ohm (compris entre 65 et 70 °), la réflexion totale n'est pas assurée et le flux capté chute fortement, qu'au dessus de cette valeur 01im, l'augmentation de l'angle 0 n'augmente pas significativement les performances du système et que pour un rapport 12/11 de l'ordre de 40 %, le flux lumineux capté atteint pratiquement les 100 %. Ce rapport 12/11 apparaît donc comme le rapport optimal. Sur la figure 9, on a représenté la proportion de flux capté par la cellule photovoltaïque en fonction de l'angle i en degré d'incidence du flux lumineux, pour différentes proportions de Silicium déposé, avec et sans structure. On a résumé dans le tableau ci-dessous, et pour une valeur de l'angle 0=70° et une variation d'indice n2-nl égale à 0,13, le pourcentage de flux solaire capté, pour deux fractions de remplissage de Si correspondant respectivement à des rapports 12/11, et pour trois angles d'incidence du flux solaire, ces deux fractions de remplissage étant respectivement 33 et 40 %. Les zones sont de forme trapézoïdale. Remarquons que sans aucune structuration (c'est-à-dire en l'absence de zones de haut et bas indices), le flux lumineux capté est égal à la fraction de remplissage de Si. Fraction Si! 33% 40% Angle d'incidence 0° 90% 100% 10° 67% 70% 20° 43% 52% Par rapport à un substrat dépourvu de zones de concentration pour lequel pour tous les angles d'incidence, on obtient une valeur de flux capté égal au rapport de Si, on remarque que pour les faibles angles d'incidence et pour ces mêmes ratio de Si, on obtient avec des zones en trapèze, des valeurs de flux capté de l'ordre du double. Bien entendu, dans les figures, les différents éléments ne sont pas à la bonne échelle, par soucis de clarté. EXEMPLE 1 Cet exemple illustre le mode de réalisation décrit au niveau de la figure 2. On forme un substrat à partir d'une composition de verre silicosodo-calcique comprenant les constituants ci-après, dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage molaire : 71 % de SiO2, 13,5 % de Na2O, 9,5 % de CaO et 6 % de MgO. Ce substrat a un indice de réfraction de 1,52. Sur une face du substrat (5 cm x 5 cm x 3,1 mm), on dépose un réseau de 400 bandes trapézoïdales (largeur de la grande base : 100 �m ; largeur de la petite base 40 �m, épaisseur : 20 �m ; angle 0=70°, les bandes étant positionnées bord à bord) formés par sérigraphie au moyen d'une composition d'émail comprenant, en pourcentage en poids : 75 % de particules d'argent, 10 % d'une fritte de verre et 15 0/0 d'un mélange de terpinéols (médium de sérigraphie permettant d'avoir la viscosité idoine pour l'application sur verre). La fritte de verre a la composition suivante, exprimée en % massique : 36 % de SiO2, 30 % de Bi203, 24,5 % de Na2O, 5,5 % de CaO, 4 % d'Al203. Le substrat revêtu des motifs sérigraphiés est soumis à un traitement de cuisson de l'émail à 650°C pendant 30 minutes. La face du substrat portant les motifs émaillés est mise en contact avec un bain de NaNO3 fondu (320°C) relié à l'anode d'un générateur de tension électrique. L'autre face du substrat est en contact avec un autre bain de NaNO3 fondu (320°C) relié à la cathode dudit générateur. L'échange ionique est effectué pendant 20 h en appliquant une différence de potentiel entre les bornes du générateur de telle sorte que la vitesse de migration des ions Ag dans le substrat soit égale à 0,07 �m/min. On enlève l'émail par attaque acide 5 min dans une solution de 25 HNO3 à 68% massique. Sur le substrat, on mesure la profondeur de diffusion des ions Ag dans le verre au niveau des motifs et l'indice de réfraction des zones à bas (n 1) et haut indice (n2) après échanges ioniques : • profondeur de diffusion : 84 �m 30 • n1= 1,52 ; n2 = 1,63 On constate l'existence de zones en cône de profondeur 84 �m et de profil trapézoïdal conformes aux profils initiaux en fritte de verre. Exemple 2 Cet exemple illustre la variante de l'invention selon laquelle la zone de concentration de la lumière est de forme arrondie et dont la profondeur est égale à l'épaisseur du verre. On forme un substrat à partir d'une composition de verre silicosodo-calcique comprenant les constituants ci-après, dans les proportions suivantes exprimées en pourcentage molaire : 71 % de SiO2, 13,5 % de Na2O, 9,5 % de CaO et 6 % de MgO. Ce substrat a un indice de réfraction n 1 égal à 1,52. Sur une face du substrat (5 cm x 5 cm x 0,5 mm), on dépose un réseau de 400 bandes parallélépipédiques de largeur égale à 300 �m, d'épaisseur égale à 100 �m et formées par sérigraphie au moyen d'une composition d'émail comprenant, en pourcentage en poids : 75 % de particules d'argent, 10 % d'une fritte de verre et 15 % d'un mélange de terpinéols (médium de sérigraphie permettant d'avoir la viscosité idoine pour l'application sur verre). La fritte de verre a la composition suivante, exprimée en % massique : 36 % de SiO2, 30 % de Bi203, 24,5 % de Na2O, 5,5 % de CaO, 4 % d'Al203. Le substrat revêtu des motifs sérigraphiés est soumis à un traitement de cuisson de l'émail à 650°C pendant 30 minutes. Une électrode métallique est ensuite déposée sur l'autre face du verre. Une tension positive est appliquée aux motifs sérigraphiés tandis que l'électrode de la face opposée est reliée à la terre. L'échange ionique est effectué pendant 120 h en appliquant une 25 différence de potentiel entre les bornes du générateur de telle sorte que la vitesse moyenne soit de 0,07 �m/min. Sur le substrat, on mesure que l'indice de réfraction n2 des zones à haut indice de réfraction après échange ionique à l'argent est 30 égal à 1,63. On constate par ailleurs que la zone échangée a une largeur de 1 mm sur la face sérigraphiée et qu'elle émerge sur la face opposée sur une largeur de 300�m, avec des bords arrondis sur le côté. REVENDICATIONS1. Verre minéral plat comprenant une première surface libre et une 5 deuxième surface libre, caractérisé en ce qu'il comporte - des groupes de zones à haut indice et bas indice de réfraction formées dans l'épaisseur du verre plat selon une profondeur comprise entre 1 et 1000 �m à partir de la première surface libre, - lesdites zones à haut indice et bas indice étant alternées, les 10 zones à haut indice de réfraction s'évasant à partir de la première surface libre vers la deuxième surface libre, et les surfaces enveloppes des zones à haut indice formant un angle 0 au moins égal à 65 et 70 ° par rapport à la première surface libre 15 2. Verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones à haut indice sont des prismes à base trapézoïdale de petite base 12 et de grande base 11, lesdits prismes étant formés sur toute ou partie de l'épaisseur du verre. 20 3. Verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les zones ont une profondeur dans le verre à partir de la première surface libre comprise entre 20 �m à 700 �m. 4. Verre selon la revendication 1 caractérisé en ce que les zones à haut 25 indice présentent des flancs à profil arrondi ou sphérique. 5. Verre selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la variation d'indice de réfraction entre celui du verre et celui de la zone est comprise entre 0,05 et 0,15 et plus particulièrement entre 0,10 30 et 0,15. 6. Verre selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le rapport de concentration 12/11 est compris entre 35 et 55 % et de manière préférentielle voisin de 40 %. 7. Verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones à haut indice contiennent au moins un élément du groupe Ag, Tl, Cu, Ba. 8. Verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 10 qu'il réalise un concentrateur solaire muni de bandes de silicium. 9. Equipement incorporant un verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est un module photovoltaïque. 15 10. Utilisation du verre ou de l'équipement de l'une des revendications précédentes pour collecter de la lumière incidente vers un panneau solaire. 11.Procédé de fabrication du verre de l'une des revendications de verre 20 précédentes, comprenant la mise en contact d'un verre sans zones avec une alternance de bandes de deux matériaux différents sources d'ions différents pouvant migrer dans le verre sous l'effet d'un champ électrique, et comprenant l'application d'un champ électrique. 25 12. Procédé de fabrication du verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le profil de la bande est conforme au profil de la zone obtenue dans le verre après migration des ions. 13. Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce 30 que au moins l'un des matériaux est solide et est du type émail.