Brevet FR2989222A1 — publié le 20131011

Matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques Art antérieur L'invention relève du domaine de la production d'électricité photovoltaïque et plus particulièrement des matériaux d'encapsulation de cellules photovoltaïques. La majorité des panneaux photovoltaïques sont constitués d'un assemblage comportant de bas en haut : Un matériau de face avant couramment appelé frontsheet en anglais, une épaisseur d'un matériau d'encapsulation ou encapsulant, les cellules photovoltaïques et la connectique (bus bars), une autre épaisseur d'un matériau d'encapsulation, et enfin un matériau de face arrière couramment appelé backsheet en anglais. Le backsheet est généralement constituée d'un polymère résistant comme le Tedlar. Le frontsheet est généralement constituée de verre. Le matériau d'encapsulation est généralement le même pour les deux épaisseurs et constitué d'un polymère tel que l'éthylène de vinyle acétate (EVA). Les matériaux d'encapsulation permettent de protéger les cellules photovoltaïques, notamment de l'humidité, et d'effectuer une liaison mécanique au verre du frontsheet et au matériau du backsheet. Ils se présentent généralement sous forme de films, d'une épaisseur d'environ 450 micromètres, qui sont disposés en-dessous et au-dessus des cellules. Tous les constituants du panneau solaire sont ensuite assemblés par lumination dans un laminateur qui réalise un cycle de pression et de température permettant la mise en forme finale du matériau d'encapsulation, généralement à travers un phénomène de réticulation qui dans le cas de l'EVA peut être catalysé par différents agents, comme des peroxydes. Les panneaux solaires présentent une dépendance spectrale de leurs performances, ainsi le rendement quantique externe (EQE - externat quantum efficiency) présente-t-il un maximum vers 900 nm dans le cas du silicium et il décroit dans les gammes de longueur d'onde du bleu (400-500 nm) et de l'UV (300-400 nm). Afin d'améliorer les performances de panneaux solaires, il a ainsi été proposé d'utiliser des matériaux d'encapsulation photoluminescents qui modifient une partie du rayonnement solaire en la décalant vers des gammes de longueurs d'ondes pour lesquelles la conversion en électricité par les Demande MLE - 4 Avril 2012 cellules est plus efficaces. Les encapsulants photoluminescents sont obtenus par incorporation de composés photoluminescents qui peuvent être de plusieurs types, le plus souvent des terres rares, des quantum dots ou des molécules organiques. Trois types de limitations sont généralement observées dans l'approche susmentionnée : une baisse de la stabilité aux UV et à la lumière visible du matériaux d'encapsulation ; une dégradation au cours du temps de certains composés photoluminescents, en particulier ceux dont les longueurs d'ondes d'absorption sont les plus élevées, par exemple au-dessus de 500 nm ou 600 nm ; un problème de pertes liées au phénomène d'auto-absorption de certains composés photoluminescents ; de possibles interactions indésirables entre les composés luminescents et la surface des cellules photovoltaïques. Le procédé et le dispositif selon l'invention visent à s'affranchir ou à réduire lesdites limitations par l'utilisation d'une configuration originale d' encapsulant et de composés photoluminescents. Résumé de l'invention L'invention concerne un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques composé de plusieurs couches parallèles les unes aux autres dans le sens de l'épaisseur et un procédé d'obtention dudit matériau. La structure originale en plusieurs couches permet d'obtenir les effets techniques souhaités en permettant de localiser les différents composés photoluminescents utilisés au sein des différentes couches. Ainsi, l'invention concerne un matériau d'encapsulation composé de plusieurs couches, dont au moins une couches comporte un ou plusieurs composés photoluminescents. Les matériaux constitutifs des différentes couches peuvent être les même pour toutes les couches ou bien différents. Ils peuvent être des polymères organiques (polyolefines, ionomères, ethylène vinyl acetate, polyvinylbutyral, Teflon, poly méthyl méthacrylate ...) ou mixtes organique-inorganiques (silicones). Leurs propriétés sont telles que leur mise en oeuvre, notamment leur réticulation, permette d'établir une liaison transparente, solide, durable et étanche entre les différents composants du panneau photovoltaïque, notamment entre le frontsheet et les cellules, ou entre le backsheet et les cellules. Demande MLE - 4 Avril 2012 L'invention concerne ainsi un matériau d'encapsulation photoluminescent comprenant une matrice polymérique et un type de composé photoluminescent situé à l'intérieur de ladite matrice, caractérisé en ce que ladite matrice présente au moins deux couches superposées et en ce que ledit type de composé photoluminescent est dispersé dans l'une desdites deux couches, tandis que l'autre desdites deux couches est dépourvue dudit composé photoluminescent. Selon un mode de réalisation, le matériau d'encapsulation photoluminescent comprend en outre un autre type de composé photoluminescent, et en ce que ledit autre type de composé photoluminescent est dispersé dans l'autre desdites deux couches. L'invention concerne de manière équivalente un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs couches de polymères dont au moins l'une d'entre elles contient un ou plusieurs composés photoluminescents caractérisés en ce que l'un au moins de ces composés photoluminescent ne se retrouve pas dans l'une des autres couches au moins. L'invention concerne aussi un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs couches de polymères dont au moins l'une d'entre elles contient un ou plusieurs composés photoluminescents et dont au moins l'une d'entre elle est, par les composés photoluminescents qu'elle contient ou par le polymères la constituant, différente des autres couches. Dans un mode de réalisation, le matériau est un film polymérique multi-couche d'une épaisseur comprise entre 50 et 2000 micromètres, de préférence comprise entre 200 et 700 micromètres. Dans un mode de réalisation, une des couches au moins est constituée d'éthylène vinyle acétate. Dans un mode de réalisation, le matériau selon l'invention comprend une couche supérieure contenant au moins un composé photoluminescent absorbant le rayonnement ultraviolet de 300 à 400 nm. Dans un mode de réalisation, le matériau selon l'invention comprend une couche inférieure ne contenant Demande MLE - 4 Avril 2012 15 20 25 aucun composé photoluminescent. L'invention concerne également un matériau d'encapsulation de cellules solaires comprenant 3 couches d'éthylène vinyle acétate, chaque couche ayant une épaisseur comprise entre 20 et 300 micromètres, caractérisé en ce que la couche supérieure comprend au moins un composé photoluminescent absorbant le rayonnement ultraviolet de 300 à 400 nm, au moins un composé photoluminescent absorbant dans la gamme 350-500 nm et au moins un composé photoluminescent absorbant dans la gamme 450-600 nm et en ce que la couche intermédiaire comprend au moins un composé photoluminescent absorbant dans la gamme 350-500 nm et au moins un composé photoluminescent absorbant dans la gamme 450-600 nm et en ce que la couche inférieure comprend au moins un composé photoluminescent absorbant dans la gamme 450-600 nm. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques comprenant les étapes suivantes : - on fournit un ou plusieurs mélange-maîtres dont l'un au moins contient, un ou plusieurs composés photoluminescents ; - on choisit un ou plusieurs polymères de base servant à former la matrice de chacune des couches du matériau d'encapsulation ; - on réalise au moins deux combinaisons différentes entre le polymère ou chacun des polymères sélectionnés et au moins un des mélange-maîtres ; - on co-extrude une pluralité de couches chacune à partir d'une combinaisons mélange-maîtres/polymère réalisée, de telle sorte que l'ensemble des couches se superposent en un seul matériau d'encapsulation. Dans un mode de réalisation, l'invention concerne la fabrication d'un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques comprenant les étapes suivantes : - on fournit un ou plusieurs mélange-maîtres dont l'un au moins contient, un ou plusieurs composés photoluminescents ; - on choisit un ou plusieurs polymères de base servant à former la matrice de chacune des couches du matériau d'encapsulation ; Demande MLE - 4 Avril 2012 - on réalise au moins deux combinaisons différentes entre le polymère ou chacun des polymères sélectionnés et au moins un des mélange-maîtres ; - on extrude une pluralité de couches chacune à partir d'une combinaisons mélange-maîtres/polymère réalisée ; - On complexe les couches obtenues à l'étape précédente de manière à obtenir un film unique. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau solaire comprenant les étapes suivantes : - on fournit un ou plusieurs mélange-maîtres dont l'un au moins contient, un ou plusieurs composés photoluminescents ; - on choisit un ou plusieurs polymères de base servant à former la matrice de chacune des couches du matériau d'encapsulation ; - on réalise au moins deux combinaisons différentes entre le polymère ou chacun des polymères sélectionnés et au moins un des mélange-maîtres ; - on extrude une pluralité de couches chacune à partir d'une combinaisons mélange-maîtres/polymère réalisée ; - on met en place des couches au-dessus de cellules solaires, lesquelles sont déposées sur un matériau d'encapsulation classique ou un matériau d'encapsulation selon l'invention et l'ensemble est entouré d'un matériau de face arrière et d'un matériau de face avant rigides ; - on lamine l'assemblage créé à l'étape précédente de manière à obtenir un panneau solaire. Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l'invention intègre en outre une étape de revêtement ou « coating » d'un film, le « coating » pouvant incorporer des composés photoluminescents ou d'autres agents chimiques. Description des figures La figure 1 représente : Demande MLE - 4 Avril 2012 (A) une vue en coupe transversale d'un panneau photovoltaïque avec une encapsulation selon l'état de l'art, (B) une vue en coupe transversale d'un panneau photovoltaïque comprenant deux exemples de matériaux d'encapsulation sous forme de film selon l'invention au dessus des cellules (20) et en dessous des cellules (30), chaque film d'encapsulation comportant trois couches polymériques de nature différente ou non (21, 22, 23 et 31, 32, 33) dont au moins une comporte un ou plusieurs composés photo lum inescents. Sur (A) et (B), les cellules photovoltaïques (50) sont encapsulées entre backsheet (40) et un frontsheet (10) par un matériau encapsulant supérieur (20) et inférieur (30). Description détaillée de l'invention L'invention concerne un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques constitué de plusieurs couches. Lesdites couches sont empilées, parallèles les unes aux autres, dans la sens de l'épaisseur du matériau. L'épaisseur du matériau d'encapsulation dépend donc de l'épaisseur de chacun des couches. Elle est par ailleurs déterminée par les besoins de l'application du matériau d'encapsulation. Ainsi pour l'encapsulation d'un panneau photovoltaïque constitué de cellules photovoltaïques en silicium cristallin ou polycristallin, l'épaisseur totale du matériau d'encapsulation est généralement comprise entre 50 et 2000 micromètres, préférentiellement entre 200 micromètres et 700 micromètres, souvent 450 micromètres. Le nombre de couches utilisées peut varier entre 2 et 12 couches, le plus souvent entre 3 et 5 couches. De préférence, chaque couche a une épaisseur comprise entre 50 et 300 micromètres. Les matériaux constitutifs des couches peuvent être des polymères organiques (polyolefines, ionomères, ethylène vinyl acetate, polyvinylbutyral, Teflon, poly méthyl méthacrylate, polyamide, ...) ou mixte organique-inorganiques (silicones). Les couches peuvent être toutes de même composition chimique ou bien dans certains cas il peut être choisi de superposer des couches de nature polymérique et de composition chimique différentes afin d'optimiser certaines propriétés mécaniques ou physiques du matériau d'encapsulation résultant. Demande MLE - 4 Avril 2012 Des composés photoluminescents sont incorporés au sein d'une ou plusieurs couches du matériau d'encapsulation dans le but de modifier les propriétés optiques dudit matériau en vue d'améliorer le rendement de production d'électricité du panneau photovoltaïque incorporant ledit matériau d'encapsulation. L'originalité de l'invention réside en ce que les différents composés photoluminescents sont incorporés de manière localisée dans une ou plusieurs des couches constitutives du matériau d'encapsulation. Certaines couches peuvent aussi ne contenir aucun composé photoluminescent. La réalisation du matériau d'encapsulation photovoltaïque selon l'invention permet donc de contrôler la localisation des composés photoluminescents au sein de l'épaisseur dudit matériau. Ceci présente l'avantage de permettre d'optimiser le positionnement des différents composés par rapport à la direction dans laquelle la lumière incidente traverse le matériau d'encapsulation photovoltaïque avant d'atteindre les cellules photovoltaïques par exemple. L'invention permet aussi dans le cas de l'utilisation de plusieurs couches de nature différente, de localiser certains composés photoluminescents au sein de couches de nature ou composition chimique donnée. L'invention permet aussi de réaliser des couches éventuellement dénuées de composés photoluminescents ou même optimisées pour apporter d'autres propriétés, notamment d'adhésivité ou de propriétés physiques et mécaniques. Ces couches peuvent être positionnées sur les faces externes du matériau ou bien entre les autres couches photoluminescentes. Les différents composés photoluminescents utilisés pouvant agir sur différentes portions du spectre électromagnétique, il est donc possible de les localiser dans différents couches situées les unes au dessus des autres afin d'optimiser leurs interaction avec la lumière incidente. Ainsi, la lumière solaire incidente peut traverser en premier lieu une couche contenant un ou plusieurs composés photoluminescents sélectionnés puis traverser une seconde couche contenant éventuellement d'autres types de composés photoluminescents agissant sur une autre partie du spectre avant de traverser éventuellement une troisième puis éventuellement une quatrième couche et ainsi de suite. Le fait de pouvoir localiser les composés photoluminescents de telle manière permet d'améliorer plusieurs caractéristiques telles que : (i) les interactions chimiques entre les différents composés photoluminescents, (ii) les interactions optiques de photoluminescence entre le rayonnement incident et les composés photoluminescents des différentes couches, (iii) la durabilité de certaines ou de l'ensemble des couches du matériau d'encapsulation, (iv) l'adhésivité dudit matériau d'encapsulation aux cellules photovoltaïques ou aux frontsheet et backsheet du panneau photovoltaïque. On peut ainsi notamment Demande MLE - 4 Avril 2012 protéger le polymère et les composés photoluminescents des couches inférieures du rayonnement solaire ultraviolet reçu par la couche supérieure si l'on dope les couches supérieures avec des composés photoluminescents absorbant ce rayonnement UV et émettant du rayonnement visible. Ceci permet d'augmenter la durée de vie du panneau photovoltaïque, qui est un élément critique de sa viabilité économique. On peut également, en utilisant une couche inférieure ne comportant aucun composé photoluminescent mais en confinant les composés photoluminescents aux autres couches, éviter toute interaction entre les cellules photovoltaïques et les composés photoluminescents, et les problèmes qui peuvent être associés. La matrice des différentes couches peut être de différentes natures chimiques telles que par exemple à base de polymères sélectionnés parmi les familles des éthylène de vinyle acétate, des poly(vinyl acétates), des polyuréthanes, des polyvinyle de chlorure, des polyéthylènes, des élastomères de polyoléfine, des polyamides, des poly méthyl méthacrylates, des copolymères d'un a-oléfine et d'un a,(3-ester d'acide carboxylique d'éthyle insaturé, des ionomères de copolymères d'un a-oléfine and d'un a,f3- ester d'acide carboxylique d'éthyle insaturé, des élastomères de silicone, des résines époxy ou de leurs mixtures, des polyvinyle de butyral contenant ou non un plastifiant. Les différentes couches peuvent aussi contenir une variété d'additifs connus de l'homme de métier destinés à favoriser en fonction des besoins la durabilité optique et thermique du matériau, son adhésivité, ou encore le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination du panneau photovoltaïque en pression et température. Les composés photoluminescents utilisés au sein des différentes couches peuvent être de différentes natures (quantum dots, terres rares, composés organiques) et être sélectionnés en fonction de leurs spectres d'absorption, d'émission, leurs rendements quantiques de photoluminescence, leurs Stoke shifts et leur absorptivité molaire notamment. Leur concentration au sein des différentes couches peut être optimisée en fonction de l'épaisseur de la couche de manière à obtenir une densité optique recherchée. Le plus souvent, une densité optique comprise entre 0.1 et 5, de préférence comprise entre 0,5 et 1,5 sur l'épaisseur du l'ensemble des couches est choisie afin de s'assurer que la majorité du rayonnement incident est absorbé, tout en limitant les phénomènes d'autoabsorption du rayonnement réémis. Parmi les composés organiques photoluminescents qui peuvent être utilisés, on peut citer les composés suivants: anthraquinones, coumarins, benzocoumarins, xanthènes, benzo[a]xanthenes, benzo[b]xanthenes, Demande MLE - 4 Avril 2012 benzo[c]xanthenes, phenoxazines, benzo[a]phenoxazines, benzo[b]phenoxazines , benzo[c]phenoxazines, napthalimides, naphtholactams, azlactones, methines, oxazines ,thiazines, dicetopyrrolopyrroles, perylènes, quinacridones, benzoxanthenes, thio-epindolines, lactamimides, diphenylmaleimides, acetoacetamides, imidazothiazines, benzanthrones, perylenmonoimides, perylenes, phthalimides, benzotriazoles, pyrimidines, pyrazines, triazoles, dibenzofurans, triazines, acide barbiturique et dérivés, Lumogen®, Lambdachrome®, AlexaFluo®, Bodipy®. Parmi les composés à base de terres rares, on peut par exemple utiliser : des nanoparticules ou des couches fines de dioxyde de titane TiO2 dopées avec de l'europium Eu3+, du samarium Sm3+, du terbium Tb3+ ou du neodium Nd3+ ; de l'europium Eu3+ avec des ligands dicetoniques, de l'europium Eu2+ complexé avec SrGa2S4, de l'europium Eu2+ complexé avec BaMgA110012 ; divers complexes utilisant l'Ytterbium, des nanocristaux Nd,Yb:YAG et Nd,Yb:GGG, des phosphores KCaGd(PO4)2:Eu3+. Parmi les composés à base de quantum dots, on peut par exemple utiliser des dots CdSe/ZnS, des Lumidot CdSe 420 et CdSe 610 (Sigma), MKN-CdS-T420, MKN-CdSe/ZnS-T560, MKN-CdTe-530 (MKnano) ou différents Qdot® (Life Technologies). Les composés organiques, à base de terre rare ou quantum dots cités ci-dessus ne constituent pas une liste exhaustive et de nombreux autres sont connus de l'homme du métier et susceptibles d'être utilisés. Un avantage du matériau selon l'invention est la possibilité d'incorporer, au sein des différentes couches du matériau, différents composés photoluminescents qui ne seraient pas chimiquement compatibles entre eux et ne pourraient donc pas être incorporés directement simultanément au sein d'une couche unique. Par exemple, certains composés photoluminescents organiques sont facilement intégrables et ont de bonnes propriétés optiques dans le poly-méthyl-méthacrylate (PMMA), mais d'autres composés sont plus efficaces dans d'autres matrices polymériques ou déposés à la surface de matrices polymériques par coating. Dans un mode de mise en oeuvre, certains composés photoluminescents sont choisis de manière à opérer un downshifting d'une partie du spectre solaire reposant sur le phénomène suivant : absorption d'un photon puis émission d'un photon de plus grande longueur d'onde. Dans un mode de mise en oeuvre, certains composés photoluminescents sont choisis de manière à opérer une downconversion d'une partie du spectre solaire reposant sur le phénomène suivant : absorption d'un photon puis émission d'au moins deux photons de plus grande longueur d'onde. Demande MLE - 4 Avril 2012 Dans un mode de mise en oeuvre, les composés photoluminescents sont choisis de manière à opérer une upconversion d'une partie du spectre solaire reposant sur le phénomène suivant : absorption d'au moins deux photons puis émission d'un photon de plus grande longueur d'onde. La présence de plusieurs couches permise par l'invention offre des avantages particuliers lorsqu'on souhaite combiner plusieurs phénomènes pouvant agir de manière complémentaire sur le rayonnement solaire pour optimiser sa conversion par les cellules solaires, par exemple une couche réalisant une upconversion de rayonnement infrarouge et une couche réalisant une downconversion de rayonnement ultraviolet. Dans le cas où le phénomène utilisé est le downshifting, celui-ci conduit à un dégagement de chaleur, puisqu'un photon d'énergie élevée est convertit en un photon d'énergie plus faible, la différence d'énergie étant dissipée sous forme de chaleur. La possibilité, offerte par l'invention, de réaliser un downshifting dans une couche du matériau d'encapsulation qui est séparée des cellules photovoltaïques par une autre couche du matériau d'encapsulation permet de limiter la thermalisation à proximité des cellules photovoltaïques. Ceci est un avantage car il est bien connu que le rendement de la majorité des cellules photovoltaïques ont un rendement qui décroit lorsque la température d'utilisation augmente. Ainsi, l'invention permet une optimisation du comportement thermique du matériau d'encapsulation. L'utilisation selon l'invention de plusieurs couches de natures différentes pour l'incorporation des composés photoluminescents peut permettre de localiser l'ensemble ou une partie des composés photoluminescents dans certaines couches de composition chimique donnée. Ceci représente un avantage dans la mesure ou certains composés sont plus compatibles avec certaines matrices hôtes, et certains composés peuvent être plus stables thermiquement ou en terme de photodégradation ou avoir de meilleurs rendement quant ils sont localisés dans certaines matrices comme par exemple du silicone ou du PMMA ou du polyamide par rapport à du polyéthylène. Il peut être intéressant de ne réaliser qu'une partie de l'épaisseur du matériau d'encapsulation avec cette couche de composition chimique donnée pour des raisons de propriété optiques, mécaniques, physiques, ou économiques. L'invention permet donc d'utiliser une ou plusieurs couches de composition chimique optimales pour les composés photoluminescents sans pour autant que l'ensemble du matériau d'encapsulation en soit nécessairement constitué. Par exemple, il peut être avantageux de réaliser l'une des couches supérieures du matériau d'encapsulation à base de silicone, PMMA ou polyamide par exemple et d'y inclure un ou plusieurs Demande MLE - 4 Avril 2012 composés photoluminescents absorbant le rayonnement correspondant aux ultraviolets et au bleu. Les composés photoluminescents y seront en effet plus stables et plus performants que dans de l'EVA pour des raisons chimiques et d'imperméabilité au dioxygène de ladite couche par exemple. Le reste des couches du matériau d'encapsulation peuvent ensuite être réalisée en EVA ou autre polymère plus adapté pour des raisons soit mécaniques, physiques ou économiques. L'invention peut aussi permettre de diminuer les couts de production du matériau d'encapsulation photovoltaïque en le sens ou l'utilisation de plusieurs couches peut dans certains cas de figure permettre d'obtenir les mêmes propriétés mécaniques ou physiques qu'un matériau monocouche mais avec une épaisseur moins importante donc en utilisant moins de matière. Par ailleurs, il est possible d'utiliser une ou plusieurs couches de nature chimique différente, plus couteuse, mais plus avantageuse techniquement pour conférer certaines propriétés physiques, thermiques ou optiques au matériau d'encapsulation tout en limitant son épaisseur pour limiter son impact sur le cout total du matériau d'encapsulation. Dans un mode de réalisation, le matériau d'encapsulation multicouche est constitué de deux à dix couches produites simultanément par un procédé de co-extrusion. Dans un autre mode de réalisation, une couche est extrudée puis recouverte par revêtement (coating) d'une autre couche, plus mince, puis grâce à un autre revêtement (coating) d'une troisième couche sur son autre face. Dans un autre mode de réalisation, deux à douze couches sont produites séparément par extrusion puis elles sont disposées l'une au-dessus de l'autre et l'ensemble est laminé ou complexé par des méthodes connues de l'homme de métier. Dans une première variante de ce mode de réalisation, on opère un complexage pour créer un matériau d'encapsulation qui sera ultérieurement utilisé pour fabriquer un panneau solaire. Dans une seconde variante, les différentes couches sont déposées les unes sur les autres dans l'ordre souhaité en-dessous et/ou au-dessus des cellules directement lors de la fabrication du panneau photovoltaïque puis l'ensemble est laminées suivant des techniques et avec une machine connues de l'homme de métier. Modes de réalisation Demande MLE - 4 Avril 2012 Selon un premier exemple de mode de réalisation, un matériau d'encapsulation de cellules photovoltaïques est constitué de deux couches d'éthylène de vinyle acétate, la première couche comprenant des composés photoluminescents absorbant le rayonnement solaire dans la gamme des ultraviolets (250 - 400 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes comprises entre 350 et 500 nm. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche ne contient pas ou peu d'absorbeur UV afin d'optimiser la conversion des UV en lumière visible par les composés photoluminescents. La seconde couche située en dessous de la première, destinée à être en contact avec les cellules photovoltaïques dans le panneau photovoltaïque, contient elle, un ou plusieurs types de composés photoluminescents dont les spectres d'absorptions se situent dans la partie visible du rayonnement solaire (400-700 nm) et le proche-infrarouge jusqu'à l'énergie de la bande interdite du semiconducteur utilisé pour les cellules solaires (par exemple environ 1000 nm pour du silicium monocristallin ou polycristallin). Ces composés photoluminescents permettent d'absorber une partie du rayonnement dans certaines gammes de longueurs d'onde relativement peu favorables pour les cellules photovoltaïques (gammes ou EQE des cellules est relativement faible) et de le réémettre dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures où la photoconversion par les cellules photovoltaïques d'opèrent avec un meilleur rendement. Cette seconde couche peut aussi contenir les mêmes additifs connus de l'homme de métier que la première couche ainsi qu'une concentration plus importante d'absorbeurs UV (UV absorbers), molécules organiques absorbant les UV sans effet de luminescence, ou des nanoparticules de dioxyde de titane ou de zinc traitées. Ces derniers permettent d'améliorer la photostabilité de ladite couche en évitant l'exposition du polymère et des composés luminescents à de la lumière ultraviolette. Ce mode de réalisation permet de localiser l'absorption de la partie ultraviolette du rayonnement solaire dans la couche supérieure de l'encapsulant photovoltaïque, et donc de mieux protéger à la fois les composés photoluminescents compris dans les couches sous-jacentes et les couches elles mêmes contre les phénomène de photodégradation. Ce mode de réalisation permet aussi d'optimiser la conversion spectrale par photoluminescence dans le sens où le rayonnement réémis par les composés photoluminescents de la Demande MLE - 4 Avril 2012 première couche peut être réabsorbé et converti à nouveau par les composés photoluminescents de la seconde couche avant d'atteindre les cellules photovoltaiques. Selon un second exemple de mode de réalisation, le matériau d'encapsulation est composés de deux couches d'éthylène de vinyle acétate contenant les composés photoluminescents, la couche supérieure contenant des composés photoluminescents absorbant et réémettant dans le visible, ainsi que des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche ne contient pas ou peu d'absorbeur UV. La couche inférieure comprend des composés photoluminescents absorbant le rayonnement solaire dans la gamme des ultraviolets (250 - 400 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes du visible supérieures à 400 nm. Ce mode de réalisation permet qu'une partie des photons, réémis dans le visible mais dans la direction opposée aux cellules photovoltaïques, par les éléments photoluminescents de la couche inférieure, soient réabsorbés et réémis par les éléments photoluminescents de la couche supérieure et qu'ils aient donc une chance de revenir en direction des cellules photovoltaïques. Les mêmes variantes que pour le premier mode de réalisation peuvent être envisagées. Selon un troisième exemple de mode de réalisation, le matériau d'encapsulation est composé de trois couches d'éthylène de vinyle acétate ou autre polymère, la première couche comprenant des composés photoluminescents absorbant le rayonnement solaire dans la gamme des ultraviolets (250 - 400 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes du visible supérieures à 400 nm. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche ne contient pas ou peu d'absorbeurs UV afin d'optimiser la conversion des UV en lumière visible par les composés photoluminescents. Les seconde et troisièmes couches situées en dessous de la première, contiennent chacune d'elles, un ou plusieurs types de composés photoluminescents dont les spectres d'absorptions se situent dans la partie Demande MLE - 4 Avril 2012 visible du rayonnement solaire mais tels que ceux de la deuxième couche absorbent dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures aux gammes d'absorption des composés photoluminescents de la troisième couche et si possible de telle manière à ce que les spectres d'absorption des composés de la seconde couche recouvrent au moins partiellement les spectres d'émission de ceux de la troisième couche. Ces seconde et troisièmes couches peuvent aussi contenir les mêmes additifs connus de l'homme de métier que la première couche ainsi qu'une concentration plus importante d'absorbeurs UV tels que des UV absorbers traditionnels ou des nanoparticules de dioxyde de titane ou de zinc traitées. Ces derniers permettent d'améliorer la photostabilité desdites couches. Cet exemple de mode de réalisation permet de localiser l'absorption de la partie ultraviolette du rayonnement solaire dans la couche supérieure de l'encapsulant photovoltaïque, et donc de mieux protéger à la fois les composés photoluminescents compris dans les couches sous-jacentes ainsi que les couches elles mêmes contre les phénomène de photodégradation. Ce mode de réalisation permet aussi d'optimiser la conversion spectrale par photoluminescence dans le sens où le rayonnement réémis par les composés photoluminescents de la première couche peut être réabsorbé et converti à nouveau par les composés photoluminescents de la seconde et troisième couche avant d'atteindre les cellules photovoltaïques. Enfin, ce mode de réalisation permet qu'une partie des photons, réémis dans le visible mais dans la direction opposée aux cellules photovoltaïques, par les éléments photoluminescents de la troisième couche, soient réabsorbés et réémis par les éléments photoluminescents de la seconde couche et qu'ils aient donc une chance de revenir en direction des cellules photovoltaïques. Les mêmes variantes que pour le premier et le second mode de réalisation peuvent être envisagées. Selon un quatrième exemple de mode de réalisation, le matériau d'encapsulation est composé de quatre couches d'éthylène de vinyle acétate ou d'un dérivé de polyoléfine. La première couche comprend au moins quatre types de composés photoluminescents, un premier type absorbant le rayonnement solaire dans la gamme des ultraviolets (300 - 400 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes du visible supérieures à 400 nm, un second type absorbant le rayonnement solaire dans la gamme du violet-bleu (400 - 500 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à 500 nm, un troisième type absorbant le rayonnement solaire dans la gamme du vert-jaune (500 - 550 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à Demande MLE - 4 Avril 2012 550 nm, un quatrième type absorbant le rayonnement solaire dans la gamme du orange-rouge (550 - 650 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à 650 nm. Les concentrations des quatre types de composés photoluminescents sont ajustées de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 1 à 2 pour le premier type de composés, de l'ordre de 0.5 à 1 pour le second type de composé, de l'ordre de 0.25 à 0.5 pour le troisième type de composés, et de l'ordre de 0.1 à 0.25 pour le quatrième type de composés. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche peut contenir ou non des absorbeurs UV. La seconde couche comprend les deuxièmes, troisième et quatrième types de composés photoluminescents uniquement. Les concentrations des trois types de composés photoluminescents sont ajustées de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 0.5 à 1 pour le deuxième type de composés, de l'ordre de 0.25 à 0.5 pour le troisième type de composés, de l'ordre de 0.1 à 0.25 pour le quatrième type de composés. Cette couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Elle peut aussi contenir une concentration relativement importante d'absorbeurs UV tels que des UV absorbers traditionnels ou des nanoparticules de dioxyde de titane ou de zinc traitées. Ces derniers permettent d'améliorer la photostabilité de ladite couche. La troisième couche comprend les troisième et quatrième types de composés photoluminescents uniquement. Les concentrations des deux types de composés photoluminescents sont ajustées de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 0.25 à 0.5 pour le troisième type de composés et de l'ordre de 0.1 à 0.25 pour le quatrième type de composés. Cette couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Elle peut aussi contenir une concentration relativement importante d'absorbeurs UV tels que des UV absorbers traditionnels ou des nanoparticules de dioxyde de titane ou de zinc traitées. Ces derniers permettent d'améliorer la photostabilité de ladite Demande MLE - 4 Avril 2012 couches. La quatrième couche comprend le quatrième type de composés photoluminescents uniquement. La concentration des composés photoluminescents est ajustée de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 0.1 à 0.25 pour les composés photoluminescents. Cette couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Elle peut aussi contenir une concentration relativement importante d'absorbeurs UV tels que des UV absorbers traditionnels ou des nanoparticules de dioxyde de titane ou de zinc traitées. Ces derniers permettent d'améliorer la photostabilité de ladite couches. Ce mode de réalisation permet d'optimiser la conversion spectrale par photoluminescence tout en limitant les pertes dues aux phénomènes d'auto absorption liés au fait que les composés photoluminescents peuvent présenter un recouvrement entre leurs propres spectres d'absorption et d'émission. L'optimisation de la conversion spectrale est due au fait que le rayonnement réémis par les composés photoluminescents de la première couche peut être réabsorbé et converti à nouveau par les composés photoluminescents de la seconde puis troisième et quatrième couche avant d'atteindre les cellules photovoltaïques. La limitation des pertes par auto absorption s'obtient pour les couches une, deux et trois par la présence majoritaire d'un type de composés photoluminescents en charge de la conversion spectrale au sein de ladite couche ainsi que la présence en proportions plus faibles d'autres types de composés photoluminescents absorbant à des longueurs d'ondes partiellement coïncidentes avec les longueurs d'onde d'émission du type de composés photoluminescents majoritaire et permettant de réabsorber les photons émis avant qu'ils puissent subir un phénomène d'auto absoption par un autre composé du premier type. Les mêmes variantes que pour le premier, le second, et le troisième mode de réalisation peuvent être envisagées. Selon un cinquième exemple de mode de réalisation, le matériau d'encapsulation est composé de cinq couches d'éthylène de vinyle acétate ou d'un dérivé de polyoléfine. La première couche comprend un types de composés photoluminescents absorbant le rayonnement solaire dans la gamme du orange-rouge (550 - 650 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à 650 nm. La concentration de composés photoluminescents est ajustée de manière à obtenir une densité Demande MLE - 4 Avril 2012 optique dans cette couche de l'ordre de 1 à 2. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche peut contenir ou non des absorbeurs UV. La seconde couche comprend les mêmes composés photoluminescents plus un deuxième type de composés photoluminescents absorbants dans la gamme du bleu-jaune (450 - 550 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à 550 nm. Les concentrations de composés photoluminescents sont ajustées de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 0.5 à 1 pour le second type de composés photoluminescents et de l'ordre de 0.1 à 0.5 pour le premier type de composés. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche peut contenir ou non des absorbeurs UV. La troisième couche comprend les mêmes composés photoluminescents plus un troisième type de composés photoluminescents absorbants dans la gamme de l'ultra violet (350 - 450 nm) et réémettant un rayonnement dans des gammes de longueurs d'ondes supérieures à 450 nm. Les concentrations de composés photoluminescents sont ajustées de manière à obtenir une densité optique dans cette couche de l'ordre de 1 à 2 pour le troisième type de composés photoluminescents, et de l'ordre de 0.1 à 0.5 pour les deuxièmes et troisièmes types de composés. Ladite couche peut aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Cette couche peut contenir ou non des absorbeurs UV. La quatrième couche et la cinquième couche comprennent les mêmes composés photoluminescents et dans les mêmes concentrations et proportions que les couches deux et un respectivement. Ces couches peuvent aussi contenir des additifs connus de l'homme de métier tels que des HALS, des peroxydes, des silanes ou des nickel quenchers par exemple, destinés à améliorer ses propriétés de durabilité optiques et thermiques, à améliorer son adhésivité, et à promouvoir le phénomène de réticulation pendant le processus de lamination. Ces couches contiennent qui plus est des absorbeurs UV. Ce mode de réalisation permet de combiner les avantages des Demande MLE - 4 Avril 2012 modes de réalisation 2 et 4 en récupérant une partie des photons, réémis dans le visible mais dans la direction opposée aux cellules photovoltaïques comme expliqué dans le deuxième mode de réalisation tout en limitant les pertes dues aux phénomènes d'auto absorption de la manière expliquée dans le quatrième mode de réalisation Demande MLE - 4 Avril 2012