Brevet FR3155958A1 — publié le 20250530

L’invention concerne un dispositif photovoltaïque comprenant un empilement multicouche comprenant: au moins une cellule photovoltaïque; une structure d’encapsulation contenant l’au moins une cellule photovoltaïque. Ladite structure d’encapsulation comprenant une première face et une seconde face opposées; une première structure barrière formée par une seule couche ou plusieurs couches superposées et disposée sur ladite première ou la seconde face; une première structure composite de renfort comprenant une première matrice polymère chargée avec un premier réseau de fibres ; ladite première structure composite de renfort étant séparée de la structure d’encapsulation par la première structure barrière ; ladite première structure barrière ayant un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la première structure composite de renfort. Figure pour l’abrégé: Fig. 2 Module photovoltaïque avec structure barrière Champ d’application L’invention concerne le domaine des dispositifs photovoltaïques. Plus particulièrement, l’invention concerne l’empilement de construction des modules photovoltaïques pour alimenter un engin stratosphérique, spatial ou terrestre et plus généralement pour tout domaine nécessitant des modules photovoltaïques légers. Problème soulevé La présente invention concerne un dispositif photovoltaïque répondant aux besoins spécifiques des panneaux photovoltaïques légers, en particulier pour une utilisation dans la stratosphère et le domaine spatial. Les modules photovoltaïques traditionnels utilisés sur terre et dans l'espace sont conçus avec des structures différentes, adaptées aux contraintes environnementales et techniques propres à chaque domaine. Pour les applications dans la stratosphère et le spatial, où la légèreté est primordiale en raison des contraintes aéronautiques strictes, de nouvelles architectures de modules sont nécessaires, visant des poids inférieurs à 1 kg/m². Les contraintes environnementales et techniques spécifiques à ces environnements rendent l'utilisation du verre moins appropriée dans ces architectures. Afin de minimiser le poids des panneaux photovoltaïques, une solution connue consiste à utiliser des matériaux composites légers. Dans ce contexte, un module photovoltaïque comprend les éléments suivants : une ou plusieurs cellules photovoltaïques, une structure d’encapsulation, une structure composite de renfort et une couche barrière extérieure, étanche à l’eau et protégeant des UV. Les cellules photovoltaïques sont les composants de base des modules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques sont des dispositifs électroniques qui convertissent la lumière du soleil en électricité. Elles sont généralement fabriquées à partir de semi-conducteurs tels que le silicium, et elles génèrent un courant électrique continu en réponse à un rayon lumineux incident. La structure d’encapsulation est composée d’un matériau encapsulant utilisé pour protéger et isoler les cellules photovoltaïques. L'encapsulant est généralement composé d'un polymère transparent, qui encapsule les cellules photovoltaïques. L'encapsulant offre une fonction de collage, une protection contre les chocs mécaniques, tout en permettant à la lumière solaire de pénétrer jusqu'aux cellules. La structure composite de renfort est disposée, par lamination par exemple, directement sur la structure d’encapsulation. La structure composite de renfort est réalisée par des matériaux renforcés pour augmenter leur résistance mécanique. Il s’agit d’une structure comprenant des fibres, telles que les fibres de verre ou de carbone, qui sont incorporées dans une matrice polymère pour former un matériau composite. Ces composites de renfort assurent une rigidité structurelle du dispositif photovoltaïque combinée avec un poids léger compatible avec les domaines d’application dans le spatial et le stratosphérique. Certains composites offrent en plus une transmission élevée dans les longueurs d’onde du spectre solaire intéressantes pour la conversion photovoltaïque, ce qui permet de les utiliser en face avant du module. Cependant, des défauts mécaniques dus à la délamination au niveau de l’interface entre la structure composite de renfort et structure d’encapsulation ont été observés pendant les différents tests de caractérisation de robustesse des modules photovoltaïques décrits. En effet, la structure composite de renfort et structure d’encapsulation peuvent présenter des incompatibilités structurelles au niveau de l’interface. Ces incompatibilités structurelles peuvent résulter d’incompatibilités chimiques entre les polymères utilisés, ainsi que de l'humidité captée par la matrice des renforts avant la lamination. Cette humidité ou ces solvants peuvent entraîner la formation de bulles et ultimement la délamination du module pendant son vieillissement. La délamination au niveau de cette interface entraîne une détérioration des performances du module et une réduction de sa durée de vie. La délamination peut également être causée par des contraintes mécaniques, des variations de température, l'humidité ou des facteurs environnementaux similaires. Ce phénomène compromet l'efficacité de conversion de la lumière solaire en électricité et peut entraîner des défaillances prématurées du module photovoltaïque. Par conséquent, il est essentiel de développer des solutions pour prévenir la délamination et garantir la fiabilité à long terme des modules photovoltaïques. Dans le contexte de l’invention, le terme "Coefficient de Transmission de la Vapeur d'Eau" ou WVTR (acronyme de "Water Vapor Transmission Rate" en anglais) signifie une mesure qui quantifie la vitesse à laquelle la vapeur d'eau peut traverser un matériau. Le WVTR est généralement exprimé en unités de masse (g) par unité de surface (comme mètre carré) par unité de temps (comme jour). Par exemple, une valeur de WVTR typique pourrait être de "1 g/m²/jour", ce qui signifie qu'un mètre carré de matériau permettra le passage d'environ 1 gramme de vapeur d'eau par jour. La norme couramment utilisée pour mesurer le taux de transmission de la vapeur d'eau (WVTR) est la norme ASTM E96. Art antérieur/ Restrictions de l’état de l’art Le brevet européen EP3058597B1 concerne un module photovoltaïque comprenant au moins une cellule solaire dans une structure d’encapsulation. Le module comprenant en outre une structure composite de renfort à base de fibres de verre dans une matrice d’un polymère. La structure composite de renfort est disposée sur l’encapsulant ce qui augmente le risque de délamination discuté préalablement. Réponse au problème et apport solution Pour pallier les limitations des solutions existantes, l’invention propose un dispositif photovoltaïque comprenant une structure barrière formé par une seule couche ou multicouches, qui sépare la structure d’encapsulation de la structure composite de renfort. La structure barrière est réalisée par un premier matériau ayant une imperméabilité à l’eau supérieure à celle de la première structure de renfort composite. La solution proposée selon l’invention présente plusieurs avantages par rapport à l’état de l’art. La structure d’empilement selon l’invention permet d'éliminer les incompatibilités structurelles surfaciques entre la matrice des renforts et structure d’encapsulation. L'introduction des couches barrière permet de prévenir ces problèmes et d'améliorer la durabilité du module. L'efficacité des couches barrière a été confirmée par des tests effectués sur des modules sujets à la délamination lors de cycles de vieillissement aérospatiaux. De plus, l’éloignement de la structure composite de renfort des cellules photovoltaïques permet d’augmenter la raideur du module photovoltaïque sans augmenter sa masse, ce qui est particulièrement avantageux pour les applications spatiales où la masse doit être minimisée pour préserver l'altitude orbitale des satellites. Ainsi, l'un des avantages majeurs de cette solution est la réduction de la masse des modules tout en gagnant en résistance, durabilité et raideur. La légèreté des modules est essentielle dans de nombreux domaines, et cette invention permet d'obtenir des modules plus résistants et plus rigides sans augmenter leur masse, offrant ainsi un bénéfice considérable. Après l'introduction de la structure barrière selon l’invention, le problème de délamination disparait, et les modules résistent aux cycles de vieillissement aérospatiaux. Résumé /Revendications L’invention a pour objet un dispositif photovoltaïque comprenant un empilement multicouche selon une direction d’empilement. Ledit empilement comprenant: au moins une cellule photovoltaïque ; une structure d’encapsulation contenant l’au moins une cellule photovoltaïque ; ladite structure d’encapsulation comprenant une première face et une seconde face opposées et s’étendant parallèlement à un premier plan orthogonal à la direction d’empilement ; une première structure barrière, formée par une seule couche ou plusieurs couches superposées, et disposée sur ladite première ou la seconde face ; une première structure composite de renfort comprenant une première matrice polymère chargée avec un premier réseau de fibres ; ladite première structure composite de renfort étant séparée de la structure d’encapsulation par la première structure barrière ; ladite première structure barrière ayant un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la première structure composite de renfort. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière présente un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à 30 g.m -2 /24h. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière présente une transmittance optique supérieure à 85% dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 1200 nm. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière présente une température de transition vitreuse supérieure à 80°C ou une température de fusion thermique supérieure à 80°C. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière présente une rigidité diélectrique supérieure à 1kV/mm. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière présente une épaisseur selon une direction d’empilement inférieure ou égale à 2mm. Selon un aspect particulier de l’invention, la première matrice polymère est thermodurcissable ou thermoplastique. Selon un aspect particulier de l’invention, la première matrice polymère est une résine époxy. Selon un aspect particulier de l’invention, les fibres sont des fibres de verre. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure composite de renfort comprend au moins une ouverture réalisée de manière à exposer au moins une cellule photovoltaïque à la lumière à travers ladite ouverture. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière est formée par une couche ou un empilement de couches en polycarbonate ou en polytéréphtalate d'éthylène ou en polyamide ou en polymère fluoré, notamment polyfluorure de vinyle ou polyfluorure de vinylidène, ou en éthylène tétrafluoroéthylène ou en éthylène chlorotrifluoroéthylène ou en polychlorotrifluoroéthylène ou en éthylène propylène fluoré. Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif photovoltaïque comprend en outre, lorsque la structure barrière est disposée sur la première face : une seconde structure barrière disposée sur la seconde face de la structure d’encapsulation opposée à la première face ; ladite seconde structure barrière étant formée par une seule couche ou plusieurs couches superposées; une seconde structure composite de renfort comprenant une seconde matrice polymère chargée avec un second réseau de fibres ; ladite seconde structure composite de renfort étant séparée de la structure d’encapsulation par la seconde structure barrière ; ladite seconde structure barrière ayant un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la seconde structure composite de renfort. Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde structure barrière et la première structure barrière sont formées par le même matériau et présentent la même épaisseur. Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde structure composite de renfort présente un module de Young supérieur ou égal à celui de la première structure composite de renfort. Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde matrice polymère et la première matrice polymère sont identiques. Le second réseau de fibres et le premier réseau de fibres sont formés par le même matériau. Selon un aspect particulier de l’invention, le second réseau de fibres est en fibres de carbone. Description Détaillée D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit en relation aux dessins annexés suivants. FIG. 1 la FIG. 1 illustre une vue en coupe du dispositif photovoltaïque selon un premier mode de réalisation de l’invention. FIG. 2 la FIG. 2 illustre une vue en coupe du dispositif photovoltaïque selon un second mode de réalisation de l’invention. FIG. 3 la FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un premier exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque selon l’invention. FIG. 3 la FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un deuxième exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque selon l’invention. FIG. 3 la FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un troisième exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque selon l’invention. La FIG. 1 illustre une vue en coupe du dispositif photovoltaïque D1 selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le dispositif photovoltaïque D1 comprend un empilement laminé selon une direction d’empilement Z. L’empilement laminé comprend une ou plusieurs cellules photovoltaïques 11,12 et 13; une structure d’encapsulation 20 ; une première structure barrière 30 et une première structure composite de renfort 40. La première structure barrière 30 sépare la structure d’encapsulation 20 de la première structure composite de renfort 40. L’insertion de la première structure barrière 30 permet d’éviter la formation d’une interface commune entre la structure d’encapsulation 20 et la première structure composite de renfort 40. La première structure barrière 30 est formée par une seule couche ou un empilement multicouche. A titre d’exemple illustratif et non limitatif, nous allons décrire une structure barrière 30 formée par une seule couche sans exclure une première structure barrière 30 multicouche. Dans le mode de réalisation décrit, le dispositif photovoltaïque D1 comprend plusieurs cellules photovoltaïques 11,12 et 13 à titre d’exemple illustratif non limitatif. Les cellules photovoltaïques 11,12 et 13 sont électriquement interconnectées via des moyens de connexion 101, 102 de manière à former une matrice. À titre d’exemple, les moyens de connexion sont des tiges, des rubans, des fils ou adhésifs conducteurs permettant un montage en série des cellules photovoltaïques 11,12 et 13. Les cellules photovoltaïques 11,12 et 13 se présentent sous forme de fine plaques, avantageusement coplanaires selon le plan (X,Y) orthogonal à la direction d’empilement Z. Les cellules photovoltaïques 11,12 et 13 sont réalisés en silicium ou en pérovskites ou en un semi-conducteur de type III-V ou en semi-conducteurs en polymères organiques. La structure d’encapsulation 20 est une structure en un polymère transparent dans la plage de longueurs d'onde de fonctionnement du module. La structure d’encapsulation 20 contient les cellules photovoltaïques 11,12 et 13 et les interconnexions 101,102 pour assurer leur protection contre l'humidité, les contaminants et les chocs mécaniques, tout en permettant à la lumière solaire de pénétrer jusqu'aux cellules. Dans l’exemple illustré, la structure d’encapsulation 20 constitue un bloc qui entoure la matrice de cellules photovoltaïques 11,12 et 13. La structure d’encapsulation 20 est avantageusement formée à partir d’une première et d’une seconde couches en matériau polymère d’encapsulation entre lesquelles une matrice de cellules photovoltaïques 11,12 et 13 est intercalée. Lors de l’étape d’assemblage de l’empilement (notamment par lamination), les couches en matériau polymère d’encapsulation fondent et viennent englober/encapsuler les cellules photovoltaïques, en même temps que l’adhérence se crée au niveau de toutes les interfaces entre les couches constituant l’empilement. Les deux couches en matériau polymère d’encapsulation formant la structure d’encapsulation 20 s’étendent selon des plans orthogonaux à la direction d’empilement Z. La structure d’encapsulation 20 comprend une première face 21 destinée à recevoir la lumière et s’étendant selon un premier plan orthogonal à la direction d’empilement Z. Dans le contexte de la description de l’invention, la première face 21 est du côté de la « face avant » du module. On entend par « face avant » et « face arrière », les faces externes du dispositif photovoltaïque. La face avant correspond à la face externe du dispositif destinée à recevoir la lumière. La face arrière correspond à la face externe du support sur lequel le dispositif photovoltaïque D1 repose mécaniquement. La structure d’encapsulation 20 comprend également une seconde face 22 opposée à la première face 21 et qui s’étend parallèlement à la première face 21. Dans le contexte de la description de l’invention, la seconde face 22 est du côté de la « face arrière ». Selon un mode de réalisation alternatif, la première structure d’encapsulation 20 et la première structure barrière 30 sont du côté de la face arrière. A titre d’exemple, la structure d’encapsulation 20 est réalisée en un matériau d’encapsulation polymère, de type thermodurcissable ou thermoplastique. Le matériau d’encapsulation de type polymère est, par exemple, choisi parmi: les copolymères d’acides, les ionomères, le poly(éthylène-acétate de vinyle) (EVA), les acétals de vinyle, tels que les polyvinylbutyrals (PVB), les polyuréthanes, les chlorures de polyvinyle, les polyéthylènes, tels que les polyéthylènes linéaires basse densité, les polyoléfines élastomères de copolymères, les copolymères d’α-oléfines et des α-, β-esters d’acide carboxylique à éthylénique, tels que les copolymères éthylène-acrylate de méthyle et les copolymères éthylène-acrylate de butyle, les élastomères de silicone et/ou les élastomères à base de polyoléfine thermoplastique réticulée. Concernant le dimensionnement de la structure d’encapsulation 20, la distance d1 entre d’une part les cellules photovoltaïques 11,12 et 13 et d’autre part la première face 21 est supérieure à 20µm. La première structure barrière 30 est directement en contact avec la première face 21 (du côté de la face avant) de la structure d’encapsulation 20. La première structure barrière 30 est réalisée par un premier matériau. Le premier matériau présente un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la première structure composite de renfort 40. Cela permet de protéger l’encapsulant de la diffusion d’eau ou de produits volatiles et ainsi éliminer les problèmes de délamination au niveau de la première face 21. Avantageusement, le premier matériau constituant la première structure barrière 30 présente un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur ou égal à 30 g.m -2 /24h, de préférence inférieure ou égale à 10 g.m -2 /24h. L’épaisseur de la structure barrière 30 est inférieure à 2mm, de préférence comprise entre 10µm et 50µm ce qui permet d’obtenir l’effet barrière tout en assurant la robustesse mécanique du dispositif. De plus, la première structure barrière 30 présente une transmittance supérieure à 85%, de préférence supérieure à 90%, dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 1200 nm. Cela permet la transmission d’un rayon incident sur la première face 21 du dispositif photovoltaïque D1 à travers la première structure barrière 30 vers les cellules photovoltaïques 11,12 et 13. La première structure barrière 30 présente également une température de transition vitreuse T g supérieure à 80°C, de préférence supérieure à 120°C. On entend par la température de transition vitreuse T g la valeur de température délimitant le passage de la matière d'un état caoutchouteux à un état vitreux, solide. Cela permet d’améliorer la résistance thermique du dispositif photovoltaïque D1 et plus particulièrement les interfaces de la première structure barrière 30 dans le contexte des conditions thermiques extrêmes du domaine spatial et du domaine stratosphérique. La première structure barrière 30 présente également une rigidité diélectrique supérieure à 1kV/mm, de préférence supérieure à 100 kV/mm. La rigidité diélectrique est mesurée selon la norme NF EN 60243-1. Cela permet d’améliorer l’isolation électrique de structure d’encapsulation 20 et ainsi des cellules photovoltaïques 11,12 et 13. Afin d’obtenir l’ensemble des caractéristiques mécaniques, électriques, thermiques et optiques et d’imperméabilité précitées, le premier matériau constituant la première structure barrière 30 est choisi, à titre d’exemple illustratif non limitatif, parmi : le polycarbonate (PC), le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyamide (PA), un polymère fluoré, notamment le polyfluorure de vinyle (PVF) ou polyfluorure de vinylidène (PVDF), l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l’éthylène chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), le polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE), et/ou l’éthylène propylène fluoré (FEP). Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure barrière 30 est réalisée par un empilement de plusieurs couches barrières superposées de matériaux choisis parmi la liste des matériaux précités pour former une structure multicouches barrière. La première structure composite de renfort 40 est assemblée avec la première structure barrière 30, généralement au cours d’une étape de lamination de l’empilement. La première structure barrière 30 sépare ainsi la première structure composite de renfort 4 de la structure d’encapsulation 20. Cela permet d’éliminer les problèmes de délamination entre la première structure composite de renfort 4 de la structure d’encapsulation 20. La première structure composite de renfort 40 comprend une première matrice polymère 42 chargée avec un premier réseau de fibres 41. La première structure composite de renfort 40 présente un module de Young supérieur à 5000 MPa, de préférence supérieure à 15000 MPa. De plus, la première structure composite de renfort 40 présente une masse surfacique inférieure à 50g/m 2 avec une épaisseur comprise entre 20µm et 150µm. La combinaison des caractéristiques relatives à la raideur et la masse surfacique de la première structure composite de renfort 40 permet d’assurer une rigidité structurelle du dispositif photovoltaïque D1 tout en gardant un poids léger compatible avec les domaines d’application dans le spatial et le stratosphérique. La première structure composite de renfort 40 est assemblée avec le côté de la face avant du dispositif photovoltaïque D1, généralement par lamination. La première structure composite de renfort 40 présente une transmittance optique supérieure à 80%, de préférence supérieure à 85%, dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 1200 nm. La première structure composite de renfort 40 comprend une résine à matrice thermodurcissable ou à matrice thermoplastique. À titre d’exemple illustratif et non limitatif, le premier réseau de fibres 41 est par exemple un réseau de fibres de verre, et la première matrice polymère 42 est l’époxy. Alternativement, la première matrice polymère 42 est en polyuréthane ou en polyméthacrylate de méthyle PMMA ou en cyanates esters ou en polycarbonate ou en polytéréphtalate d'éthylène PET ou en polyuréthane thermoplastique TPU. On rajoute que la structure d’empilement selon l’invention permet d'augmenter la raideur des modules légers. En écartant la structure composite de renfort des cellules photovoltaïques, la raideur du module est augmentée de manière proportionnelle au carré de distance d2 qui les sépare. À titre d’exemple, la distance d2 est inférieure ou égale à 75µm. Par conséquent, il est possible d'augmenter la raideur du dispositif photovoltaïque D1 sans augmenter sa masse, ce qui est particulièrement avantageux pour les applications spatiales où la masse doit être minimisée pour préserver l'altitude orbitale des satellites. Selon un aspect particulier de l’invention, la première structure composite de renfort 40 comprend un premier réseau de fibres 41 en verre occupant une zone centrale selon le plan (X,Y) orthogonal à la direction d’empilement et un réseau de fibres périphérique en carbone occupant la périphérie de la première structure composite de renfort 40 selon le plan (X,Y). La zone centrale correspond à l’emplacement de la matrice des cellules photovoltaïques 11,12 et 13 destinés à recevoir la lumière incidente. Les fibres de verre présentent une transparence suffisante pour laisser passer la lumière incidente vers ladite matrice. Sur la zone périphérique, les fibres de carbone présentent une meilleure robustesse mécanique que les fibres en verre permettant d’améliorer la robustesse globale du dispositif photovoltaïque D1. De manière générale, la structure d’empilement selon le premier mode de réalisation permet d’obtenir les avantages suivants : une élimination du problème de délamination au niveau de l’interface avec la structure d’encapsulation, une augmentation de la raideur du dispositif photovoltaïque sans augmenter sa masse ; et une optimisation de la transparence de l’empilement du côté de la face avant permettant le maintien d’un haut rendement énergétique. La FIG. 2 illustre une vue en coupe du dispositif photovoltaïque D1 selon un second mode de réalisation de l’invention. Les caractéristiques et les avantages techniques décrits pour le premier mode de réalisation restent valables pour le deuxième mode de réalisation. Le deuxième mode de réalisation de l’invention diffère du premier mode de réalisation par l’ajout d’une seconde structure barrière 50 et d’une seconde structure composite de renfort 60 du côté de la face arrière. La seconde structure barrière 50 est formée par une seule couche ou un empilement multicouche. À titre d’exemple illustratif et non limitatif, nous allons décrire une seconde structure barrière 50 formée par une seule couche sans exclure l’utilisation d’une seconde structure barrière 50 multicouche. Le dispositif photovoltaïque D1 comprend en outre une seconde structure barrière 50 disposée sur une seconde face 22 de la structure d’encapsulation 20 opposée à la première face 21. La seconde face 22 correspond à la face arrière du dispositif photovoltaïque D1. La seconde structure barrière 50 est réalisée par un second matériau. La seconde structure composite de renfort 60 comprend un second réseau de fibres 61 réalisé dans une seconde résine 62. Ladite seconde structure composite de renfort 40 est séparée de la structure d’encapsulation 20 par la seconde structure barrière 50. Le second matériau présente un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la seconde structure composite de renfort 60. Cela permet d’améliorer de manière similaire à la face avant la robustesse mécanique du dispositif du côté de la face arrière tout en éliminant les problèmes de délamination de ce côté. Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde structure barrière 50 est identique à la première structure barrière 30 et la seconde structure composite de renfort 60 est identique à la première la structure composite de renfort 40. Alternativement, la seconde structure barrière 50 reprend les mêmes caractéristiques mécaniques, électriques, thermiques et d’imperméabilités décrites pour la première structure barrière 30, mais présente une transmittance optique inférieure à celle de la première structure barrière 30. De même, la seconde structure composite de renfort 60 présente : d’une part une transmittance optique inférieure à celle de la première structure composite de renfort 40 ; d’autre part un module de Young supérieur à celui de la première structure composite de renfort 40. Cela permet d’optimiser la structure de l’empilement formant le dispositif photovoltaïque D1: du côté de la face arrière, la robustesse mécanique est maximisée; du côté de la face avant la robustesse mécanique est améliorée sans dégrader la performance optoélectronique; des deux côtés avant et arrière le problème de délamination est éliminé. A titre d’exemple illustratif non limitatif, le second matériau formant la seconde structure barrière 50 est choisi parmi: le polycarbonate (PC), le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyamide (PA), un polymère fluoré, notamment le polyfluorure de vinyle (PVF) ou polyfluorure de vinylidène (PVDF), l’éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), l’éthylène chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), le polychlorotrifluoroéthylène (PCTFE), le trifluoroéthylène (TFE) et/ou l’éthylène propylène fluoré (FEP). Selon un aspect particulier de l’invention, la seconde structure barrière 50 est réalisée par un empilement de plusieurs couches barrières superposées de matériaux choisis parmi la liste des matériaux précités pour former une structure multicouches barrière. La seconde structure composite de renfort 50 est à matrice thermodurcissable ou à matrice thermoplastique. Avantageusement, le second réseau de fibres 61 est par exemple un réseau de fibres de carbone, et la seconde résine 62 est l’époxy. Alternativement, la seconde résine 62 est en polyuréthane ou en polyméthacrylate de méthyle PMMA ou en cyanates esters ou en polycarbonate ou en polytéréphtalate d'éthylène PET ou en polyuréthane thermoplastique TPU. La FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un premier exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque D1 selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, la structure composite de renfort 40 comprend une ouverture centrale 400 selon le plan (X,Y) orthogonal à la direction d’empilement Z. L’ouverture centrale 400 permet aux cellules photovoltaïques 11, 12, 13, 14, 15, 16, de recevoir une intensité lumineuse supérieure puisque les rayonnements lumineux n’ont plus à traverser dans cette zone la structure composite. La structure composite de renfort 40 couvre uniquement une zone périphérique selon le plan (X,Y) orthogonal à la direction d’empilement Z. Cela permet d’améliorer l’exposition des cellules photovoltaïques à la lumière et ainsi augmenter le rendement énergétique du dispositif photovoltaïque D1. Avantageusement, la structure composite de renfort 40 couvrant uniquement une zone périphérique comprend un réseau de fibres en carbone. Cela permet d’améliorer la robustesse mécanique de la structure sans impact sur l’exposition des cellules photovoltaïques. La FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un deuxième exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque D1 selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, la structure composite de renfort 40 comprend une pluralité d’ouvertures 401 à 406 selon le plan (X,Y) orthogonal à la direction d’empilement Z. Chaque ouverture 401 à 406 laisse apparaitre une cellule photovoltaïque 11 à 16 associée à ladite ouverture. Cela permet d’améliorer l’exposition des cellules photovoltaïques à la lumière et ainsi augmenter le rendement énergétique du dispositif photovoltaïque D1. Avantageusement, la structure composite de renfort 40 comprend un réseau de fibres en carbone. Cela permet d’améliorer la robustesse mécanique de la structure sans impact sur l’exposition des cellules photovoltaïques. La FIG. 3 illustre une vue de dessus d’un troisième exemple de la face avant du dispositif photovoltaïque D1 selon l’invention. Dans ce mode de réalisation, la structure composite de renfort 40 couvre toute la surface qui s’étend parallèlement au plan (X, Y). Dans ce cas, la première structure composite de renfort 40 comprend avantageusement un réseau de fibres en verre. L’ensemble des caractéristiques décrites pour la première structure composite de renfort 40 avec les figures 3a, 3b et 3c sont compatibles aussi avec la seconde structure composite de renfort 60 de la face arrière. Dispositif photovoltaïque (D1) comprenant un empilement multicouche selon une direction d’empilement (Z) ; ledit empilement comprenant: au moins une cellule photovoltaïque (11, 12,13) ; une structure d’encapsulation (20) contenant l’au moins une cellule photovoltaïque (11,12) ; ladite structure d’encapsulation (20) comprenant une première face (21) et une seconde face (22) opposées et s’étendant parallèlement à un premier plan orthogonal à la direction d’empilement (Z) ; une première structure barrière (30) formée par une seule couche ou plusieurs couches superposées et disposée sur ladite première ou la seconde face (21, 22) ; une première structure composite de renfort (40) comprenant une première matrice polymère (42) chargée avec un premier réseau de fibres (41) ; ladite première structure composite de renfort (40) étant séparée de la structure d’encapsulation (20) par la première structure barrière (30); ladite première structure barrière (30) ayant un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la première structure composite de renfort (40). Dispositif photovoltaïque (D1) selon la revendication 1 dans lequel la première structure barrière présente un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à 30 g.m -2 /24h. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel la première structure barrière présente une transmittance optique supérieure à 85% dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 1200 nm. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel la première structure barrière présente une température de transition vitreuse supérieure à 80°C ou une température de fusion thermique supérieure à 80°C. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la première structure barrière présente une rigidité diélectrique supérieure à 1kV/mm. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la première structure barrière présente une épaisseur selon une direction d’empilement (Z) inférieure ou égale à 2mm. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans lequel la première matrice polymère (40) est thermodurcissable ou thermoplastique. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel la première matrice polymère (42) est une résine époxy. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 les fibres (41) sont des fibres de verre. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel la première structure composite de renfort (40) comprend au moins une ouverture (400, 401, 402, 403, 404, 405, 406) réalisée de manière à exposer au moins une cellule photovoltaïque (11, 12,13) à la lumière à travers ladite ouverture. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel la première structure barrière (30) est formée par une couche ou un empilement de couches en polycarbonate ou en polytéréphtalate d'éthylène ou en polyamide ou en polymère fluoré, notamment polyfluorure de vinyle ou polyfluorure de vinylidène, ou en éthylène tétrafluoroéthylène ou en éthylène chlorotrifluoroéthylène ou en polychlorotrifluoroéthylène ou en éthylène propylène fluoré. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel la structure barrière (30) est disposée sur la première face (21) ; le dispositif photovoltaïque (D1) comprenant en outre : une seconde structure barrière (50) disposée sur la seconde face (22) de la structure d’encapsulation (20) opposée à la première face (21) ; ladite seconde structure barrière (50) étant formée par une seule couche ou plusieurs couches superposées; une seconde structure composite de renfort (60) comprenant une seconde matrice polymère (62) chargée avec un second réseau de fibres (61) ; ladite seconde structure composite de renfort (60) étant séparée de la structure d’encapsulation (20) par la seconde structure barrière (50); ladite seconde structure barrière (30) ayant un coefficient de transmission à la vapeur d’eau WVTR inférieur à celui de la seconde structure composite de renfort (60). Dispositif photovoltaïque (D1) selon la revendication 12 dans lequel la seconde structure barrière (50) et la première structure barrière (30) sont formées par le même matériau et présentent la même épaisseur. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13 dans lequel la seconde structure composite de renfort (60) présente un module de Young supérieur ou égal à celui de la première structure composite de renfort (40). Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13 dans lequel : - la seconde matrice polymère (62) et la première matrice polymère (42) sont identiques ; - le second réseau de fibres (61) et le premier réseau de fibres (41) sont formés par le même matériau. Dispositif photovoltaïque (D1) selon l’une quelconque des revendications 12 à 14 dans lequel le second réseau de fibres (61) est en fibres de carbone.