FR3038137A1

FR3038137A1 - PHOTOVOLTAIC OPTICAL DEVICE WITH PLASMON FILTRATION AND LOCAL REVERSE VARIABLE MULTIREFRINGENCE

Info

Publication number: FR3038137A1
Application number: FR1501327A
Authority: FR
Inventors: Lionel Girardie
Original assignee: Individual
Current assignee: QUANTOM, FR
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2016-12-30
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: FR3038137B1

Abstract

Dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale caractérisé en ce qu'il comporte : - Des rangées de cellules solaires cristallines (1) interconnectées pour former une matrice (2) encapsulée entre un dioptre entrant (4) et sortant (7) dont la distance (e) séparant deux rangées est égale ou inférieure au segment d'une cellule solaire (1) - La surface prise dans le plan de la matrice (2) forme une aire (2s) - Deux filtres plasmoniques (3) collés sur la surface supérieure (7') du dioptre sortant (7) et positionnés en parallèle de part et d'autre d'une rangée de cellules solaires (1) dans l'intervalle (e) séparant les cellules solaires (1) - Un filtre multiréfringent variable (8) collé sur la surface inférieure (7'') du dioptre sortant (7) recouvrant la surface inférieure (7'') d'une surface égale à l'aire (8s) et positionné exactement en superposition parallèle en tout point de l'aire (2s) occupée par la matrice (2) à la surface (7") pour former une aire (8s) du dichroïsme parallèle au filtre plasmonique (3).Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence characterized in that it comprises: - rows of crystalline solar cells (1) interconnected to form a matrix (2) encapsulated between an incoming diopter (4) and outgoing (7) whose distance (e) separating two rows is equal to or smaller than the segment of a solar cell (1) - The surface taken in the plane of the matrix (2) forms an area (2s) - Two glued plasmonic filters (3) on the upper surface (7 ') of the outgoing diopter (7) and positioned in parallel on either side of a row of solar cells (1) in the gap (e) separating the solar cells (1) - A variable multirefringent filter (8) adhered to the lower surface (7 ") of the outgoing diopter (7) covering the lower surface (7 '') of a surface equal to the area (8s) and positioned exactly in parallel superimposition any point of the area (2s) occupied by the mat rice (2) at the surface (7 ") to form an area (8s) of dichroism parallel to the plasmonic filter (3).

Description

-1 - Dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et tnultift gence variable arrière locale Introduction à l'art : La fabrication de module photovoltaïque cristallin requiert le processus suivant : nettoyage du verre ou positionnement d'un matériau à forte transparence positionnement d'un film encapsulant EVA «Éthylène Vinyle Acétate » qui est en majorité de l'éthylène vinyle acétate sur le verre ou matériau à forte transparence soudure d'un ruban de cuivre ayant une couche de protection à base d'un alliage à base d'argent, de plomb et d'étain : la température de la soudure n'excède pas 250°C et ne dure pas plus de 3 secondes par cellules solaires ayant des zones en forme de ligne collecteur de courant des métallisations de l'émetteur sur une largeur de 1,5 à 3 millimètres interconnexion de la polarité négative <face avant d'une cellule d'un substrat de type P à la polarité positive 'face arrière d'une cellule d'un substrat de type P' par exemple disposition en rangée de cellules soudées interconnexion des rangées pour un montage en série des cellules solaires nécessitant une soudure de chaque ligne de collecteur de courant - positionnement d'un film encapsulant sur la matrice de cellules positionnement d'un film arrière de protection électrique ou d'un verre ou autre matériaux isolant lamination à des fins d'encapsulation des cellules solaires Cette technique est unilatéralement utilisée mais a des inconvénients : - le matériau encapsulant EVA a une viscosité d'une grande variabilité en fonction de la température ce qui induit une pression mécanique sur l'ensemble du dispositif des cellules solaires interconnectées - le matériau encapsulant EVA contenant 1% d'eau libère de l'acide acétique et du peroxyde d'hydrogène en permanence qui se retrouvent piégés dans le module photovoltaïque entrainant des corrosions, des réactions chimiques avec les surfaces des cellules solaires, des réactions chimiques avec la surface intérieure du verre et crée la corrosion du verre par la formation de halogénures qui sont des pièges d'électrons mais aussi avec le polymère utilisé en protection électrique du module le matériau EVA ayant un indice de réfraction part réelle variant entre 1,49 et 1,47 sur la bande de rayonnement solaire, ce qui correspond une réponse spectrale proche du verre blanc utilisé, à savoir que le verre ait un traitement particulier - le matériau EVA étant réticulé à la surface du verre, il est très difficile de séparer par quelques techniques que ce soient le film EVA du verre et le recyclage du verre comportant l'EVA rend les matériaux constituant le verre trop pollués et donc rendent le recyclage du module non fonctionnel - l'encapsulation de 60 cellules solaires sur silicium monocristallin de wafer de format pseudo carré de 156mm de côté obtenu par la méthode de croissance Czochralski, « CZ » cellule à homojonction et émetteur homogène de 18,6% de rendement entraine les pertes suivantes : à partir d'un ruban interconnectant en série les cellules de 2mm de largeur par 0,2mm d'épaisseur et interconnectant les rangées de cellules thermo-soudées par un ruban de 5 par 0,3mm, les pertes électriques sont de 2,5% les pertes optiques sont de 1% pour un verre avec une couche de silice poreuse d'indice de réfraction variant entre 1,23 et 1,33 pour un verre de transmittance sur le spectre solaire de 93% le module cristallin de ces 60 cellules solaires de 18,6% aura un rendement de 15,85% soit 2,75% et son comportement en température sera très affecté par l'encapsulation la cellule solaire de 18,6% sur silicium CZ d'orientation « 1-0-0 » à émetteur homogène aura un coefficient de variation de sa puissance par rapport à la température d'un facteur négatif de 0,45%/°Kelvin et le module cristallin utilisant l'EVA entre autre aura un coefficient de variation de sa puissance d'un facteur négatif de 0,51%/°K - la combinaison des matériaux verres à 93% de transmittance avec l'EVA et des cellules à émetteur homogène est compatible mais l'évolution technologique des cellules à homojonction vers des émetteurs sélectifs et des passivations arrières, la réponse spectrale des cellules évoluent grandement rendant la combinaison des matériaux d'un module impropre et non efficiente le module cristallin silicium se caractérise également par le comportement optique du silicium à savoir un fort coefficient d'absorption dans les ultra-violets « UV » et une quasi transparence aux infrarouges « IR » et le comportement en fonction de la température d'un module cristallin est intimement lié à la capacité de capter la bande solaire spectrale dont les longueurs d'onde de 250 à 1300nm représentant 80% du spectre 3 0 3 8 1 3 7 -2- La présente invention décrit un dispositif intégré optique permettant de filtrer le spectre lumineux par trois composants pour apporter à la jonction de cellule solaire les photons aux longueurs d'onde absorbées et transmettre les longueurs d'onde utiles à des applications sous le panneau photovoltaïque et réfléchir les longueurs d'onde qui ne sont pas utiles à la production photovoltaïque.-1 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable voltage Introduction to the art: The manufacture of crystalline photovoltaic modules requires the following process: cleaning of the glass or positioning of a material with high transparency positioning of an encapsulating film EVA "Ethylene Vinyl Acetate" which is mostly ethylene vinyl acetate on glass or material with high transparency welding a copper tape having a protective layer based on a silver-based alloy, lead and tin: the temperature of the weld does not exceed 250 ° C and lasts no more than 3 seconds per solar cell having areas in the form of a current collector line of the metallizations of the emitter over a width of 1, 5 to 3 millimeters negative polarity interconnection <front face of a cell of a P-type substrate to the positive polarity 'back side of a cell of a P-type substrate' by example row layout of welded cells interconnection of rows for serial mounting of solar cells requiring soldering of each line of current collector - positioning of a film encapsulating on the matrix of cells positioning of a rear film of electrical protection or a glass or other lamination insulating material for the purpose of encapsulation of solar cells This technique is used unilaterally but has drawbacks: the encapsulating material EVA has a viscosity of great variability as a function of the temperature which induces a mechanical pressure on the entire device of the interconnected solar cells - the EVA encapsulant material containing 1% water releases acetic acid and hydrogen peroxide continuously which are trapped in the photovoltaic module causing corrosions, chemical reactions with solar cell surfaces, chemical reactions with the inner surface of the glass and creates the corrosion of the glass by the formation of halides which are traps of electrons but also with the polymer used in electrical protection of the module the EVA material having a refractive index real part varying between 1, 49 and 1.47 on the solar radiation band, which corresponds to a spectral response close to the white glass used, namely that the glass has a particular treatment - the EVA material being crosslinked on the surface of the glass, it is very difficult to to separate by some techniques that it is the EVA film of the glass and the recycling of the glass comprising the EVA renders the materials constituting the glass too polluted and thus make the recycling of the module non-functional - the encapsulation of 60 solar cells on monocrystalline silicon of Wafer of pseudo-square format of 156mm side obtained by the Czochralski growth method, "CZ" homojunction cell and homogeneous transmitter yield of 18.6% results in the following losses: from a ribbon interconnecting in series cells 2mm wide by 0.2mm thick and interconnecting the rows of heat-sealed cells with a ribbon of 5 by 0 , 3mm, the electrical losses are 2.5% the optical losses are 1% for a glass with a porous silica layer of refractive index varying between 1.23 and 1.33 for a glass of transmittance on the spectrum solar of 93% the crystalline modulus of these 60 solar cells of 18.6% will have a yield of 15,85% is 2,75% and its behavior in temperature will be very affected by the encapsulation the solar cell of 18,6% on homogeneous emitter "1-0-0" oriented CZ silicon will have a coefficient of variation of its power relative to the temperature of a negative factor of 0.45% / ° Kelvin and the crystalline modulus using EVA among others will have a coefficient of variation of its power of a negative factor of 0,51% / ° K - the The combination of glass materials with 93% transmittance with EVA and homogeneous emitter cells is compatible, but the technological evolution of homojunction cells towards selective emitters and back passivations, the spectral response of cells evolve greatly, making the combination of materials of an improper and non-efficient module the crystalline silicon module is also characterized by the optical behavior of the silicon, namely a high absorption coefficient in the ultraviolet "UV" and a quasi-infrared transparency "IR" and the behavior depending on the temperature of a crystalline module is intimately related to the ability to capture the spectral solar band whose wavelengths from 250 to 1300 nm representing 80% of the spectrum. describes an integrated optical device for filtering the light spectrum by three components to bring the cell junction We solarize photons at wavelengths absorbed and transmit useful wavelengths to applications under the photovoltaic panel and reflect wavelengths that are not useful for photovoltaic production.

5 Description du dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale : 10 Dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale caractérisé selon les figures 1 et 2 en ce qu'il comporte : - Des rangées de cellules solaires cristallines (1) interconnectées pour former une matrice (2) encapsulée entre un dioptre entrant (4) et sortant (7) dont la distance (e) séparant deux rangées est égale ou 15 inférieure au segment d'une cellule solaire (1) La surface prise dans le plan de la matrice (2) forme une aire (2s) Deux filtres plasmoniques (3) collés sur la surface supérieure (7') du dioptre sortant (7) et positionnés en parallèle de part et d'autre d'une rangée de cellules solaires (1) dans (e) séparant les cellules solaires (1) 20 Un filtre multiréfringent variable (8) collé sur la surface inférieure (7") du dioptre sortant (7) recouvrant la surface inférieure (7") d'une surface égale à l'aire (2s) et positionné exactement en superposition parallèle en tout point de l'aire (2s) occupée par la matrice (2) à la surface (7") pour former une aire (8s) du dichroïsme parallèle au filtre plasmonique (3).Description of the photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence: Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence characterized according to FIGS. 1 and 2 in that it comprises: - rows of crystalline solar cells (1 ) interconnected to form a matrix (2) encapsulated between an incoming (4) and outgoing (7) diopter whose distance (e) separating two rows is equal to or less than the segment of a solar cell (1) The area taken in the plane of the matrix (2) forms an area (2s) Two plasmonic filters (3) glued on the upper surface (7 ') of the outgoing diopter (7) and positioned in parallel on either side of a row of solar cells (1) in (e) separating the solar cells (1) 20 A variable multirefringent filter (8) adhered to the lower surface (7 ") of the outgoing diopter (7) covering the lower surface (7") an area equal to the area (2s) and positioned exactly in parallel superposition at any point in the area (2s) occupied by the matrix (2) at the surface (7 ") to form an area (8s) of dichroism parallel to the plasmonic filter (3).

25 Ce dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°3 caractérisé en ce que le filtre plasmonique (3) comporte : - un composé métallique (3') à partir de matériaux conducteurs choisi parmi l'Argent, l'Aluminium, le Silicium, l'Or, le Chrome, le Zinc, le Cuivre, le Nickel, le Cobalt, le Lithium, le Platine des nanotubes de Carbone, de Nitrure de Bore 30 - la surface supérieure du composé métallique (3) est texturée en tranchées parallèles de forme triangulaire (3") avec une inclinaison des parois de tranchées parallèle inférieure (3°) à 90° et de largeur de tranchée inférieure ou égale à 50micron caractérisant le pas des sillons formant les parois des tranchées le composé métallique a une face postérieure (3") enduite d'un matériau encapsulant choisi parmi 35 l'éthylène vinyle acétate, les thermo-plastiques, les silicones, les acryliques Le dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°2 caractérisé en ce que le filtre plasmonique (3) ait une longueur égale à la rangée de cellules solaires (1) 40 et constitue une bande réfléchissante. Ce dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°2 caractérisé en ce que la bande réfléchissante constituant le filtre plasmonique (3) ait une largeur 45 inférieure ou égale à 32mm par unité de bande réfléchissante. Le dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°5 caractérisé en ce que l'espace libre de passage de lumière entrant et sortant à travers le dispositif 50 optique photovoltaïque à filtration plasmonique double arrière soit d'une largeur (e) entre deux rangées de cellules solaires (1) diminué de la largeur de bande réfléchissante et de la longueur de la rangée de cellules solaires (1).This photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIG. 3 characterized in that the plasmonic filter (3) comprises: a metal compound (3 ') from conductive materials chosen from silver, Aluminum, Silicon, Gold, Chromium, Zinc, Copper, Nickel, Cobalt, Lithium, Platinum Carbon Nanotubes, Boron Nitride 30 - the upper surface of the metal compound (3 ) is textured in triangular triangular trenches (3 ") with a trench wall inclination less than (3 °) at 90 ° and trench width less than or equal to 50micron characterizing the pitch of the trench walls forming the trench. metal compound has a posterior face (3 ") coated with an encapsulant material selected from ethylene vinyl acetate, thermoplastics, silicones, acrylics. Plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to Figure No. 2 characterized in that the plasmonic filter (3) has a length equal to the row of solar cells (1) 40 and is a reflective band. This photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to Figure No. 2 characterized in that the reflective band constituting the plasmonic filter (3) has a width 45 less than or equal to 32 mm per unit of reflective tape. The photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIG. 5, characterized in that the free space for the passage of light entering and exiting through the photovoltaic optical device 50 with double rear plasmonic filtration is of a width (e) between two rows of solar cells (1) minus the reflective bandwidth and the length of the row of solar cells (1).

55 Ce dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon les figures 1 et 5 caractérisé en ce que la face supérieure de la matrice (2) de cellules solaires soit encapsulée avec la surface (4') du dioptre entrant (4) par un matériau encapsulant (5) choisi parmi l'éthylène vinyle acétate, les thermo-plastiques, les silicones, les acryliques. 60 30381 3 7 -3- Le dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon les figures 1 et 5 caractérisé en ce que le filtre plasmonique (3) par sa face supérieure texturé (3") soit orientée vers la face inférieure de cellules solaires (1) et soit encapsulé entre la face inférieure de la matrice (2) de cellules solaires et la surface (7') du dioptre sortant (7) par un matériau encapsulant (6) choisi parmi l'éthylène vinyle 5 acétate, les thermo-plastiques, les silicones, les acryliques. Ce dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°5 caractérisé en ce que la surface (8s) du filtre multiréfringent variable (8) ait une surface égale à la longueur (L) de la matrice (2) de cellules solaires (1) multiplié par l'espace (e) entre rangées de cellules solaire et 10 constitue trois plans parallèles entre le filtre plasmonique (3) et la matrice de cellules (2) et le filtre multiréfringent variable (8) afin que le dichroïsme résultant du filtre (8) est positionné à la surface (7") en superposition en tout point de cette aire (2s) et en parallèle en tout point de cette aire (2s) derrière le dioptre sortant (7) et du filtre plasmonique (3).55 This photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to Figures 1 and 5 characterized in that the upper face of the matrix (2) of solar cells is encapsulated with the surface (4 ') of the incoming diopter (4) by an encapsulating material (5) selected from ethylene vinyl acetate, thermoplastics, silicones, acrylics. The photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIGS. 1 and 5, characterized in that the plasmonic filter (3) by its textured upper face (3 ") is oriented towards the lower face. solar cells (1) and is encapsulated between the underside of the matrix (2) of solar cells and the surface (7 ') of the outgoing diopter (7) by an encapsulating material (6) selected from ethylene vinyl acetate thermo-plastics, silicones, acrylics This photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIG No. 5 characterized in that the surface (8s) of the variable multirefringent filter (8) has an equal area the length (L) of the matrix (2) of solar cells (1) multiplied by the space (e) between rows of solar cells and 10 constitutes three parallel planes between the plasmonic filter (3) and the matrix of cells (2) and the variable multirefringent filter (8) so that the dichroism resulting from the filter (8) is positioned on the surface (7 ") superimposed at any point of this area (2s) and in parallel at all points of this area (2s) behind the outgoing diopter (7) and the plasmonic filter (3).

15 Le dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon la figure n°4 caractérisé en ce que le filtre multiréfringent variable (8) comporte : - une interface (8i) de collage à partir de matériaux choisis parmi les acryliques, les thermo-plastiques, les silicones - une combinaison de couches (8a) et (8b) formant un nano-laminé dont chaque (8a) et (8b) varie en 20 épaisseur comprise entre 2Angstrôm et 500Angstrôm chacune - la couche (8a) est la première et la dernière couche du nano-laminé à indice de réfraction part réelle compris entre 1,45 et 1,55 sur la bande spectrale de 300 à 1600nm - la couche (8b) est la combinaison de (8a) dont l'indice de réfraction part réelle varie entre 1,6 et 2 sur la bande spectrale de 300 à 1600nrn.The photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIG. 4, characterized in that the variable multi-refractive filter (8) comprises: an interface (8i) for bonding from materials chosen from acrylics, thermoplastics, silicones - a combination of layers (8a) and (8b) forming a nano-laminate each of which (8a) and (8b) varies in thickness between 2 Angstrom and 500 Angstroms each - the layer (8a) is the first and last layer of the nano-laminate with a refractive index real part between 1.45 and 1.55 on the spectral band of 300 to 1600 nm - the layer (8b) is the combination of (8a) whose index of True fraction refraction varies between 1.6 and 2 on the spectral band of 300 to 1600nrn.

25 Ce dispositif optique photovoltaïque à filtration plasmonique et multiréfringence variable arrière locale selon les figures 2 et 4 caractérisé en ce que le filtre multiréfringent variable (8) consiste à un dichroïsme compris entre k/8 et k/2 du spectre incident pour une longueur d'onde À. donnée et dont l'interface (8i) peut avoir une 30 texturation de sa surface localisée dont la surface est définie par la distance entre deux rangées de cellules solaires(e) *longueur de rangée (2) de cellules solaire (1).This photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to FIGS. 2 and 4, characterized in that the variable multirefringent filter (8) consists of a dichroism between k / 8 and k / 2 of the incident spectrum for a length of d wave. given and whose interface (8i) can have a texturing of its localized surface whose surface is defined by the distance between two rows of solar cells (e) * row length (2) of solar cells (1).

35 Un exemple de construction d'un tel dispositif photovoltaïque se compose de : - une matrice de cellules solaires formée sur silicium monocristallin de type P dont les dimensions du substrat pseudo-carrés sont 156,75x156,75mm pour un rayon de lingot de 205min : la cellule solaire a une efficacité de conversion de 20,8% minimum pour une puissance maximale de 5,06Watt, interconnectée par un ruban enrobé colle conductrice d'une résine de silicone et de cuivre et nano-fils de cuivre sans plomb : la matrice (2) est 40 constituée de 6 rangées de cellules solaires la matrice est organisée pour avoir 125mm d'espace (e) entre les rangées de cellules connectées en série - dioptre entrant (4) est un verre solaire imprimé trempé thermiquement de silicate à transmission de 96% sur le spetre solaire 1.5AM d'épaisseur de 2,6mm - la matrice (2) formée est encapsulée par sa face avant soumis en radiation solaire directe par un encapsulant 45 (5) de silicone liquide transparent aux UV laminé par une lamination liquide - le dioptre sortant (7) est un verre solaire imprimé d'épaisseur de 2mm de silicate à trempe de durcissement ayant deux découpes par polissage du bord du verre pour l'extraction des câbles de polarité de la matrice (2) sur lequel est positionné les bandes réfléchissantes constituant le filtre plasmonique. - le filtre plasmonique est un composé d'aluminium d'épaisseur de 100micron, dont les sillons sont formés sous 50 presse afin de former une texturation de surface en tranchées d'un pas de 20micron et dont les parois forment un angle de 60° (3°) et dont l'interface (3"') est une couche produite par évaporation de SiOx et de résine de silicone - les bandes réfléchissantes d'une largeur de 8mm sont positionnés par un robot selon les axes X, Y pour être placées sur le verre dans l'intervalle entre deux rangées de la matrice (2) de cellules (1) avec la face supérieure 55 texturée (3") orientée vers la face inférieure des cellules solaires et il ne peut y avoir de court-circuit étant donné que l'encapsulant (6) est un silicone liquide d'une viscosité dynamique de 30Pa.s est appliqué par lamination liquide afin d'encapsuler la face inférieure de la matrice (2) et du filtre plasmonique (3) avec le dioptre sortant - un filtre multiréfringent variable composé de matériaux acryliques (8a) à indice de réfraction de 1,49 pour une 60 longueur d'onde de 620nm et de matériaux poly-éthylène (8b) à indice de réfraction de 1,76 pour une longueur d'onde de 620nm a une interface acrylique (8i) : ce film a un réseau de 100 pour une épaisseur de 350nm et est 3038137 -4- laminé sur le dioptre sortant (7) du laminé avant de fixer les câbles : chaque bande du filtre multiréfringent variable a une surface (8s) de la longueur d'une rangée de cellules solaires soit 952,5mm et de la largeur entre rangée soit 125mm pour une aire 119062mm2.An example of a construction of such a photovoltaic device consists of: a matrix of solar cells formed on P-type monocrystalline silicon whose dimensions of the pseudo-square substrate are 156.75 × 156.75 mm for an ingot radius of 205 min: the solar cell has a conversion efficiency of 20.8% minimum for a maximum power of 5.06Watt, interconnected by a coated tape conductive glue of a silicone resin and lead-free copper and nano-lead wires: the matrix (2) is constituted by 6 rows of solar cells the array is organized to have 125mm of space (e) between rows of cells connected in series - incoming diopter (4) is a printed thermally tempered solar glass of transmission silicate of 96% on the solar spectrum 1.5AM of thickness of 2.6mm - the matrix (2) formed is encapsulated by its front face subjected to direct solar radiation by an encapsulant 45 (5) of liquid silicone transparent to UV laminated by a liquid lamination - the outgoing diopter (7) is a printed 2mm thick solar glass of hardening quenching silicate having two cutouts by polishing the edge of the glass for removal of the polarity cables from the die ( 2) on which is positioned the reflective strips constituting the plasmonic filter. the plasmonic filter is an aluminum compound with a thickness of 100 μm, the grooves of which are formed under press in order to form a surface texturing in trenches with a pitch of 20 μm and whose walls form an angle of 60 ° ( 3 °) and whose interface (3 "') is a layer produced by evaporation of SiOx and silicone resin - the reflective strips with a width of 8mm are positioned by a robot along the X, Y axes to be placed on the glass in the interval between two rows of the matrix (2) of cells (1) with the textured upper face 55 (3 ") facing the underside of the solar cells and there can be no short circuit being given that the encapsulant (6) is a liquid silicone with a dynamic viscosity of 30Pa.s is applied by liquid lamination in order to encapsulate the lower face of the matrix (2) and the plasmonic filter (3) with the outgoing diopter a variable multirefringent filter composed of material Acrylic plates (8a) having a refractive index of 1.49 for a wavelength of 620 nm and polyethylene materials (8b) having a refractive index of 1.76 for a wavelength of 620 nm at an interface. acrylic (8i): this film has a network of 100 for a thickness of 350 nm and is laminated on the outgoing diopter (7) of the laminate before fixing the cables: each band of the variable multirefringent filter has a surface (8s ) the length of a row of solar cells is 952.5mm and the width between rows is 125mm for an area 119062mm2.

5 Un tel dispositif optique photovoltaïque à double filtre plasmonique arrière a une puissance lors du test d'insolation sous condition standard de 250Watt pour seulement 36 cellules solaires de 5,06W et le ratio d'ombrage en proportion de la surface du dispositif est de 45% et permet un passage de lumière en ratio de surface de 55% à travers le dispositif.Such a photovoltaic optical device with a double rear plasmon filter has a power in the 250Watt standard exposure test for only 36 solar cells of 5.06W and the shading ratio in proportion to the surface of the device is 45. % and allows a light passage in surface ratio of 55% through the device.

10 Cette invention permet la réalisation d'une augmentation de la puissance d'un module photovoltaïque à fotre transparence par une faible densité de matrice de cellules solaires par une filtration plasmonique qui n'est pas sensible au photo vieillissement par la combinaison des matériaux intégrés : la géométrie du filtre est adaptée en fonction de la réponse spectrale de la cellule solaire et correspond à la réflexion de longueurs d'ondes entre 600 et 900nm : cette fonctionnalité a un intérêt économique par le coût du silicium diminuant ainsi de 50% le 15 nombre de cellules solaires pour la surface du dioptre entrant d'une part et d'une utilisation du spectre lumineux sortant du dioptre sortant pour diverses applications dont la chroma-culture de différents types de végétaux entre autres et de maitriser le spectre transmis à travers le dispositif optique photovoltaïque pour des longueurs d'onde selon l'inclinaison de ce dernier. 20 25 30 35 40 45 50 55 60This invention allows the realization of an increase in the power of a photovoltaic module with transparency by a low density of solar cell matrix by a plasmonic filtration which is not sensitive to photo aging by the combination of integrated materials: the geometry of the filter is adapted according to the spectral response of the solar cell and corresponds to the reflection of wavelengths between 600 and 900 nm: this feature has an economic interest by the cost of silicon thus reducing by 50% the number 15 solar cells for the surface of the incoming diopter on the one hand and a use of the light spectrum coming out of the outgoing diopter for various applications including the chroma-culture of different types of plants among others and to control the spectrum transmitted through the device photovoltaic optics for wavelengths according to the inclination of the latter. 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Claims

CLAIMS1 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence characterized in that it comprises: - rows of crystalline solar cells (1) interconnected to form a matrix (2) encapsulated between an incoming diopter (4) and outgoing ( 7) whose distance (e) separating two rows is equal to or smaller than the segment of a solar cell (1) The surface taken in the plane of the matrix (2) forms an area (2s) Two plasmon filters (3) glued on the upper surface (7 ') of the outgoing diopter (7) and positioned in parallel on either side of a row of solar cells (1) in the gap (e) separating the solar cells (1) A filter variable multirefringent (8) glued on the lower surface (7 ") of the outgoing diopter (7) covering the lower surface (7") of a surface equal to the area (8s) and positioned exactly in parallel superposition at any point occupied area (2s) by the matrix (2) at the surface (7 ") to form an area (8s) of dichroism parallel to the plasmonic filter (3).

2 - photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to the preceding claim characterized in that the plasmonic filter (3) comprises: a metal compound (3 ') from conductive materials selected from Silver, Aluminum , Silicon, Gold, Chromium, Zinc, Copper, Nickel, Cobalt, Lithium, Platinum Carbon Nanotubes, Boron Nitride the upper surface of the metal compound (3) is textured in trenches Triangular parallel shapes (3 ") with a trench wall inclination less than (3 °) at 90 ° and trench width less than or equal to 50 micron characterizing the pitch of trenches forming the trench walls the metal compound has one face posterior (3 '") coated with an encapsulant material selected from ethylene vinyl acetate, thermoplastics, silicones, acrylics

3 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local variable multirefringence according to the preceding claim characterized in that the plasmonic filter (3) has a length equal to the row of solar cells (1) and constitutes a reflective band.

4 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 2, characterized in that the reflective band constituting the plasmonic filter (3) has a width less than or equal to 32 mm per unit of reflective band.

5 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 1, characterized in that the free passage of light entering and exiting through the photovoltaic optical device with double rear plasmonic filtration is of a width (e) between two rows of solar cells (1) minus the reflective bandwidth and the length of the row of solar cells (1).

6 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 1, characterized in that the upper face of the matrix (2) of solar cells is encapsulated with the surface (4 ') of the incoming diopter (4) by an encapsulating material (5) selected from ethylene vinyl acetate, thermoplastics, silicones, acrylics.

7 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 1 characterized in that the plasmonic filter (3) by its textured upper side (3 ") is oriented towards the underside of solar cells (1) and is encapsulated between the underside of the matrix (2) of solar cells and the surface (7 ') of the outgoing diopter (7) by an encapsulating material (6) selected from ethylene vinyl acetate, thermoplastics, silicones, acrylics 3 0 3 8 1 3 7 -6-

8 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 1, characterized in that the surface (8s) of the variable multi-refractive filter (8) has a surface equal to the length (L) of the matrix ( 2) of solar cells (1) multiplied by the space (e) between rows of solar cells and constitutes three parallel planes between the plasmonic filter (3) and the matrix of cells (2) and the variable multirefringent filter (8) so that the dichroism resulting from the filter (8) is positioned on the surface (7 ") superimposed at every point of this area (2s) and in parallel at every point of this area (2s) behind the outgoing diopter (7) and the plasmonic filter (3) 10

9 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to claim 1, characterized in that the variable multi-refractive filter (8) comprises: an interface (8i) for bonding from materials chosen from acrylics, thermoplastics, silicones - a combination of layers (8a) and (8b) forming a nano-laminate each of which (8a) and (8b) varies in thickness between 2 Angstrom and 500 Angstrom each - the layer (8a) is the first and last layer of the nano-laminate with a refractive index real part of between 1.45 and 1.55 on the spectral band of 300 to 1600 nm - the layer (8b) is the combination of (8a) whose index real refraction range varies between 1.6 and 2 on the spectral band from 300 to 1600nm.

10 - Photovoltaic optical device with plasmonic filtration and local rear variable multirefringence according to the preceding claim characterized in that the variable multi-refractive filter (8) consists of a dichroism between X / 8 and X./2 of the incident spectrum for a length of d given X-wave and whose interface (8i) can have a texturing of its localized surface whose surface is defined by the distance between two rows of solar cells (e) * row length (2) of solar cells (1) . 30 35 40 45 50 5560