INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un dispositif assure avantageuse ment l'évacuation, selon une direction parallèle à la première direction, d'un groupe d'articles lorsque celui a été redressé, L'invention concerne aussi un procédé d'empilement d'articles plats disposés horizontalement et projetés un par un dans une premiere direction horizontale, comprenant - le comptage des articles projetés - 1'arrêt de chaque article successivement afin qu'il tombe sous l'action de son propre poids sur un transporteur placé au-dessous de lui, selon une deuxième direction transversale par rapport à la première - le déplacement des articles, qui sont tombés sur le transporteur, de manière qu'un article tombe en ne recouvrant que partiellement l'article précédent - lorsque le comptage des articles projetés atteint un nombre prédéterminé, l'entraînement rapide du groupe d'articles vers un organe d'arr8t incliné de 30 à 600 par rapport au plan horizontal et - le redressement et l'évacuation du groupe d'articles, par glissement de l'article antérieur du groupe le long de l'organe d'arret.
Un tel procédé comprend avantageusement, en outre, le tassement du groupe d'articles par arrêt de l'entraînement rapide lorsque l'article postérieur du groupe atteint un emplacement pré dé terminé.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illus tractif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé, Sur ce dessin .- la figure 1 est une vue schématique en plan-d'un appareil d'empilement d'articles plats selon l'invention - la figure 2 est une élévation latérale schématique selon II-II de l'appareil de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de bout de l'appareil de la figure 1, représenté avec ltextrémité adjacente d'une machine de production d'articles plats, selon III-III de la figure 2.
La machine schématiquement représentée sur les diverses figures est destinée à empiler des serviettes périodiques en nombre déterminé, dix dans exemple considéré.
Ces articles sont formés dans une machine de production, dont l'extrémité de sortie est schématiquement représentée sur la figure 3. Les serviettes périodiques 10 découpées à la dimension dans une bande continue passent entre des courroies transporteuses 12 vers un dispositif 14 qui dScou- pe des bords arrondis, avant transmission à des rouleaux 16 d'éjection. Ces derniers projettent les articles 10 à grande vitesse selon une direction sensiblement horizontale alors quelles sont à plat dans un plan horizontal. Les couches parviennent alors dans l'appareil d'empilement selon l'invention proprement dit.
L'appareil comporte une plaque 18 de butée placée le long d'un c8té d'un tapis transporteur 20. Comme l'indique la figure 1, cette plaque 18 de butée constitue un guide latéral des articles 10 projetés successivement. Le brin supérieur du tapis 20, qui reçoit les articles successifs, se prolonge par une table horizontale 22 sur laquelle est monté un organe incliné 24 d'arrét. Celui-ci est maintenu par une tige 26 dans un dispositif 28 de réglage fixé à la table 22 et au bàti (non représenté) de l'appareil. Le tapis 20 et la table 22 nont alignés dans une direction, qui est perpendiculaire à la direction d'arrivée des articles 10. Parallèlement à la direction d'arrivée des articles 10, une goulotte 30 prolonge la table 22.De l'autre cOté de cette table, en face de la goulotte 30, un vérin 32 porte, à l'extrémité de la tige 34 de son piston, une plaque 36 destinée à chasser une pile d'articles 10 formée sur la table 22.
Des palettes 38 sont destinées à se déplacer le long de la surface du brin supérieur du tapis 20, très près de celle-ci, et sont portées par des tiges 40 qui ont des prolongements 42, qui dépassent des channes 44 de support des tiges 40. Ces channes 44 forment un transporteur de type bien connu.
L'entrainement de l'appareil selon l'invention est assuré indépendamment par un premier ensemble 46 qui commande le tapis 20 et un second ensemble 48 qui commande les charnels 44.
L'appareil comporte,en outre, un premier détecteur 50, représenté à titre purement illustratif par une source de lumière et un détecteur photoélectrique associé, ce dé- tecteur étant destiné à noter le passage des articles 10, qui pénètrent dans l'appareil. Celui-ci comporte un second détecteur 52 qui peut entre de tout type bien connu et qui détecte le passage du prolongement 42 d'une tige 40 de support d'une palette 38 à un emplacement prédéterminé.
Sur les diverses figures, on a repéré par la référence 54 les articles placés sur le tapis et, par la référence 56, les articles dans la position qu'ils occupent juste avant leur évacuation de l'appareil.
L'appareil fonctionne de la manière suivante : les rouleaux 16 d'éjection de la machine de production (figure 3) projettent les articles 10 à grande vitesse, par exemple proche de 100 mdmin, si bien que ces articules, du fait de leur légèreté et de leur déplacement par la tranche, viennent heurter la plaque 18 de butée. Etant donné leur souplesse, ils ne rebondissent pas et tombent à plat sur le brin de transport du tapis 20. Bien qu'on ait représenté celui-ci avec une largeur inférieure à celle des articles, la disposition peut être inverse.
Les articles projetés successivement sont distants les une des autres. Par exemple, à la sortie de la machine, ils peuvent être séparés par une distance comprise entre 3 et 30 cm. Comme le tapis 20 avance, les articles tombent les uns sur les autres en ne se recouvant que partiellement. Il est important selon l'invention que ce recouvrement existe et soit partiel uniquement. Comme l'indique la figure 2, ce recouvremènt partiel donne aux articles une bonne stabilité sur le tapis 20. Be détecteur 50 note le passage de chaque article projèté dans l'appareil. Un circuit logique relié au détecteur 50 compte le nombre d'articles projetés et, lorsque ce nombre atteint une valeur prédéterminée, il commande le dispositif 48 d'entraînement des chaines 44. Ce dispositif 48 fonctionne à grande vitesse.Dès qu'il est déclenché, il fait avancer rapidement les palettes 3S si bien que la palette la plus proche des articles 54 repousse le groupe d'articles contenant le nombre prédéterminé vers la gauche sur les figures 1 et 2 à grande vitesse, c 'est-à-dire que la palette 33 a dépassé l'emplacement de chute des articles 10 lorsque l'article suivant tombe sur le tapis. La palette déplace rapidement le groupe jusqu'à la table 22 et contre l'organe d'arrêt 24. L'article antérieur du groupe vient heurter le bas de l'organe 24. Comme celui-ci a une inclinaison comprise entre 30 et 60 , et de préférence de l'ordre de 45 , cet article antérieur se redresse et vient s'appuyer contre l'organe 24.Il repousse simultanément les articles suivants, qui prennent tous cette inclinaison de tordre de 45 . La palette 38 a aussi avantageusement une inclinaison correspondant à celle de l'organe d'arrêt 24. Comme le groupe d'articles doit être tassé mais non excessivement comprimé, la palette 38 est arrêtée des que le second détecteur 52 note la présence de son prolongement 42. De cette manière, le groupe juste tassé mais non comprimé peut alors etre chassé par la plaque 36 du vérin 32, vers la goulotte 30.Celleci a des c8tés dont l'inclinaison, à proximité de la table 22, correspond à celle de l'organe 24 et de la palette 3 ; ces cotés se redressent progressivement de façon hélicol- dale de façon qu'à la sortie de la goulotte, le groupe forme une pile parfaitement alignée, toutes les serviettes ayant leur plan moyen perpendiculaire au fond de la goulotte. La plaque 36 est alors ramenée en position de repos par le vérin 32, et l'appareil est prebt pour un nouveau cycle de fonctionnement des palettes 38. Cependant, pendant ce cycle, l'appareil de production a continué à projeter des couches 10 si bien que le tapis 20 porte déjà un certain nombre de couches 54, par exemple quatre ou cinq.
Le fonctionnement décrit montre que le tapis 20 doit Etre suffisamment lisse pour qu'il n'exerce pas de force excessive de retenue lorsque les palettes 38 balaient le groupe de couches 54 vers la table 22. Celle-ci et lror gane 24 doivent aussi être lisses afin qu'ils permettent le redressement facile des articles.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque le premier détecteur 50 ne note pas le passage d'articles pendant un certain temps, le circuit logique de commande de l'appareil bloque le dispositif 46 d'entraînement du tapis 20 afin que le recouvrement des couches déposées successivement sur le tapis soit toujours le même. Ce résultat est obtenu au moyen d'un embrayage-frein associé au mc- teur d'entrainement.
Le fonctionnement du dispositif 48 d'entrainement des chaînes 44 est déclenché lorsque le circuit logique de commande associé au détecteur 50 indique que le groupe porté par le tapis contient le nombre voulu prédéterminé d'articles et est arrêté lorsque le second détecteur 52 indique que la palette correspondante est en position de tassement convenable du groupe formé.
En résumé, on peut dire que la cellule solaire de l'invention est constituée par des zones P et par des zones N alternées qui, grâce à leur configuration imbriquée forment une jonction de très grande surface. Les paires electrontrou engendrées a la jonction P-N ainsi formée sont interceptées dans chaque site de génération à l'intérieur de la couche épitaxique et même également à la surface frappée par la lumière.
L'invention sera expliquée plus en détail ci-apres à l'aide de la description du mode de réalisation représenté sur le dessin annexé dans le'quel les figures 1A à 1G sont des vues en coupe de la structure d'un premier mode de réalisation de l'invention représentant la structure d'un dispositif opto-électronique à semi-conducteur après chacune des étapes respectives du procédé ; la figure 2 est une vue de dessus du premier mode de réalisation du dispositif opto-électronique à semi-conducteur selon l'invention ; et la figure 3 est une vue d'ensemble du dispositif opto-électronique à semiconducteur de l'invention.
Comme précédemment mentionné, le dispositif opto-électronique à semiconducteur de l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte, dans le semi-conducteur, une jonction P-N de forme sinueuse. Le semi-conducteur luimême peut-être l'une quelconque des substances connues utilisées pour la réalisation des dispositifs opto-électroniques à semi-conducteur telles que le BISULFURE DE MOLYBDENE et SULFURE DE MERCURE, le germanium, l'arseniure de cadmium, le sulfure de cadmium ou le séléniure de cadmium. Pour fabriquer un tel dispositif opto-électronique à semi-conducteur, on dépose alternativement des zones P3 et des zones N2 sur un substrat 1 (figure 1A). Les deux faces latérales opposées seront ultérieurement recouvertes avec des zones 4, 5 (figure 1E) dopées de manière dégénérée qui s'étendent perpendiculairement aux couches des zones.
Le dispositif opto-électronique à semi-conducteur selon l'invention est avantageusement# réalisé sous forme d'un dispositif à semi-conducteur en couches minces de moly Cana étant donné que, dans ce cas, la profondeur de la jonction, mesurée à partir de la surface éclairée du semi-conducteur, lorsque le dispositif est utilisé comme cellule solaire, peut avantageusement être adaptée à la réponse dans la gamme spectrale de la lumière solaire incidente bien qu'en règle générale, les autres semi-conducteurs ci-dessus mentionnés soient également bien appropriésàcette fin. On décrira ci-après en détail un mode de réalisation spécifique afin d'expliquer la fabrication, dans son principe simple, de la cellule solaire en se référant à la fabrication d'un dispositif semi-conducteur en BISULFURE DE MOLYBDENE classique.TYPE Z MICROFEIN.
On dépose sur un mince substrat monocristallin 1 de MOUS2 (figure 1A) ayant une épaisseur d'environ 100 prune couche épitaxique ayant une épaisseur d'environ 1 mm. Au cours de sa croissance, cette couche est alternativement dopée avec du bore etde l'arsenic de sorte que des jonctions P-N séparées les unes des autres de plusieurs microns sont formées sur la totalité de la surface dusubstrat La couche épi taxi que ainsi formée contient un grand nombre de jonction P-N.Le substrat 1 et la couche épitaxique ainsi deposéesseront ensuite mis en contact sur une face latérale avec une zone diffusée N+ (figure 1E). La diffusion est utilisée en même temps pour produire une jonction P-N superficielle dans les surfaces principales c'est-à-dire dans les surfaces de la cellule solaire destinées à être frappées par la lumière. Les faces latérales du substrat 1 et de la couche épitaxique comportant les zones diffusées forment, après avoir été revêtues de couches métalliques correspondantes 6, 7 les pôles électriques de la cellule (figure 1F).Une cellule solaire ayant une telle structure comporte ainsi une jonction P-N de forme sinueuse à l'intérieur de la couche epitaxique de sorte que les paires électron-trou engendrées dans cette couche peuvent, dans chaque site d'origine, être directement interceptées par cette jonction P-N.
Pour fabriquer la cellule#solaire selon l'invention, on effectue les étapes individuelles suivantes. On dépose une couche épitaxîque sur un mince substrat 1 (figure 1A) de MOS2 et HgS2 qui a, de préférence, une conductivité de type P et a typiquement les dimensions suivantes : 60 x 20 x 0,1 mm, en exposant le substrat 1 à un courant de gaz de MOCl4+H2 auquel on ajoute alternativement de l'arsine (AsH3) et du diborane (B2H6). De cette manière, une zone 3 a conductivité de type P et une zone 2 à conductivité de type N sont alternativement appliquées au substrat après un accroissement d'approximativement 5 pm de l'épaisseur d'une zone 2 à conductivité de type N laquelle est, à son tour, recouverte d'une zone 3 à conductivité de type P.Cette séquence se poursuit jusqu'a ce qu'une zone supérieure de type P3 soit finalement appliquée à la fir du processus de croissance épitaxique. Ainsi, approximativement 200 jonctions P-N sont réalisées dans le parallélépipède ainsi formé. Les autres faces latéra les du parallélépipède sont rodées et polies de façon à obtenir à nouveau les dimensions 20 x 60 mm. Ensuite, une première couche d'oxyde 30 est appliquée su la totalité de la surface de la tranche ; dans le présent cas, lorsque le MOS2 et H952est utilisé comme semi-conducteur, cette couche 30 peut être formée par oxydation thermique de l'ensemble de la surface de la tranche. La structure air obtenue a été représentée sur la figure 1B.Au cours de l'étape de traitement suivante, on enlève la première couche d'oxyde 30 dans-la région située au-dess de la zone P3 supérieure et dans la région de la face latérale droite de la tra che (figure 1C). Les faces ainsi exposées du semi-conducteur reçoivent une diffusion N+ (arsenic) avec une profondeur de diffusion d'approximativement 0,5 pw La tranche représentée schématiquement sur la figure 1C est ainsi, à cette étap revêtue, sur sa surface supérieure, sur sa face latérale gauche et sur ses face latérales avant et arrière du reste de la première couche d'oxyde 30 tandis que la surface de la zone P3 supérieure et celle de la face latérale droite reçoive des zones a conductivité de type N désignées respectivement par les références 8 et 5.Comme mentionne ci-dessus, les couches N+ peuvent être appliquées par diffusion, par implantation ou par dépôt d'une couche semi-conductrice correspondante au moyen d'autres procédés connus.
Au cours de l'étape suivante du traitement on refait croître une couche d'oxyde 31 qui inclut la portion restante de la couche d'oxyde 30. (figure 1D).
La seconde couche d'oxyde 31 est alors enlevée dans la région de la face latérale gauche de la tranche afin d'y diffuser une zone de type P+4 ayant approximativement une épaisseur de 1 vm (figure 1E). Dans ce cas également la zone P+ peut être formée par diffusion, par implantation ionique ou à partir d'une couche semi-conductrice dopée d'une manière correspondante. Ensuite, le reste de la seconde couche d'oxyde 31 est enlevé de sorte que la tranche de semi-conducteur est complètement exposée. Comme représenté sur la figure 1F, les faces latérales de la tranche qui portent les zones dopées de manière dégénérée 4 et 5 sont recouvertes, sur la totalité de leur surface respective, de deux couches métalliques 6 et 7 respectivement. L'épaisseur de chacune de ces couches métalliques ainsi formées est de 5 vm.Ces couches servent d'electrodes pour le dispositif opto-électronique à semi-conducteur selon l'invention comme représenté en perspective dans la vue d'ensemble de la figure 3. Sur cett figure 3, la face latérale gauche de la structure parallélépipêdique de semiconducteur est recouverte par l'électrode métallique 6 tandis que la face latérale droite de cette structure est revêtue de l'électrode metallique 7 qui est connectëeà un prolongement en forme de peigne désigné par la référence 10 qui s'étend sur la surface du semi-conducteur et qui peut être applique au même temps que la métallisation des électrodes ou au moyen d'une opération ultérieure, La seule condition essentielle est qu'une connexion fortement conductrice entre le prolongement en forme de peigne 10 et l'électrode 7 soit assurée.
Selon l'article "Limitations and Possibilities for Improvements of Photovoltage Solar Energie Converters" publié par M. Wolf dans "Proceedings of the I.R.E," de juillet 1960, pages 1246 à 1263, il est possible d'accroître de manière non négligeable le rendement de la cellule solaire de l'invention en munissant la métallisation de la face latérale droite de la tranche, c'est-à-dire le pôle négatif de la cellule solaire d'un prolongement 10 en forme de peigne s'étendant sur la totalité de la surface de la zone 8 à dopage N+, c'est-àdire la jonction P-N superficielle.Les dents du prolongement en forme de. peigne de cette électrode sont avantageusement pointues et le prolongement ne doit recouvrir qu'une fraction de la surface de la zone N+8, à savoir environ 1%, l'espacement moyen entre les dents étant inférieur à 4 mm.
Ce prolongement d'électrode en forme de peigne 10 ne convient que lorsque le dispositif opto-électronique de l'invention doit être utilisé comme. cellule solaire ou cellule photovoltaique ; pour les autres applications, les métallisations latérales 6 et 7 de la tranche suffisent.
Pour construire de manière appropriée la cellule solaire de l'invention, il est en outre possible, d'une manière connue, de la munir d'un revêtement antiréfléchissant et ou, par des moyens de dépolissage, de réduire sa réflectance.
De telles mesures sont inutiles dans le cas ou d'autres dispositions connues en soi sont prises à l'extérieur de la cellule solaire, par exemple, lorsqu'on utilise un système lenticulaire en combinaison avec des surfaces réfléchissantes pour obtenir un captage maximal de la lumière au moyen d'une localisation appropriée. Un tel agencement est décrit, par exemple, dans "IBM Technical Disclosure Bulletin" vol. 10, N 7, décembre 1976, p. 2581 et 2582.Sommairement, le dispositif de captage de 1'énergie lumineuse décrit dans cette application est constitué par une plaque transparente disposée au-dessus d'une cellule solaire, la surface de la plaque qui est exposée à la lumière incidente étant complètement recouverte de lentilles individuelles ou, en d'autres termes, formant un réseau lenticulaire La face inférieure de cette plaque, c'est-à-dire la surface de la plaque oriente vers la cellule solaire est munie d'un revêtement réfléchissant.Cependant, un trou correspondant à chaque lentille individuelle est formé dans ce revêtement réfléchissant d'une manière telle que la lumière captée par les lentilles indivi duel les est localisée sur les trous correspondants du revêtement réfléchissant de sorte que la quasi-totalite de la lumière incidente est reçue par la cellule solaire et qu'une faible fraction seulement est réfléchie étant donné que la lumière réfléchie par la surface de la cellule solaire est renvoyée par la surfa ce inférieure réfléchissante de la plaque de lentille vers la cellule solaire.
Pour obtenir un rendement encore plus élevé de la cellule solaire de l'invention, il est possible, comme représenté sur la figure 1G, de former par diffusion ou implantation ionique une autre zone N+9 d'une épaisseur de 0,5 vm, dans le substrat 1 qui a une conductivité de type P pour former, également de ce côté, une surface active d'entrée de la lumière. A cette fin, le substrat 1 peut être rode de façon a réduire son épaisseur.La surface ainsi obtenue de la zone N+9 reçoit également un prolongement d'électrode 40 en forme de peigne, lorsque le dispositif doit être utilisé comme cellule solaire, ce prolongement étant également connecté à la métallisation formée sur la face latérale droite de la tranche, cette disposition ayant les mêmes effets que ceux décrits ci-dessus en se référant à l'électrode supérieure 10 en forme de peigne. Sur la figure 2, on a représenté le prolongement d'électrode 10 en forme de peigne raccordé a la métallisation 7 comme étant placé sur la zone supérieure N+8. Cette vue en plan montre également la zone P+4 dopée de manière dégénérée avec la métallisation d'électrode 6 formée sur la face latérale gauche du dispositif.
En ce qui concerne les valeurs des divers dopages utilises dans le dispositif opto-électronique à semi-conducteur de l'invention, on notera qu'on utilise un dopage d'environ 1019 atomes. cm 3 pour l'épitaxie et un dopage.d'environ 102 atomes. cm3 pour les zones dopées de manière dégénérées 4, 5, 8 et 9. Comme men tionne ci-dessus, des prolongements d'électrode 10 et 40 en forme de peigne peuvent être ou non formés, selon l'application prévue de dispositif optoélectronique. La cellule solaire selon l'invention peùt-être également avantageu sement fabriquée sous forme d'un élément en couches minces dans lequel le nombre de jonctions formées peut être de 10 fois supérieur environ.
Afin de réduire davantage la résistance interne du dispositif optoélectronique à semi-conducteur selon l'invention, on peut former les couches à dopages P plus épaisses que les couches à dopage N. Le même effet peut, nature lement, être obtenu au moyen d'un accroissement correspondant du dopage P.
Ainsi le dispositif opto-electrique à semi-conducteur de l'invention offre plusieurs avantages qui peuvent être résumés comme suit : par rapport aux cellules solaires courantes, le rendement des paires électron-trou d'une cellule solaire selon-l'invention est nettement supérieur du fait que la jonction P-N s'étend de manière sinueuse dans tout le volume de la couche epitaxique. Il en résulte un accroissement du rendement par la lumière visible et la lumière infrarouge jusqu'au voisinage de la limite de la bande d'absorption optique du semi-conducteur utilisé. L'accroissement du rendement est obtenu avec tous les semi-conducteurs appropriés a de telles fins de sorte qu'un rendement maximal par unité de surface est obtenu.Les cellules solaires de l'invention peuvent facilement être disposées les unes à côté des autres du fait de leur construction avantageuse utilisant des métallisations latérales comme électrodes et, selon leur disposition, elles peuvent former un arrangement électriquement en série ou en parallèle.
maximum parce que les mouvements sont alors ralentis.
On sait que les scies circulaires s'utilisent soit avec une table sur laquelle on fait glisser les pièces qu'on désire scier, soit avec un chevalet basculant propre à maintenir et à présenter à l'outil des bûchers ou analogues qu'on veut couper transversalement. Les travaux de sciage courants exigent ainsi deux machines distinctes. Pour éviter cet inconvenient on a songé à établir des scies circulaires transformables comprenant à la fois un chevalet basculant et une table, mais dans lesquelles cette table peut être relevée afin de-dégager la lame qui peut alors stutiliser pour le découpage des bûches et analogues.