INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un objet de l’invention est un procédé de fabrication de sous-cellules C1 photovoltaïques, comportant les étapes : a) utiliser une cellule C0 photovoltaïque, comprenant : - un substrat 1, à base de silicium cristallin, présentant des première et seconde surfaces 10, 11 opposées ; - des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives, formés respectivement sur les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 ; - des premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques, formés respectivement sur les premier et second empilements 2a, 2b de couches actives ; b) former des première et seconde couches diélectriques 3a, 3b, s’étendant respectivement sur les premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques, et s’étendant respectivement sur les premier et second empilements 2a, 2b de couches actives ; c) appliquer un rayonnement laser L à la cellule C0 photovoltaïque obtenue à l’issue de l’étape b) de manière à : - obtenir localement, entre des plots métalliques P1 du premier ensemble, des ablations A1 de la première couche diélectrique 3a, du premier empilement 2a de couches actives, et d’une première partie S1 du substrat 1 ; - tracer un contour C délimitant des sous-cellules C1 photovoltaïques ; - conserver une seconde partie S2 du substrat 1, s’étendant dans le prolongement des ablations A1, et adaptée pour conserver une tenue mécanique des sous-cellules C1 photovoltaïques délimitées par le contour C tracé ; d) graver chimiquement, avec un agent de gravure, au moins partiellement la seconde partie S2 du substrat 1 s’étendant dans le prolongement des ablations A1 obtenues à l’issue de l’étape c), de manière à fragiliser les sous-cellules C1 photovoltaïques délimitées à l’issue de l’étape c) ; l’agent de gravure étant choisi de manière à autoriser une gravure sélective du silicium par rapport aux première et deuxième couches diélectriques 3a, 3b ; e) séparer les sous-cellules C1 photovoltaïques fragilisées à l’issue de l’étape d).
L’étape a) consiste à utiliser une cellule C0 photovoltaïque, comprenant : - un substrat 1, à base de silicium cristallin, présentant des première et seconde surfaces 10, 11 opposées ; - des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives, formés respectivement sur les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 ; - des premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques, formés respectivement sur les premier et second empilements 2a, 2b de couches actives.
Le substrat 1 est à base de silicium cristallin. Le substrat 1 est avantageusement réalisé à base de silicium monocristallin, de préférence dopé de type n. Les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 sont destinées à être exposées à un rayonnement lumineux (rayonnement solaire). La première surface 10 du substrat 1 peut être destinée à former la face avant de la cellule C0 photovoltaïque, tandis que la seconde surface 11 du substrat 1 peut être destinée à former la face arrière de la cellule C0 photovoltaïque.
Chacun des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives peut comporter une couche de passivation. A titre d'exemple non limitatif, la couche de passivation peut être réalisée dans un silicium amorphe hydrogéné, noté a-Si :H. Le silicium amorphe hydrogéné est intrinsèque.
Chacun des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives peut comporter une couche de séparation de charges, formée sur la couche de passivation. La couche de séparation de charges du premier empilement 2a de couches actives est dopée d’un premier type. La couche de séparation de charges du second empilement 2b de couches actives est dopée d’un second type, opposé au premier type. A titre d'exemple non limitatif, la couche de séparation de charges peut être réalisée en a-Si :H dopé n par le phosphore sur la face avant, et a-Si :H dopé p par le bore sur la face arrière.
Chacun des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives peut comporter un oxyde transparent conducteur (e.g. l’oxyde d’indium-étain ITO) formé sur la couche de séparation de charges. À titre d’exemple non limitatif, l’oxyde transparent conducteur du premier empilement 2a de couches actives (face avant) peut être réalisé en ITO avec une épaisseur de 10 nm. L’oxyde transparent conducteur du second empilement 2b de couches actives (face arrière) peut être réalisé en ITO avec une épaisseur de 80 nm.
Les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 peuvent être planes. Les première et seconde surfaces du substrat 1 sont avantageusement texturées afin de réduire le coefficient de réflexion et les pertes optiques dans la cellule C0 photovoltaïque. Les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 présentent avantageusement une superficie supérieure à 120 cm².
Les premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques sont réalisés dans un matériau métallique, pouvant être par exemple l’argent Ag, le cuivre Cu, ou l’aluminium Al.
La cellule C0 photovoltaïque utilisée lors de l’étape a) présente de préférence une forme carrée ou rectangulaire.
La cellule C0 photovoltaïque utilisée lors de l’étape a) peut être de type silicium à hétérojonction (i.e. hétérojonction silicium amorphe/silicium cristallin). Cependant, d’autres architectures de cellule photovoltaïque sont envisageables, par exemple une architecture de type TOPCon (« Tunnel Oxide Passivated Contact » en langue anglaise) où le contact passivé comporte un fim d’oxyde tunnel et une couche de silicium polycristallin dopé, une architecture de type multi-jonction monolithique (e.g. cellule tandem silicium/pérovskite), une architecture de type PERC (émetteur passivé et cellule arrière, « Passivated Emitter and Rear C ell » en langue anglaise), ou encore une architecture de type champ de surface arrière en aluminium Al-BSF (BSF pour « Back Surface Field » en langue anglaise).
L’étape a) peut comporter les étapes : a 1 ) utiliser une cellule C0 photovoltaïque, comportant : - un substrat 1, à base de silicium cristallin, présentant des première et seconde surfaces 10, 11 opposées ; - des premier et second empilements 2a, 2b de couches actives, formés respectivement sur les première et seconde surfaces 10, 11 du substrat 1 ; a 2 ) former des premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques, respectivement sur les premier et second empilements 2a, 2b de couches actives.
L’étape a 2 ) peut être exécutée en déposant une pâte de sérigraphie à travers un écran de sérigraphie délimitant les motifs des plots métalliques P1, P2. La pâte de sérigraphie peut être étalée sur l’écran de sérigraphie à l’aide d’une racle. La pâte de sérigraphie peut comporter une matrice minérale métallique sous forme de poudre, par exemple en argent, cuivre ou aluminium (ou dans un mélange de ces éléments). La pâte de sérigraphie peut alors être déposée sur l’écran de sérigraphie à l’aide d’un véhicule temporaire comportant classiquement un solvant, un liant, un plastifiant et un dispersant. À titre de variante, la pâte de sérigraphie peut comporter une matrice organique, réalisée dans un polymère thermodurcissable, et une charge métallique (argent, cuivre ou aluminium). L’étape a 2 ) d’impression des premier et second ensembles P1, P2 de plots métalliques (électrodes) est généralement suivie d’étapes de recuit (évaporation des solvants, augmentation de la conductivité des électrodes). D’autres techniques de métallisation sont envisageables pour l’exécution de l’étape a 2 ). On peut citer par exemple un dépôt physique en phase vapeur, un dépôt par jet d’encre, un dépôt par évaporation sous vide, une électrodéposition.
Selon une autre caractéristique, l’orifice transversal est positionné au niveau de la tête du bouchon.
Selon une autre caractéristique, la première extrémité du corps du bouchon présente une forme conique avec un sommet arrondi.
est une vue en perspective d’un dispositif de raccordement électrique femelle illustrant un mode de réalisation,
est une demi-coupe et une demi-vue d’un dispositif de raccordement électrique femelle comportant au moins un logement, aucune broche n’étant introduite dans le logement, illustrant un mode de réalisation,
est une demi-coupe et une demi-vue du dispositif de raccordement électrique femelle visible sur la , une broche étant positionnée dans le logement,
est une coupe d’une partie d’un dispositif de raccordement électrique femelle comportant un bouchon illustrant un mode de réalisation de l’art antérieur,
est une coupe d’une partie d’un dispositif de raccordement électrique femelle comportant deux bouchons illustrant un mode de réalisation de l’art antérieur,
est une coupe d’une partie d’un dispositif de raccordement électrique femelle sans bouchon illustrant un mode de réalisation de l’invention,
est une vue en perspective d’un bouchon illustrant un mode de réalisation de l’invention, et
est une coupe d’une partie d’un dispositif de raccordement électrique femelle comportant un bouchon illustrant un mode de réalisation de l’invention.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 6 et 8, un dispositif de raccordement électrique femelle 40 comprend un corps 42 qui présente au moins une face de raccordement 44 ainsi qu’au moins un logement 46 débouchant au niveau de la face de raccordement 44 et configuré pour loger une broche d’un dispositif de raccordement électrique. Le corps 42 peut être réalisé en plusieurs parties assemblées.
Généralement, le corps 42 comprend plusieurs logements 46 débouchant au niveau de la face de raccordement 46.
Chaque logement 46 s’étend entre une première extrémité 46.1 située au niveau de la face de raccordement 44 et une deuxième extrémité 46.2 opposée à la première extrémité 46.1.
Le dispositif de raccordement électrique femelle 40 comprend au moins une borne électrique 50 positionnée au niveau de la deuxième extrémité 46.2 d’au moins un des logements 46. Selon une configuration, une borne électrique 50 est prévue dans chaque logement 46.
Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de raccordement électrique femelle 40 est une prise reliée à un faisceau de câbles électriques. Dans ce cas, le dispositif de raccordement électrique femelle 40 comprend une seule face de raccordement 44 et chaque borne électrique 50 est reliée à un câble électrique du faisceau de câbles électriques.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de raccordement électrique femelle est un raccord femelle/femelle configuré pour raccorder deux dispositifs de raccordement électrique mâles.
Chaque logement 46 comprend une surface intérieure S46 sensiblement cylindrique qui présente un axe de révolution A46 sensiblement perpendiculaire à la face de raccordement 44. Chaque logement 46 comprend au moins une barrière d’étanchéité 52 qui présente une section de passage réduite sensiblement identique à celle d’une broche d’un dispositif de raccordement électrique mâle. Selon une configuration, chaque logement 46 comprend plusieurs barrières d’étanchéité 52 espacées les unes des autres selon une direction longitudinale parallèle à l’axe de révolution A46. Chaque barrière d’étanchéité 52 se présente sous la forme d’une nervure annulaire qui s’étend à partir de la surface intérieure S46 du logement 46 en direction de l’axe de révolution A46. Selon l’exemple illustré sur les figures 6 et 8, le logement 46 comprend trois barrières d’étanchéité 52, 52’, 52’’, la première barrière d’étanchéité 52 étant la plus proche de la deuxième extrémité 46.2 du logement 46, la troisième barrière d’étanchéité 52’’ étant la plus éloignée.
Selon une configuration, en dehors des barrières d’étanchéité 52, la surface intérieure S46 du logement 46 est sensiblement cylindrique et présente un premier diamètre supérieur à celui d’une broche d’un dispositif de raccordement électrique mâle. La section de passage de chaque barrière d’étanchéité 52 présente un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre. Selon un agencement, les sections de passage de toutes les barrières d’étanchéité 52 ont le même diamètre.
Selon un premier mode de réalisation, le corps 42 du dispositif de raccordement électrique 40 est réalisé, au moins autour des orifices 46, en un matériau déformable de manière élastique pour permettre à chaque barrière d’étanchéité 52 de se déformer de manière élastique.
Selon un deuxième mode de réalisation visible sur la , le corps 42 du dispositif de raccordement électrique 40 comporte un orifice 54 pour chaque logement 46 ainsi qu’une face qui forme la face de raccordement 44 et au niveau de laquelle débouchent les orifices 54. En complément, le dispositif de raccordement électrique 40 comprend, dans chaque orifice 54, un manchon 56 qui s’étend entre des première et deuxième extrémités 56.1, 56.2 et présente un trou traversant 56.3 qui forme au moins un tronçon du logement 46. Selon une configuration, les première et deuxième extrémités 56.1 et 56.2 sont espacées des première et deuxième extrémités 46.1, 46.2 du logement 46 correspondant. En variante, au moins une des première et deuxième extrémités 56.1, 56.2 du manchon 56 est confondue avec au moins l’une des première et deuxième extrémités 46.1, 46.2 du logement 46.
Selon ce deuxième mode de réalisation, les barrières d’étanchéité 52 du logement 46 sont solidaires du manchon 56. Ainsi, le trou traversant 56.3 du manchon 56 comprend au moins une barrière d’étanchéité 52 du logement 46 et de préférence toutes les barrières d’étanchéité 52 du logement 46. Selon une configuration, en dehors des barrières d’étanchéité 52, le trou traversant 56.3 présente un premier diamètre supérieur à celui d’une broche d’un dispositif de raccordement électrique mâle, la section de passage des barrières d’étanchéité 52 présentant un deuxième diamètre inférieur au premier diamètre et sensiblement égal à celui d’une broche d’un dispositif de raccordement électrique mâle.
Selon ce deuxième mode de réalisation, le corps 42 peut être réalisé en un matériau souple, chaque manchon 56 étant réalisé en un matériau déformable de manière élastique pour que les barrières d’étanchéité 52 puissent se déformer de manière élastique.
Pour les premier et deuxième modes de réalisation, au moins chaque barrière d’étanchéité 52 est réalisée en un matériau déformable de manière élastique.
Lorsqu’une broche d’un dispositif de raccordement électrique femelle est insérée dans le logement 46, elle est en contact avec les barrières d’étanchéité 52 qui isolent de l’extérieur une zone de contact, au niveau de laquelle la broche et la borne électrique 50 sont en contact l’une avec l’autre, et protègent la borne électrique 50 contre l’humidité..
Le dispositif de raccordement électrique femelle 40 n’est pas plus décrit car il peut être identique à ceux de l’art antérieur.
Comme illustré sur la , le dispositif de raccordement électrique femelle 40 comprend au moins un bouchon 60 positionné dans un logement 46 inoccupé par une broche.
Ce bouchon 60 comprend un corps 62 qui s’étend entre des première et deuxième extrémités 62.1, 62.2, la première extrémité 62.1 étant orientée vers la deuxième extrémité 46.2 du logement 46 lorsque le bouchon 60 est inséré dans le logement 46.
Le corps 62 présente une surface extérieure S62 de section sensiblement identique à la section de passage de la barrière d’étanchéité 52 (ou des barrières d’étanchéité 52, 52’, 52’’) du logement 46. Selon un mode de réalisation, la surface extérieure S62 est sensiblement cylindrique et présente un axe de révolution A62. Lorsque le bouchon 60 est positionné dans un logement 46, les axes de révolution A46, A62 du logement 46 et du corps 62 sont confondus.
Selon une configuration, le bouchon 60 comprend une tête 64 solidaire du corps 62, positionnée au niveau de sa deuxième extrémité 62.2, ayant une section transversale (perpendiculaire à l’axe de révolution A62) supérieure à celle du corps 62. La tête 64 est au moins partiellement positionnée à l’extérieur du logement 46 lorsque le bouchon 60 est inséré dans le logement 46. Selon un agencement, la tête 64 et le corps 62 forment une unique pièce réalisée d’un seul tenant. A titre d’exemple, le bouchon 60 est réalisé en matière plastique.
Comme illustré sur la , lorsque le bouchon 60 est inséré dans le logement 46, il délimite avec le logement 46, la borne électrique 50 et la première barrière d’étanchéité 52 une cavité 66 contenant un volume d’air.
Lorsque le dispositif de raccordement électrique femelle 40 est positionné dans un aéronef, le bouchon 60 est inséré dans le logement 46 au niveau du sol. Ainsi, le volume d’air présent dans la cavité 66 a une pression de l’ordre de 1 bar. Au sol, les efforts appliqués sur le bouchon 60 sont équilibrés, la pression de l’air présent dans la cavité 66 étant sensiblement égale à celle de l’air présent à l’extérieur du logement 46.
L’anode de la première diode D1 est également connectée à la cathode d’une troisième diode D3 dont l’anode est connectée à une deuxième extrémité dudit au moins un bobinage 42 du rotor bobiné 4. De même l’anode de la deuxième diode D2 est également connectée à la cathode d’une quatrième diode D4 dont l’anode est connectée à la deuxième extrémité dudit au moins un bobinage 42 du rotor bobiné 4.
Une capacité C de lissage est connectée en parallèle dudit au moins un bobinage 42 du rotor bobiné 4, c’est-à-dire à la cathode de la deuxième diode D2 et à l’anode de la quatrième diode D4.
Selon l’invention, dans ce circuit d’alimentation 70, la connexion électrique entre la source de tension 7 et les bobinages 42 du rotor bobiné 4 se fait par couplage capacitif.
Plus précisément, dans ce mode de réalisation de l’invention, ce couplage capacitif s’effectue d’une part entre une première électrode 11 de la première capacité C1 et une deuxième électrode 12 de cette première capacité C1, et d’autre part entre une première électrode 13 de la deuxième capacité C2 et une deuxième électrode 14 de cette deuxième capacité C2.
En effet, le circuit d’alimentation 70 comporte une partie fixe 72 fixée par exemple au support 5 solidaire de l’arbre creux du véhicule, et une partie tournante 74 fixée à l’enceinte cylindrique 6 ou à la jante de roue 2. La partie fixe 72 comporte au moins le pont de transistors 8, les première et deuxième inductances L1 et L2 ainsi que les premières électrodes 11 et 13 des première et deuxième capacités C1 et C2. La partie tournante 74 comporte au moins les deuxièmes électrodes 12 et 14 des première et deuxième capacités C1 et C2, ainsi que le pont redresseur 10 et les bobinages 42 du rotor bobiné 4.
Le pont de transistors 8 est commuté à une fréquence permettant de produire au niveau du circuit résonant 9, un courant quasi-sinusoïdal, transformé par le pont redresseur 10 en courant continu pour alimenter le rotor bobiné 4 en courant continu. L’exploitation de la résonance créée par le circuit résonant 9, en commutant les transistors T1 à T4 à une fréquence proche de la fréquence de résonance, permet un transfert de puissance électrique satisfaisant entre les premières électrodes 11 et 13 et les deuxièmes électrodes 12 et 14 des première et deuxième capacités C1 et C2. La commutation des transistors T1 à T4 se fait de préférence en mode de commutation à zéro de tension pour limiter les pertes électriques lors de la commutation. En général, les capacités parasites en drain et sources inhérentes au transistor suffisent à assurer la commutation ZVS.
Les premières et deuxièmes capacités C1 et C2 sont donc dimensionnées pour permettre un transfert d’énergie suffisant pour alimenter le rotor bobiné 4. Pour cela les électrodes des premières et deuxièmes capacités C1 et C2 prennent la forme de pistes cylindriques en cuivre de diamètre conséquent, d’axe de révolution parallèle à l’axe de rotation X de la roue et pouvant être facilement intégrées dans la roue du véhicule. Bien sûr en variante d’autres matériaux que le cuivre sont utilisables pour ces électrodes, par exemple de l’aluminium.
Plus précisément, comme visible , les premières électrodes 11 et 13 des première et deuxième capacités C1 et C2 prennent la forme de pistes cylindriques à distance axialement l’une de l’autre et encerclant axialement sur leur largeur l la paroi cylindrique 52. Les premières électrodes 11 et 13 des première et deuxième capacités C1 et C2 sont fixées à la paroi cylindrique 52 de manière à faire chacune face radialement respectivement aux deuxièmes électrodes 12 et 14 des première et deuxième capacités C1 et C2, ces deuxièmes électrodes 12 et 14 prenant la forme de pistes cylindriques externes radialement par rapport aux pistes cylindriques des premières électrodes, dites de ce fait pistes cylindriques internes. Les pistes cylindriques externes 12 et 14 sont fixées à distance axialement l’une de l’autre sur un contour interne d’une portion de l’enceinte cylindrique 6 qui est axialement distale à l’extérieur du véhicule. Les pistes cylindriques externes 12 et 14 c’est-à-dire les deuxièmes électrodes 12 et 14 font face sur toute leur largeur l, c’est-à-dire dans leur dimension axiale, respectivement aux pistes cylindriques internes 11 et 13.
Dans ce mode de réalisation de l’invention, les pistes cylindriques internes formant les premières électrodes 11 et 13 ont chacune une largeur l de 30 millimètres environ, c’est-à-dire avec une tolérance de 1%, mesurée axialement donc parallèlement à l’axe de rotation de la roue du véhicule. En variante cette largeur l est par exemple comprise entre 10 et 40 millimètres, en fonction notamment des dimensions de la roue et de la puissance transférée à travers les capacités C1 et C2.
De plus, dans ce mode de réalisation de l’invention, les pistes cylindriques internes formant les deuxièmes électrodes 11 et 13 ont chacune un diamètre D, mesuré radialement entre deux surfaces d’un contour interne de chaque deuxième électrode, de 240 millimètres environ. En variante ce diamètre D est par exemple comprise entre 200 et 300 millimètres, en fonction notamment des dimensions de la roue et de la puissance transférée à travers les capacités C1 et C2.
De plus, dans ce mode de réalisation de l’invention, la distance d dans la direction radiale entre les première et deuxième électrodes 11 et 12 de la première capacité C1 est d’un millimètre environ. De même la distance d dans la direction radiale entre les première et deuxième électrodes 13 et 14 de la deuxième capacité C2 est d’un millimètre environ. Cette distance d permet au système de motorisation 1 d’être robuste aux chocs lors du roulage du véhicule, en étant suffisamment importante, et de ne pas nécessiter une largeur trop importante des pistes cylindriques formant les électrodes, à puissance d’utilisation égale, en restant suffisamment faible. En effet les dimensions axiales et radiales des pistes cylindriques formant les électrodes des première et deuxième capacités C1 et C2 sont choisies de façon que C1 et C2 soient de valeur suffisamment importante pour permettre un transfert de puissance entre la source de tension 7 et le rotor bobiné 4, qui soit suffisamment important pour permettre la propulsion du véhicule. Ces capacités ont en même temps un encombrement permettant l’intégration du rotor bobiné 4, du stator bobiné 3 et du circuit d’alimentation 70 dans la roue du véhicule.
De préférence, le système de motorisation 1 comporte également la source de tension 7 et un onduleur 30 configuré pour alimenter le stator bobiné 3 en courant triphasé, ou plus généralement polyphasé. La source de tension 7 est connectée en parallèle aux entrées de l’onduleur 30 et aux entrées du pont de transistors 8. L’onduleur 30 ainsi que la partie fixe 72 du circuit d’alimentation 70, à l’exception des premières électrodes 11 et 13 des première et deuxième capacités C1 et C2, sont intégrés dans la roue du véhicule en étant fixés contre l’épaulement 54 du support 5, à l’opposé du stator bobiné 3.
Les connexions des première et deuxièmes inductances L1 et L2 aux électrodes respectives 11 et 13 des première et deuxième capacités C1 et C2 se font au travers de perçages dans la paroi cylindrique 52 du support 5.