INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé comprend ensuite une étape E13 de polissage mécano-chimique de la structure obtenue à l’issue de l’étape précédente, de sorte à obtenir une matrice de troisièmes piliers PC2 conducteurs, lesdits troisièmes piliers PC2 conducteurs étant en contact direct avec la première couche diélectrique D1 au niveau des ouvertures réalisées lors de l’étape E11 de gravure de la troisième couche diélectrique D3. Lors de cette étape E13, l’arrêt du polissage se fait sur la couche support SP de sorte que les troisième piliers PC2 ne sont plus connectés entre eux à l’issue de cette étape E13. Dans un mode de réalisation, afin de s’assurer de la bonne déconnexion des troisièmes piliers entre eux, une étape E14 de sur polissage mécano-chimique de la structure obtenue à l’issue de l’étape E13 est mise en œuvre. On entend par « sur polissage » le fait de continuer le polissage alors que la couche d’arrêt a été atteinte. En effet, la détection de l’atteinte des couches d’arrêt par le polissage se fait de façon automatique par détection physique d’un signal de polissage de la couche d’arrêt. Or, s’il existe des non-uniformités d’épaisseur à l’échelle de la plaque, il se peut que le signal soit détecté alors que la couche d’arrêt n’a pas été atteinte sur l’ensemble de la plaque, mais seulement sur une partie. Le « sur polissage » permet donc de poursuivre le polissage suffisamment longtemps après que le signal a été détecté de sorte que toutes les zones de la plaque soient polies suffisamment. La structure obtenue à l’issue de cette étape E13 ou de ces deux étapes (lorsque l’étape E14 facultative de sur polissage est mise en œuvre) est illustré à la . Dans la structure finale, les troisième piliers PC2 conducteurs viendront former les premières grilles G1 et les deuxièmes grilles G2 de la permettant de contrôler la barrière de potentiel entre deux boites quantiques QD adjacentes.
Comme illustré à la , le procédé comprend ensuite une étape E15 de retrait sélectif des premiers piliers PI de la pluralité de premiers pilier PI de sorte à exposer la première couche diélectrique D1 au niveau de l’emplacement desdits premiers piliers PI. Lorsque le matériau des premiers piliers est un diélectrique, par exemple du SiN, cette étape de retrait peut être mise en œuvre par un procédé de gravure humide sélective, par exemple à base de H 3 PO 4 .
Comme illustré à la , le procédé comprend également une étape E16 de gravure sélective (par rapport aux matériaux conducteurs des piliers conducteurs PC1, PC2) de la première couche diélectrique D1 et d’une partie du substrat comprenant la couche active CA sur la totalité de l’épaisseur de la coucha active CA au niveau de l’emplacement des premiers piliers PI retirés lors de l’étape E15 précédente de sorte à former des ouvertures OU dans la couche active CA.
Lorsque le substrat est de type SOI, alors la couche active de Si est gravée sur toute son épaisseur lors de cette étape E16. Lorsque le substrat est de type SiMOS, alors la couche de SiO 2 et la couche de Si (couche active) sont gravées sur toute leur épaisseur lors de cette étape E16. Lorsque le substrat comprend une hétérostructure Si/SiGe, alors la couche Si cap, l’espaceur en SiGe et la couche de Si (couche active CA) sont gravées sur toute leur épaisseur lors de cette étape E16. Lorsque le substrat comprend une hétérostructure Ge/SiGe, alors la couche Si cap, l’espaceur en SiGe et la couche de Ge (couche active CA) sont gravées sur toute leur épaisseur lors de cette étape E16.
En retirant la couche active CA (et les couches situées au-dessus lorsque cela est nécessaire), on s’assure que les particules chargées ne pourront pas se situées dans cette zone, ce qui facilite leur confinement au niveau des boites quantiques formées en-dessous des deuxièmes piliers PC1 conducteurs. Dans la structure finale, les ouvertures ainsi réalisées correspondent aux ouvertures OU de la permettant de s’assurer de l’absence de particule chargée entre les lignes LI et les colonnes CO.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape E17 de dépôt d’une quatrième couche diélectrique suivie d’une étape E18 de polissage mécano-chimique de ladite couche, l’arrêt du polissage se faisant sur les deuxièmes et troisièmes piliers PC1, PC2. La structure obtenue à l’issue de ces deux étapes est illustrée à la .
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Dans le domaine de l’informatique quantique, il est connu d’utiliser des boites quantiques dans lesquelles une ou plusieurs particules chargées peuvent être piégées pour être manipulées. Pour cela, le confinement des particules chargées doit se faire dans les trois dimensions de l’espace. Dans l’état de la technique, un tel confinement peut être obtenu de deux manières (qui peuvent être utilisée en combinaison) : de manière structurelle (par alternance de matériaux selon au moins une dimension de l’espace) et/ou de manière électrostatique par l’application d’un potentiel sur une portion de matériau conducteur (par exemple à l’aide d’une électrode de grille). De manière générale, les boites quantiques sont agencées sous la forme d’une matrice de boites quantiques ce qui permet une meilleure inter-connectivité entre boites quantiques et donc, par exemple, une exécution plus efficace des algorithmes de correction d’erreurs quantiques (voir par exemple Flowler, Phys. Rev. A, 2012).
Les électrodes de mesure sont avantageusement de forme allongée.
A l’étape b), les valeurs et des résistances électriques peuvent être mesurées par un dispositif de mesure I-V apte à réaliser les mesure I-V en injectant un courant de mesure à travers deux électrodes de mesure adjacentes et en mesurant la tension obtenue entre ces électrodes, ou en appliquant une tension entre deux électrodes de mesure adjacentes et en mesurant le courant circulant entre ces électrodes. Les mesures I-V réalisées pour obtenir les valeurs et des résistances électriques peuvent correspondre à des mesures dites « 4 fils». L’équipement utilisé pour réaliser ces mesures de résistance électrique est par exemple une unité de source et de mesure SMU.
La valeur peut être calculée par méthode TLM en illuminant la première face de l’échantillon photovoltaïque avec une lumière dont les caractéristiques spectrales et l’intensité sont prédéterminées.
En variante, La valeur peut être choisie par l’utilisateur dans une plage d’intérêt pour lui.
En variante, la valeur peut être obtenue en fonction d’une valeur prédéterminée d’un taux d’injection de porteurs de charge dans la couche de matériau absorbeur.
Par exemple, la valeur peut être obtenue en fonction de celle de en utilisant les deux équations suivantes :
q correspondant à la charge élémentaire, en C ;
µ n correspondant à la mobilité des électrons dans le matériau absorbeur, en cm 2 /(V.s) ;
μ p correspondant à la mobilité des trous dans le matériau absorbeur, en cm 2 /(V.s) ;
N D correspondant à la densité de porteurs de charge de type donneur à l’obscurité dans le matériau absorbeur, c’est-à-dire la concentration d’atomes dopants actifs dans le matériau absorbeur, en cm -3 ;
correspondant à la valeur prédéterminée du taux d’injection de porteurs de charge cible dans la couche de matériau absorbeur, en cm -3 ;
correspondant à la valeur cible de la résistance de couche de la couche de matériau absorbeur, en Ω/□ ;
e correspondant à l’épaisseur de la couche équivalente, c’est-à-dire de la couche de matériau absorbeur, en cm.
Lors de l’étape b), les caractéristiques spectrales de la lumière illuminant la première face de l’échantillon photovoltaïque peuvent être également ajustées pour que la valeur de résistance de couche de la couche de matériau absorbeur soit la plus proche possible de la valeur . Ainsi, l’illumination est adaptée, lors des différentes mesures de et , en modifiant l’intensité lumineuse et également les caractéristiques spectrales de la lumière illuminant l’empilement de couches.
Lors du procédé de fabrication, les inserts 16 sont formés avant la fabrication du corps principal surmoulé 3.
L’insert 16 est utile pour ménager autour du tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2, un évidement 19 dans lesquels le gel 20 peut fluer, avant de se solidifier.
Chaque insert 16 présente une forme externe qui est inscrite dans un pavé géométrique.
Chaque insert 16 comporte une fenêtre 25 (visible sur la par exemple) entourant le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2.
Le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur traverse ainsi cette fenêtre 25 de l’insert 16.
L’évidement 19 de l’insert 16 est traversant entre deux faces parallèles 26 de l’insert 16.
Comme illustré sur la , l’évidement 19 et la fenêtre 25 qui entoure le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2 débouchent respectivement sur des faces différentes 26 et 27 de l’insert 16, qui sont à 90° les unes des autres.
L’évidement 19 s’étend entre le fond 21 de la cavité 14 et le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2.
Cet évidement 19, qui est proche du fond 21 de la cavité, permet de faire fluer le gel à un endroit de la cavité 14 qui est d’accès difficile.
L’évidement 19 est ouvert le long du côté en regard du tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2.
Ainsi le gel 20 qui a flué dans cet évidement 19 est en contact avec le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2.
L’insert 16 comprend une embase 28, en forme de pavé, dans laquelle est réalisé l’évidement 19.
Chaque insert 16 comporte deux montants 30, parallèles entre eux, se raccordant à l’embase 28, et ces montants 30 sont adjacents au tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur 2.
Dans l’exemple décrit en référence aux figures 1 à 7, les montants 30 sont de forme pleine.
Chaque montant 30 de forme pleine est à une distance non nulle du tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur.
Ainsi du gel 20 peut fluer dans l’espace entre ce montant 30 de forme pleine et le tronçon intermédiaire 15 du barreau conducteur.
Lorsque le premier composant d’alimentation 50 produit la première tension V1, celle-ci alimente le module de commutation 51, et donc le deuxième composant d’alimentation 52.
Le deuxième composant d’alimentation 52 produit alors la deuxième tension V2 (qui est aussi constante et connue). La deuxième tension V2 alimente le relais temporisé 53. La bobine 65 du relais temporisé 53 est activée et, pendant une durée prédéfinie, ferme l’interrupteur 67.
Cette durée prédéfinie, égale par exemple à 30 secondes, est définie par un réglage du relais temporisé 53, qui est réalisé par exemple en usine.
Ainsi, pendant la durée prédéfinie, la première tension V1, qui est la tension d’alimentation Va, est appliquée à la fois en entrée du régulateur de charge 6 et aux bornes de ses condensateurs de sortie C1…CN, mais aussi en entrée des batteries principales 5 et des BMS 10.
Lorsque la tension d’alimentation Va est appliquée, la lampe de signalisation 69 est allumée.
A l’issue de la durée prédéfinie, la bobine 65 est désactivée, l’interrupteur 67 est ouvert, et la tension d’alimentation Va (c’est-à-dire la première tension V1) n’est plus appliquée.
Ainsi, lors de la première mise en service du dispositif d’alimentation 20 avec les batteries 5 (au lithium), les panneaux photovoltaïques 3 alimentent le premier composant d’alimentation 50, et, par conséquent, le deuxième composant d’alimentation 52 est alimenté, et la bobine 65 du relais temporisé 53 est activée.
Le relais temporisé 53 utilise la puissance disponible de sortie du premier composant d’alimentation 50 (le courant circule via l’interrupteur 67) pour charger progressivement les condensateurs de sortie C1…CN du régulateur de charge 6. De cette façon, le courant de crête, susceptible d’endommager le circuit BMS 10 des batteries 5, est éliminé. Après avoir compté le temps " On Delay " (c’est-à-dire la durée prédéfinie, ici égale à 30 secondes), le relais temporisé 53 déconnecte le circuit électrique 40 (l’interrupteur 67 prend la position OFF, c’est-à-dire qu’il est ouvert) du reste du dispositif d’alimentation 20, qui peut donc être démarré correctement.
Dans le cas du deuxième problème, si une batterie principale 5 est complètement déchargée (ou plusieurs batteries 5), le circuit électrique 40, de manière automatique à nouveau, utilisera l'énergie photovoltaïque disponible pour activer le BMS 10 (car il connectera les panneaux PV 3 aux batteries 5 via le premier composant d’alimentation 50).
Dans un premier temps, le premier composant d’alimentation 50 va alimenter la bobine 65 du relais temporisé 53 (via le deuxième composant d’alimentation 52), et commencer à charger la batterie 5 pendant le temps " On Delay " du relais temporisé 53. Passé ce laps de temps, le circuit électrique 40 sera déconnecté du reste du dispositif d’alimentation 20 (l’interrupteur 67 prend la position OFF) et la batterie 5 commence à être correctement chargée par le régulateur de charge 6. De cette façon une longue période de "Blackout" sera évitée.
Le fonctionnement du circuit électrique 40 est complètement automatique. Le circuit électrique 40 ne nécessite pas de composant « complexe » pour piloter son fonctionnement (et pas de software ). Le circuit électrique 40 fonctionne de manière autonome. Le circuit électrique 40 est alimenté uniquement par l’énergie photovoltaïque, qui lui permet de fournir la tension d’alimentation Va, automatiquement, à intervalles prédéfinis et pendant la durée prédéfinie, aux condensateurs de sortie C1…CN et au BMS 10 de chaque batterie 5.
La tension d’alimentation Va est appliquée par le circuit électrique 40 de manière automatique, à intervalles prédéfinis et pendant la durée prédéfinie.
Les intervalles prédéfinis sont donc ici des intervalles quotidiens. La nuit, la tension d’entrée Ve produite par les panneaux photovoltaïques 3 est nulle, et donc inférieur à la tension de seuil minimum du premier composant d’alimentation 50, et donc la tension de sortie du premier composant d’alimentation 50 est nulle. La tension d’alimentation Va est nulle (et l’interrupteur 67 est ouvert).
Chaque matin, lorsque la tension d’entrée Ve devient supérieure ou égale à la tension de seuil minimum du premier composant d’alimentation 50, celui-ci produit la première tension V1. Le deuxième composant d’alimentation 52 est alimenté et produit la deuxième tension V2. La bobine 65 est alors activée. La tension d’alimentation Va, égale à la première tension V1, est alors appliquée en entrée des batteries 5 et du régulateur de charge 6 pendant la durée prédéfinie (égale ici à 30 secondes).
Suite à la durée prédéfinie, le premier composant d’alimentation 50 continue à produire la première tension (jusqu’à la fin du jour), mais la bobine 65 du relais temporisé 53 est désactivée, l’interrupteur 67 est ouvert, et le circuit électrique 40 est déconnecté du reste du dispositif d’alimentation 20.
Cette opération est réalisée chaque matin de chaque jour, ce qui règle à la fois le problème du courant de crête au premier fonctionnement du dispositif d’alimentation 20, mais aussi la reconnexion des batteries principales 5 au reste du dispositif d’alimentation 20 lorsqu’elles ont été complètement déchargées. On note que les intervalles prédéfinis sont ici quotidiens mais peuvent être de durée différente, car leur durée dépend de l’heure à laquelle la tension d’entrée Ve dépasse le seuil prédéfini (et donc dépend de l’ensoleillement chaque matin).
Dans un autre mode de réalisation, le circuit de convertisseur selon l’invention est de type « boost » unidirectionnel (l’énergie transitant des ports vers le bus), le ou les interrupteurs de l’étage haut ainsi que l’interrupteur haut de chaque branche de la ou de chaque cellule centrale relié à l’étage haut étant non commandables, par exemple constitués de diodes, et le ou les interrupteurs de l’étage bas ainsi que l’interrupteur bas de chaque branche de la ou de chaque cellule centrale relié à l’étage bas étant commandables, par exemple constitués de transistors MOSFET.
Dans un autre mode de réalisation, le circuit de convertisseur selon l’invention est de type « bidirectionnel », tous les interrupteurs étant commandables, par exemple constitués de transistors MOSFET. La fonction réalisée par le circuit de convertisseur est alors au choix celle du « boost » ou celle du « buck », selon les commandes appliquées aux interrupteurs.
Le circuit de convertisseur selon l’invention peut avoir deux ports, une cellule centrale qui comporte deux branches, l’étage haut comprenant un interrupteur et l’étage bas comprenant un interrupteur.
Le circuit de convertisseur selon l’invention peut avoir quatre ports, une cellule centrale qui comporte quatre branches, l’étage haut comprenant trois niveaux d’interrupteurs, chaque niveau de l’étage haut comportant un interrupteur, l’étage bas comprenant trois niveaux d’interrupteurs, chaque niveau de l’étage bas comportant un interrupteur.
Le circuit de convertisseur selon l’invention peut avoir quatre ports, deux cellules centrales dont chacune comporte deux branches, l’étage haut comprenant trois niveaux d’interrupteurs, le premier niveau de l’étage haut compté à partir des cellules centrales comportant deux interrupteurs dont chacun est relié à une cellule centrale respective, les deuxième et troisième niveaux de l’étage haut comportant chacun un interrupteur, l’étage bas comprenant trois niveaux d’interrupteurs, le premier niveau de l’étage bas compté à partir des cellules centrales comportant deux interrupteurs dont chacun est relié à une cellule centrale respective, les deuxième et troisième niveaux comportant chacun un interrupteur.
Le circuit de convertisseur selon l’invention peut avoir trois ports, deux cellules centrales, l’une à une seule branche et l’autre à deux branches, l’étage haut comprenant trois niveaux d’interrupteurs, le premier niveau de l’étage haut compté à partir des cellules centrales comportant deux interrupteurs dont chacun est relié à une cellule centrale, les deuxième et troisième niveaux de l’étage haut comportant chacun un interrupteur, l’étage bas comprenant trois niveaux d’interrupteurs, le premier niveau de l’étage bas compté à partir des cellules centrales comportant deux interrupteurs dont chacun est relié à une cellule centrale, les deuxième et troisième niveaux comportant chacun un interrupteur.
Le circuit de convertisseur selon l’invention peut avoir deux ports, une cellule centrale qui comporte deux branches, chaque branche comportant quatre interrupteurs, l’étage haut comprenant deux niveaux d’interrupteurs dont chacun comporte un interrupteur, l’étage bas comprenant deux niveaux d’interrupteurs dont chacun comporte un interrupteur.
De préférence, l’interrupteur haut et l’interrupteur bas d’une branche d’une cellule centrale donnée, lorsqu’ils sont tous deux commandables, sont configurés pour être simultanément dans deux états différents, l’un fermé, l’autre ouvert et inversement. Ceci empêche la création d’un court-circuit aux bornes du condensateur connecté en parallèle avec ladite cellule.
Les ports sont préférentiellement alimentés par des charges ou des sources de courant ou de tension ayant des caractéristiques différentes. Par exemple, le courant ou la tension peuvent différer d’une source à l’autre au même instant.
La puissance nominale transférée par le convertisseur est typiquement supérieure à 1 W. La fréquence de commutation est typiquement supérieure à 16 Hz et est de préférence comprise entre 200 Hz et 20 MHz. Le potentiel aux bornes du condensateur de bus peut être supérieur à 40 V.
Le point milieu peut être relié au port correspondant par l’intermédiaire d’une inductance, notamment lorsque ce port est relié à une source telle qu’une chaîne de panneaux photovoltaïques.
Dans un mode de réalisation, le circuit de convertisseur selon l'invention présente une configuration dite « symétrique » avec une ligne de bus commune et des lignes de bus de polarités respectivement positive et négative, avec un premier sous-circuit de convertisseur entre la ligne de bus commune et la ligne de polarité positive et un deuxième sous-circuit de convertisseur entre la ligne de bus commune et la ligne de bus de polarité négative.
La ligne de bus commune est préférentiellement la masse du convertisseur.
Les deux sous-circuits de convertisseur sont préférentiellement identiques.
Chaque sous-circuit de convertisseur peut être identique à l’un des circuits de convertisseurs définis plus haut pour deux lignes de bus.
Procédé de commande L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de commande du circuit de convertisseur selon l’invention dans sa variante à configuration symétrique à deux sous-circuits, dans lequel les interrupteurs symétriques entre le premier sous-circuit et le deuxième sous-circuit sont commandés simultanément.
Avec le développement rapide des véhicules à énergie nouvelle, le marché a mis en avant des exigences plus élevées pour le matériau d’électrode positive de la batterie au lithium, telles que la tendance à une teneur élevée en nickel, la tendance à l’absence de cobalt et la tendance au monocristal. Le matériau d’électrode positive monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt est actuellement au centre des recherches en raison de ses avantages de capacité spécifique élevée, de faible coût et de sécurité élevée, etc.
Cependant, dans le processus de frittage conventionnel, en raison de la température de frittage plus élevée et des fines particules du matériau d’électrode positive monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt, ce matériau est sujet à la fusion des grains cristallins et forme des particules secondaires pendant le processus de cristallisation à haute température, et la formation de particules secondaires peut réduire la densité apparente du matériau d’électrode positive monocristallin à haute teneur en nickel et, à son tour, réduire la densité de compactage du matériau d’électrode positive de la batterie au lithium, réduisant ainsi la capacité spécifique de la batterie au lithium. Lorsque la capacité spécifique de la batterie au lithium est améliorée en augmentant la densité de compactage du matériau d’électrode positive, il s’ensuit que les particules secondaires du matériau doivent être brisées, ce qui entraîne une augmentation de la surface spécifique du matériau d’électrode positive, et conduisant à des réactions internes actives et à des réactions secondaires accrues de la batterie au lithium. Ainsi, la batterie au lithium peut facilement souffrir d’aérogenèse grave ou d’autres phénomènes indésirables.
Ce qui suit est un résumé du sujet décrit en détail ici. Le résumé n’est pas destiné à limiter la portée de protection des revendications.
Un objet de la présente demande consiste à surmonter les déficiences de l’art antérieur, et à fournir un matériau monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt et son procédé de préparation ainsi qu’une batterie au lithium, évitant le problème selon lequel le matériau d’électrode positive monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt est susceptible de former des particules secondaires pendant la cristallisation à haute température, augmentant ainsi la surface spécifique du matériau d’électrode positive et améliorant encore les performances électrochimiques de la batterie au lithium.
L’objet de la présente demande est réalisé par les solutions techniques ci-dessous.
Un procédé de préparation d’un matériau monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt comprend les étapes suivantes :
l’obtention d’un précurseur monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt ;
le mélange du précurseur monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt avec une source de lithium, pour obtenir un matériau mixte ;
la réalisation d’une calcination primaire sur le matériau mixte, pour obtenir un premier matériau calciné monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt ;
la réalisation d’une opération corona sur le premier matériau calciné monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt, permettant au premier matériau calciné monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt de porter des charges positives ;
la réalisation d’une calcination secondaire sur le premier matériau calciné monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt après l’opération corona, pour obtenir un second matériau calciné monocristallin à haute teneur en nickel et sans cobalt ; et