INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le premier substrat sub1 est placé entre la couche d’absorption CA et la pluralité de connecteurs d’hybridation CEM. Le premier substrat sub1 comprend pour chaque pixel Pxl au moins un via V1 partant de la seconde face du premier substrat sub1 opposée à la première face sur laquelle repose la couche d’absorption CA. Le via V1 est un via débouchant à travers le substrat sub1. Pour chaque pixel Pxl, l’au moins via V1 est un via électriquement conducteur ayant une extrémité inférieure en contact avec le connecteur d’hybridation CEM et une autre extrémité en contact avec la couche d’absorption CA. L’au moins via V1 est rempli par un second matériau électriquement conducteur.
Alternativement, les parois internes du via V1 sont recouvertes par un second matériau électriquement conducteur. Dans le mode de réalisation illustré, le via V1 joue le rôle de l’électrode inférieure EL1. Pour chaque pixel Pxl, le via V1 assure la continuité électronique entre la couche d’absorption CA et l’électrode de lecture EL_lect dédiée audit pixel à travers le connecteur d’hybridation CEM. L’ouverture d’un via V1 peut être de forme circulaire, parallélépipédique, triangulaire ou tout autre forme. La surface de l’ouverture d’un via V1 d’un pixel Pxl est de préférence inférieure ou égale à celle de l’électrode de lecture EL_lect associée audit pixel Pxl. Dans le cas d’un via cylindrique, le diamètre d’un via V1 est compris entre 100nm et 10 mm. Le second matériau conducteur peut être un métal (In, Bi, Sn, Pb, Cr, Pt, Ag, Au, Ti), un matériau organique conducteur (polymère, encre graphène, encre à base de noir de carbone, encre à base de nanotubes de carbone), une encre à base de particules d’argent Ag, un oxyde conducteur (ITO, SnO 2 , TiO 2 )
Une tension électrique est appliquée entre l’électrode supérieure EL2 et l’électrode inférieure EL1 permet de déplacer les charges générées vers l’électrode inférieure EL1. La quantité de porteurs de charges générées collectées par l’électrode inférieure EL1 détermine l’amplitude du signal de lecture associé au pixel Pxl..
Le premier substrat sub1 est réalisé en un matériau de nature inorganique, organique ou hybride. A titre d’exemple, le substrat sub1 est en verre, en plastique, en silicium ou en céramique. Le premier substrat sub1 peut être un substrat monocouche ou un empilement de plusieurs couches de plusieurs matériaux. L’épaisseur du premier substrat sub1 est comprise entre 1µm et 10mm.
Avantageusement, le substrat sub1 présente une surface inférieure régulière, lisse et plane permettant de faciliter le couplage indirect avec la partie électronique. Cela offre l’avantage de s’affranchir des problèmes d’état de surface, de planéité et de rugosité de la surface des couches épaisses de pérovskite rencontrés dans les solutions d’hybridation selon l’état de l’art. De plus, cela offre la possibilité de réduire la distance latérale séparant les électrodes inférieures et ainsi réduire le pas de pixellisation de manière à augmenter la résolution du détecteur.
Avantageusement, le substrat sub1 est réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique compris dans l’intervalle suivant [CTE-50%, CTE+50%] avec CTE le coefficient de dilatation thermique de la couche d’absorption CA. À titre d’exemple pour une couche d’absorption en CsPbBr 3 , le coefficient thermique du substrat sub1 est compris entre 1,5.10 -5 °K -1 et 4,5.10 -5 °K -1 . Cela permet de résoudre les problématiques de dilatation thermique différentielle rencontrée lors du dépôt haute température de la couche d’absorption CA. Il en résulte l’amélioration de la robustesse mécanique de la couche d’absorption CA et d’éviter les phénomènes de courbure ou de fissuration suite au dépôt et à cause de la dilatation thermique différentielle.
D’une manière générale, le substrat sub1 présente des caractéristiques chimiques, thermiques, mécaniques et électroniques adaptées aux conditions du procédé de dépôt d’une couche en pérovskite. Le substrat sub1 joue un double rôle : un rôle électrique : en assurant une continuité électrique localisée entre ces deux faces de manière à connecter la couche d’absorption CA (source des charges générées) à l’électrode de lecture associée EL_lect. Un rôle mécanique : en jouant le rôle de support mécanique pour la couche d’absorption compatible avec les contraintes particulières de dépôt de pérovskite (hautes températures, inerte chimiquement …) et les contraintes liées aux techniques d’hybridations.
Avantageusement, l’utilisation du premier substrat sub1 avec les vias V1 permet de décorréler les contraintes de fabrication de la couche d’absorption CA en pérovskite et les contraintes de tenue mécanique, thermique, chimique, électrique du circuit de lecture ROIC.
Avantageusement, la surface supérieure du premier substrat sub1 comprend une couche de germination en un matériau en pérovskite de manière à favoriser la croissance par épitaxie ou hétéroépitaxie de la couche d’absorption CA. Alternativement, le premier substrat sub1 présente une structure cristalline en accord de maille avec celle du premier matériau composant la couche d’absorption CA.
Par exemple, si le matériau de la couche d’absorption CA est en CsPbBr3, on pourrait avantageusement réaliser une hétéroépitaxie sur un premier substrat sub1, en PbS, en FeS2 (pyrite), en mica (par exemple Muscovite), en PbSnSe, ou en GaAs. Si le matériau du premier substrat sub1 ne permet pas de faire directement l’hétéroépitaxie de la couche d’absorption CA, il est possible de passer par une étape intermédiaire en faisant croitre une couche de surface par hétéroépitaxie sur le premier substrat sub1 puis en faisant l’hétéroépitaxie de la pérovskite sur cette couche de surface. Par exemple, les chalcogénures de plomb sont compatibles avec l’hétéroépitaxie des pérovskites, cependant ils sont difficilement accessibles en substrat de type galette (wafer ). Ainsi, il est possible de faire croitre une couche en chalcogénures de plomb sur le premier substrat sub1(par exemple par molecular beam epitaxy) puis de faire croitre la couche d’absorption en pérovskite sur la couche en chalcogénures de plomb.
Avantageusement, le premier substrat sub1 est réalisé totalement ou partiellement par un matériau opaque à des longueurs d’ondes dans le domaine du visible, ultraviolet ou le proche infrarouge ou aux rayonnements X ou gamma. Cela permet de former un blindage optique localisé ou généralisé protégeant les composants du circuit de lecture ROIC sensibles à la lumière. A titre d’exemple, les performances de certaines technologies de transistors se dégradent sous l’effet de l’exposition à la lumière ou des rayonnements. On cite les transistors à base de silicium amorphe ou à base d’Indium gallium zinc oxyde IGZO par exemple. Le blindage optique peut être réalisé par l’utilisation d’une couche opaque dans la structure du premier substrat sub1 ou par intégration de pigments dans le volume du premier substrat sub1 (noir de carbone) ou par l’introduction d’atomes d’un élément à fort numéro atomique (carboxylate de Bi par exemple) en surface ou dans le volume du substrat sub. Dans le cas d’un blindage optique local, il est préférable de placer les transistors du circuit de lecture sous les zones blindées du premier substrat sub1.
La illustre une vue en coupe d’un exemple d’hybridation d’un dispositif optoélectronique D1 selon un second mode de réalisation de l’invention. Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif optoélectronique D1 comprend en outre pour chaque via V1 une couche d’interface supérieure C1 électriquement conductrice déposée sur la première face du premier substrat sub1. La couche d’interface supérieure C1 est confinée entre l’extrémité du via V1 associé et un volume de la couche d’absorption CA. Chaque couche d’interface supérieure C1 est ainsi déposée sur la face supérieure du substrat sub1. Chaque via V1 débouche sur la couche d’interface supérieure C1 qui lui est associée. De manière non exhaustive, la couche d’interface supérieure peut être réalisée par un métal (In, Bi, Sn, Pb, Cr, Pt), un matériau organique conducteur (polymère, encre graphène, encre à base de noir de carbone, encre à base de nanotubes de carbone), encre à base d’Ag, un oxyde conducteur (ITO, SnO 2 , TiO 2 ) ou tout autre matériau conducteur.
Dans le cas où le via V1 est un via conducteur, l’électrode inférieure EL1 est formée par au moins un via V1 et la couche d’interface supérieure C1 qui lui est associée. Cette variante présente l’avantage d’augmenter la surface de collecte des charges entre la couche d’absorption CA et le via V1 et ainsi d’améliorer la collection et le transfert des charges générées.
Alternativement, la couche d’interface supérieure C1 seule, ou l'ensemble formé par la couche d’interface supérieure C1 et le second matériau remplissant chaque via V1, sont constitués d’au moins un matériau faisant office de couche bloquante (le matériau peut être différent entre la couche d’interface supérieure C1 et le vias V1). Ainsi, l’ensemble joue le rôle d’une couche bloquante à un type de porteurs de charges (trous ou électrons).
En outre, la fonction d’apprentissage 22 peut comprendre des fonctions d’identification FID du ou des modèles d’actionneurs parmi l’ensemble des modèles d’actionneur qui sont à la source d’une défaillance de richesse. Typiquement, ces fonctions d’identification, connues de l’homme du métier, sont prévues pour observées des paramètres moteurs, notamment la mesure de richesse ou la pression d’air, pour déterminer le ou les actionneurs qui sont à la source d’une défaillance. Dans le cas d’une déviation soudaine de la mesure de richesse une fonction d’identification est apte à déterminer que les actionneurs d’injection de carburant sont défaillants pour focaliser l’action de la reconfiguration spécifiquement sur les adaptatifs de ce modèle d’actionneurs.
En , le principe de la fonction d’apprentissage de la richesse est illustré avant de décrire plus en détail le procédé de reconfiguration selon l’invention.
Les courbes C1 à C5 sont représentées sur un axe d’abscisse temporel durant lequel interviennent deux cycles d’apprentissage A1 et A2 permettant de déterminer respectivement un adaptatif de correction qui sera appliqué par le contrôle moteur. Sur la courbe C1, en partie supérieure, on a représenté le nombre de mesures de la richesse sur un domaine de fonctionnement moteur stabilisé. Chaque cycle d’apprentissage A1, A2 comprend le calcul d’une série de correctifs temporaires, représentés par la courbe C2 c’est-à-dire des valeurs intermédiaires non appliquées par le contrôle moteur lors du pilotage des actionneurs et qui sont calculés à partir des mesures de la déviation de la richesse. Les valeurs des correctifs s’établissent entre [-1,1] ou [-100%,100] pour appauvrir ou enrichir le mélange. La valeur de chaque adaptatif de correction issue d’un cycle d’apprentissage est illustrée par la courbe C3. La courbe C4 représente deux instants t1 et t2 de réalisation d’un diagnostic de déviation de la richesse. Une fois que la fonction d’apprentissage a suffisamment confiance dans les correctifs temporaires au regard par exemple d’un nombre de mesures minimales, ou d’un critère de convergence sur les correctifs, la correction de richesse est appliquée à partir du dernier adaptatif de correction dans les modèles de comportement des actionneurs. La courbe C5 représente les valeurs de la déviation de richesse.
En , un algorithme du procédé de reconfiguration selon l’invention est représenté sous la forme d’un schéma bloc. L’unité de commande 2 du moteur est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de reconfiguration selon l’invention. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 2, tout en étant couplé à cette dernière 2. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels.
A une première étape E1 du procédé, la fonction de régulation de richesse calcule des correctifs à partir de mesures de la déviation de la richesse et la fonction d’apprentissage mémorise des valeurs d’adaptatifs apprises pour un domaine de fonctionnement du moteur dans au moins un premier modèle de correction MAT1. Lors du fonctionnement nominal de la régulation de richesse, classiquement le contrôle moteur a recours a plusieurs modèles de correction de l’ensemble des modèles MAT pour le pilotage des actionneurs du moteur.
On prend l’hypothèse que le contrôle moteur est établi dans une configuration pour laquelle la fonction d’apprentissage a déjà opéré plusieurs cycles d’apprentissage pour l’ensemble des domaines de fonctionnement du moteur. Le paramètre de robustesse NR de la fonction d’apprentissage est donc élevé, c’est-à-dire que les adaptatifs sont jugés fiables par le contrôle moteur. Dans cette situation, la calibration de vitesse CV d’apprentissage est paramétrée à un niveau d’apprentissage lent, c’est-à-dire qu’elle vise à corriger les effets de l’usure et encrassement des injecteurs. Par conséquent, la part PT d’un correctif nouvellement calculé est inférieure à celle du correctif déjà mémorisé lors de l’actualisation des adaptatifs mémorisés par la fonction d’apprentissage, notamment pour le premier modèle MAT1 de contrôle des injecteurs.
En outre, à l’étape E1, l’indicateur de défaillance DF est dans un premier état représentatif d’un état de fonctionnement normal de la régulation de richesse.
En outre, le procédé de reconfiguration comporte une deuxième étape E2 de la surveillance d’une défaillance du contrôle de la richesse. La surveillance s’opère périodiquement, par exemple à chaque instant de diagnostic. Plus précisément, la surveillance consiste à détecter si au moins deux correctifs successifs, de préférence au moins quatre, pour un point de fonctionnement moteur sont supérieurs à un premier seuil prédéterminé S1, et si préalablement à la détection, le paramètre de robustesse représentatif du nombre d’apprentissage réalisés pour l’adaptatif de richesse est supérieur à un deuxième seuil S2. Par exemple, S1 est configuré à une valeur de 25% de déviation, S1 peut être supérieur à 25%, et S2 peut être égale à 15 cycles d’apprentissage ou plus par exemple.
Si aucune défaillance n’est détectée, la boucle de surveillance continue et le contrôle moteur et la fonction d’apprentissage restent paramétrés identiquement à la première étape E1.
Si une défaillance est détectée, le procédé de reconfiguration comporte une phase de reconfiguration E3 où l’indicateur de défaillance DF est commandé dans un deuxième état représentatif de la détection d’une défaillance. A cet effet, la phase de reconfiguration comportant une troisième étape E31 de paramétrage du paramètre de calibration de la vitesse d’apprentissage CV de sorte à configurer la première part à une valeur qui est supérieure à la deuxième part lors de la mémorisation de la nouvelle valeur d’adaptatif. Par exemple, la valeur de la première part est configurée à 100% et la valeur de la deuxième part est configurée à 0%. Cette configuration implique qu’un nouvel d’adaptatif à mémoriser est égal à la totalité de la valeur du dernier correctif calculé. La phase de reconfiguration peut s’appliquer pour le premier modèle MAT1 ou pour tous les modèles de l’ensemble MAT.
D’autres valeurs sont envisageables, par exemple 90% et 10%, ou 80% et 20% pour la première part et deuxième part respectivement. Cette modification de la calibration de la vitesse permet de corriger la déviance de richesse immédiatement et plus rapidement que dans le cas d’une calibration d’apprentissage lent.
Il convient de noter que d’autres actions de calibration de la vitesse d’apprentissage sont envisageables en fonction du type de fonction d’apprentissage mis en œuvre. Le principe de l’étape E31 consiste à augmenter la part prise en compte du dernier correctif de richesse calculé pour converger rapidement vers une correction prenant en compte la défaillance générant une déviation élevée et soudaine.
Dans une variante de la phase de reconfiguration E3, la troisième étape E31 comporte une commande de diminution du paramètre de robustesse NR de manière à augmenter la valeur de la première part. Ainsi, il est possible d’accélérer temporairement l’apprentissage des adaptatifs de correction en diminuant le niveau de robustesse ou de confiance dans un des modèles de correction.
Dans un premier mode préférentiel, la phase de reconfiguration E3 s’applique uniquement au paramétrage du premier modèle de correction MAT1 du dispositif d’injection parmi l’ensemble des modèles MAT. De cette manière, il est possible de corriger spécifiquement la source du problème de richesse en adaptant directement la masse et quantité de carburant injectée. Ce mode de réalisation préférentiel améliore la performance de correction de la richesse. Selon cette première variante, les autres modèles de corrections de l’ensemble MAT ne sont plus mis à jour durant la détection de défaillance.
Il est prévu un deuxième mode, où, si une défaillance est détectée, la phase de reconfiguration E3 comporte une quatrième étape E32 d’enregistrement de l’adaptatif de correction par la fonction d’apprentissage dans un deuxième modèle de correction MAT2, spécifique à la période de détection de la défaillance et dédié à une situation de défaillance, distincte du premier modèle MAT1 utilisé avant l’instant de détection de la défaillance. A l’instar des autres modèles, le modèle MAT2 est utilisé pour la mémorisation, actualisation et restitution d’adaptatifs à la différence qu’il s’utilise uniquement en cas de défaillance. Ainsi, la régulation de richesse n’affecte pas les valeurs des adaptatifs précédemment mémorisés avant la défaillance. En outre, en cas de défaillance ponctuelle, la fonction d’apprentissage utilise à nouveau le premier modèle de correction ayant un niveau de robustesse élevé utilisée lors de l’étape E1. Un deuxième modèle de correction, spécifique à une défaillance, peut être mis en œuvre pour chaque adaptatif de correction de la richesse. Le deuxième modèle MAT2 est spécifique à la correction du modèle injecteur. Selon cette deuxième variante, les autres modèles de corrections de l’ensemble MAT ne sont plus mis à jour durant la détection de défaillance.
Il convient de noter que les étapes de calibration de vitesse d’apprentissage, notamment le paramètre CV et le paramètre NR, permettant d’augmenter la première part des adaptatifs lors de leur actualisation s’appliquent au deuxième modèle MAT2.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face supérieure de la coiffe de protection s’étend sensiblement perpendiculairement à l’axe central du module photovoltaïque tridimensionnel.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face supérieure de la coiffe de protection s’étend au-delà de la structure de support tridimensionnelle, et par exemple au-delà des sommets des éléments de support.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le module photovoltaïque tridimensionnel comprend une borne principale positive à laquelle sont reliées électriquement les bornes positives de tous les revêtements photovoltaïques, et une borne principale négative à laquelle sont reliées électriquement les bornes négatives de tous les revêtements photovoltaïques.
est une vue en perspective de dessus d’une structure de support tridimensionnelle appartenant au module photovoltaïque tridimensionnel de la , montrant la fixation de revêtements photovoltaïques sur la structure de support tridimensionnelle.
est une vue schématique en perspective de côté de la structure de support tridimensionnelle de la équipée de revêtements photovoltaïques.
Les figures 1 à 4 représentent un module photovoltaïque tridimensionnel 2 selon un mode de réalisation de l’invention. De façon avantageuse, le module photovoltaïque tridimensionnel 2 présente un axe central A qui est configuré pour s’étendre verticalement lorsque le module photovoltaïque tridimensionnel 2 est disposé sur une surface horizontale, et une section transversale de forme polygonale, et par exemple hexagonale.
Le module photovoltaïque tridimensionnel 2 comporte une structure de support tridimensionnelle 3 comportant une pluralité d’éléments de support 4 répartis autour de l’axe central A. De façon avantageuse, le nombre d’éléments de support 4 est compris entre 3 et 6. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le nombre d’éléments de support 4 est égal à 6. Cependant, une variante de réalisation de l’invention, le nombre d’éléments de support 4 pourrait être égal à 3, 4 ou 5.
Dans la cavité 30 dans laquelle le composant 20 est logé, un interstice 31 est formé entre le composant 20 et la tôle 40 et rempli du matériau d’interface 300.
L’interstice 31 est ici formé à la fois sur un côté du composant 20 opposé à la carte 50 et sur l’ensemble des côtés latéraux du composant 20 transversaux à la carte 50.
- une longueur maximale A de la cavité 30 dans un plan d’extension général P1 de la tôle 40 est comprise entre 5 et 25 mm ; et
- une distance C entre un côté du composant électronique 20 opposé à la carte 50 et un fond de la cavité 30 est inférieure à 1mm ;
- une hauteur B du canal de circulation 70 dans une direction perpendiculaire au plan d’extension général P1 de la tôle 40 est comprise entre 5 et 10mm ;
- une hauteur E d’un bossage 60 (par exemple une ailette ou un picot) dans lequel est formé la cavité 30 est comprise entre 0,8 et 1,2 fois une hauteur D d’un corps du composant 20 logé dans la cavité 30.
Le matériau d’interface 300 est choisi parmi une pâte thermique, un isolant électrique, une résine époxy et un silicone.
Dans un mode de réalisation particulier, non limitativement, l’ensemble électronique 10 comporte une pluralité de (c’est-à-dire au moins quatre de chacun des éléments suivants) composants 20, de cavités 30, correspondant aux composants 20, formées sur la tôle 40, logeant chacune respectivement un composant 20, et réparties selon une trame en parallélépipède non rectangle, ou rhomboïde, de préférence en quinconce ( ).
Dans une telle trame, les bossages 60 (et donc cavités 30, et composants 20) peuvent être répartis à la fois en rangs 61 1 , 61 2 et 61 3 (respectivement en colonnes 62 1 , 62 2 et 62 3 ) et alignés au sein d’un même rang selon des axes L1, L2, L3, (respectivement alignés au sein d’une même colonne selon des axes H1, H2, H3), en alternance un rang (resp. colonne) sur deux. Deux bossages 60 consécutifs au sein d’un même rang (resp. colonne) sont alors disposés un axe sur deux (par exemple sur L1, L3, etc.), c’est-à-dire sur les rangs (resp. colonnes) d’indice soit pair, soit impair. Une telle disposition optimise la circulation du réfrigérant et l’efficacité du refroidissement.
Dans un mode de réalisation alternatif de l’invention, tel qu’illustré sur la , il est mis en œuvre un ensemble électronique 110 comportant en vis-à-vis une première carte à circuit imprimé 151 et une seconde carte à circuit imprimé 152, comme décrit dans les modes de réalisation précédents, chacune comportant un ou plusieurs composants électroniques et une tôle de métal. Les tôles de métal forment un canal 170 configuré pour admettre un liquide réfrigérant. La première carte à circuit 151 imprimé présente, au moins, un premier bossage 161 et un deuxième bossage 162. La seconde carte à circuit imprimé 152 présente, au moins, un bossage 163 disposé entre le premier bossage 161 et le deuxième bossage 162 de la première carte à circuit imprimé 151.
L’ensemble électronique 10 peut être produit au moyen d’un procédé E100 de fabrication comportant les étapes de :
- emboutissage E110 d’une tôle 40 pour former au moins un bossage 60, de préférence une ailette ou un picot, présentant une cavité 30 ;
- remplissage E120 de la cavité 30 avec le matériau d’interface 300 ;
- montage E130 d’un composant 20 sur une carte 50 pour former un sous-ensemble à circuit imprimé 15 ;