INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Comme montré sur la , le module photovoltaïque tridimensionnel 2 comporte en outre un dispositif de protection 11, également nommée coiffe de protection, qui recouvre et protège les revêtements photovoltaïques 7. Le dispositif de protection 11 est réalisé en matériau transparent au rayonnement lumineux, et est par exemple formé par durcissement d’une résine transparente. Le dispositif de protection 11 est plus particulièrement configuré pour combler un espace interne situé entre les revêtements photovoltaïques 7, et présente une forme sensiblement complémentaire de celle de la structure de support tridimensionnelle 3.
La structure de support tridimensionnelle 3 et l’embase 9 forment plus particulièrement un dispositif de support 12 configuré pour supporter le dispositif de protection 11 et les revêtements photovoltaïques 7 et pour être situé sous les revêtements photovoltaïques lorsque le module photovoltaïque tridimensionnel 3 est en configuration d’utilisation.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le dispositif de protection 11 présente un axe longitudinal central B configuré pour être confondu avec l’axe central de support A, et comporte une face supérieure 13 s’étendant perpendiculairement à l’axe longitudinal central B et destinée à former une face supérieure du module photovoltaïque tridimensionnel. La face supérieure 13 du dispositif de protection 11 s’étend au-delà des sommets 5 des éléments de support 4. De façon avantageuse, le dispositif de protection 11 est configuré de telle sorte que le module photovoltaïque tridimensionnel 2 présente une forme générale de prisme dont chacune des bases présente une forme globalement hexagonale.
Le dispositif de protection 11 comporte en outre une pluralité de parties de protection 14 réparties autour de l’axe longitudinal central B. De façon avantageuse, le nombre de parties de protection 14 est compris entre 3 et 6. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, le nombre de parties de protection 14 est égal à 6.
Chaque partie de protection 14 comporte une portion inférieure 15, également nommée portion de pied, située à distance de l’axe longitudinal central B et deux faces de fixation 16 qui sont sensiblement planes et qui sont reliées l’une à l’autre le long d’une zone de jonction. Comme montré également sur la , les portions inférieures 15 des parties de protection 14 sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal central B, et sont équidistants de l’axe longitudinal central B. De façon avantageuse, chacune des faces de fixation 16 présente une forme globalement triangulaire, et toutes les faces de fixation 16 des parties de protection 14 présentent des orientations différentes.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, chaque zone de jonction est une ligne de jonction L1 qui est rectiligne. La zone de jonction de chacune des parties de protection 14 est inclinée par rapport à l’axe longitudinal central B, et s’étend jusqu’à la portion inférieure 15 de la partie de protection 14 respective en s’éloignant de l’axe longitudinal central B. De façon avantageuse, les lignes de jonction L1 sont sécantes en un point d’intersection situé sur l’axe longitudinal central B, et sont régulièrement réparties autour de l’axe longitudinal central B. Chacune des lignes de jonction L1 est plus particulièrement inclinée par rapport à l’axe longitudinal central B d’un angle d’inclinaison α compris entre 10 et 40°, avantageusement entre 20 et 30°, et par exemple d’environ 26°.
Toutefois, selon une variante de réalisation de l’invention, chaque zone de jonction pourrait être une surface de jonction qui est sensiblement plane et qui présente une largeur comprise entre 1 mm et 1 cm, et par exemple comprise entre 1 mm et 5 mm.
Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, chaque partie de protection 14 présente un plan de symétrie P passant par la ligne de jonction L1 respective, et les plans de symétrie P des parties de protection 14 sont sécants selon une droite d’intersection qui est confondue avec l’axe longitudinal central B.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le dispositif de protection 11 est configuré de telle sorte que, pour chaque paire de parties de protection 14 adjacentes, les faces de fixation 16 adjacentes des deux parties de protection 14 adjacentes sont situées en regard l’une de l’autre, et de telle sorte que, pour chaque paire de parties de protection 14 adjacentes, les faces de fixation 16 adjacentes des deux parties de protection 14 adjacentes sont reliées l’une à l’autre le long d’une zone de liaison Z1 qui est inclinée par rapport à l’axe longitudinal central B et qui s’étend vers le haut en s’éloignant de l’axe longitudinal central B.
Le module photovoltaïque tridimensionnel 2 comporte également un revêtement de surface antireflet 17 disposé sur la face supérieure 13 du dispositif de protection 11. Néanmoins, si le dispositif de protection 11 est réalisé en un matériau ayant des propriétés antireflets, le module photovoltaïque tridimensionnel 2 pourrait être dépourvu du revêtement de surface antireflet 17.
La forme rectangulaire facilite la production des plaques 6, 7 monopolaires et réduit la quantité de titane nécessaire pour produire les plaques 6, 7 monopolaires.
Dans un mode de réalisation non représenté, les plaques 6, 7 monopolaires présentent une forme polygonale. Les plaques 6, 7 monopolaires sont pourvues d’au moins deux ouvertures 17 opposées. Chaque ouverture 17 est en communication avec au moins deux ouvertures 19 du bâti. Dans ce mode de réalisation, le bâti 8 est également de forme polygonale.
A travers les plaques 6, 7 monopolaires, sont ménagés des premiers perçages 23 et des deuxièmes perçages 24. Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 sont traversants. Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 sont alternés. Les premiers perçages 23 sont plus petits que les deuxièmes perçages 24. Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 sont disposés le long des grands côtés 4 et des petits côtés 5. Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 présentent des centres définissant un rectangle. Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 présentent des centres à distance constante des grands côtés 4 et des petits côtés 5. Une partie des premiers perçages 23 et des deuxièmes perçages 24 sont disposés entre les petits côtés 5 et les ouvertures 19 de communication.
Les premiers perçages 23 et les deuxièmes perçages 24 sont, ici, circulaires. Chaque premier perçage 23 est, ici, équidistant des deuxièmes perçages 24 voisins. Chaque premier perçage 23 est, ici, équidistant des premiers perçages 23 les plus proches.
Chaque plaque 6, 7 monopolaire est fixée au bâti 8 par des saillies 25 formant rivets. Les saillies 25 sont venues de matière avec le corps. Les saillies 25 présentent un corps de saillie 26 et une tête. La tête est plus large que le corps de saillie 26. Les corps de saillie 26 passent par les premiers perçages 23. Les têtes viennent dépasser de la plaque 6, 7 monopolaire. Ici, le diamètre des corps de saillie 26 est égal au diamètre des premiers perçages 23.
Dans un autre mode de réalisation, la fixation des plaques 6, 7 monopolaires sont vissées sur le bâti 8 par des éléments de fixations. Les éléments de fixations sont en matière isolante ou sont isolés électriquement dans le cas où lesdits éléments de fixations sont en contact électrique avec les plaques 6, 7 monopolaires. Les éléments de fixations en prise dans une des plaques 6, 7 monopolaires et le bâti 8, tout en étant à distance de l’autre des plaques 6, 7, peuvent être réalisés en matériau conducteur, le bâti 8 étant en matière isolante. Les éléments de fixations peuvent comprendre des vis.
Les plaques 6, 7 monopolaires peuvent être montés sur des glissières en matière isolante.
Un collage des plaques 6, 7 monopolaires sur le bâti 8 peut être réalisé.
Les saillies 25 présentent une surface annulaire en contact avec la première surface 2 de la cellule, formée par la première plaque 6 monopolaire, ou face extérieure de la première plaque 6 monopolaire.
La somme des épaisseurs de la membrane d’échange protonique 11 et des couches de transport poreuses 14 est supérieure à la distance entre les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires. Ainsi, un effort de compression des membranes est assuré par les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires. L’effort de compression possède une direction normale à la surface principale des première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires. L’effort de compression est orienté vers l’intérieur de la cellule 1. Les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires sont maintenues en place selon ladite direction normale par les faces intérieures des têtes de saillie 27 du bâti 8. Les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires sont maintenues en place dans le plan de la surface principale des première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires par les corps de saillie 26 du bâti 8.
Ainsi, les composants de la cellule 1 sont montés serrés entre les têtes de saillie 27 du bâti 8. Le bâti 8 résiste à la pression interne des cellules engendrée par la circulation de l’eau et la compression des composants. Le rivetage des première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires peut se faire par déformation plastique à chaud des saillies 25 par exemple.
Les têtes de saillies dépassent des première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires. Ensuite, les cellules 1 sont empilées les unes à la suite des autres, la deuxième plaque 7 monopolaire d’une cellule 1 est en contact avec la première plaque 6 monopolaire d’une cellule 1 voisine. La première plaque 6 monopolaire de ladite cellule 1 est en contact avec la deuxième plaque 7 monopolaire d’une autre cellule 1 voisine. Les deuxièmes perçages 24 de la deuxième plaque 7 monopolaire de ladite cellule 1 servent de logement pour les têtes de saillie 27 dépassant de la première plaque 6 monopolaire de la cellule 1 voisine. Les deuxièmes perçages 24 de la première plaque 6 monopolaire de ladite cellule 1 servent de logement pour les têtes de saillie 27 dépassant de la deuxième plaque 7 monopolaire de l’autre cellule 1 voisine. Le contact électrique entre une cellule 1 et les deux cellules 1 voisines est assuré.
Les saillies 25 d’une cellule 1 sont décalées par rapport aux saillies 25 d’une cellule 1 voisine. A cette fin, les saillies 25 de la première surface 2 d’une cellule 1 et les saillies 25 de la deuxième surface 3 de ladite cellule 1 sont décalées. Les premiers perçages 23 de la première plaque 6 monopolaire et les premiers perçages 23 de la deuxième plaque 7 monopolaire sont décalés. Les deuxièmes perçages 24 de la première plaque 6 monopolaire et les deuxièmes perçages 24 de la deuxième plaque 7 monopolaire sont décalés. Un empilement de cellules 1 identiques peut être réalisé.
Les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires présentent une répartition de perçages inversée, cf . Les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires sont distinctes. La première plaque 6 monopolaire est fixée d’un côté du corps 9 du bâti 8 alors que la deuxième plaque 7 monopolaire est fixée du côté opposé du corps 9 du bâti 8.
Dans un mode de réalisation non représenté, les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires sont identiques. Des premiers perçages 23 sont disposés selon une diagonale tandis que des deuxièmes perçages 24 sont disposés selon l’autre diagonale. Des premiers et deuxièmes perçages 24 sont disposés de manière à avoir des plaques se montant des deux côtés du bâti 8 en retournant l’une des plaques 6, 7 monopolaire par rapport à l’autre. Par construction, il existe un détrompeur qui empêche un mauvais montage. En variante, une cellule 1 hexagonale est prévue.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, la cellule 1 est de forme circulaire. Les première et deuxième plaques 6, 7 monopolaires sont alors identiques.
Dans tous les cas, cet amincissement conduit à éliminer au moins l’épaisseur de la portion multi-domaine de la première couche 3, cette épaisseur étant typiquement de l’ordre de 150nm au moins, ce qui entraine les inconvénients présentés dans l’introduction de cette demande. Les figures 1F et 2F représentent la structure 9 obtenue à l’issue de ces traitements, une couche mince mono-domaine 3’ étant disposée sur le support 7.
Pour caractériser l’épaisseur de la portion superficielle multi-domaine il est usuel d’inspecter un échantillon de cette couche par microscopie électronique en transmission. Cette technique d’inspection permet de visualiser et de distinguer, dans la coupe de l’échantillon, la portion superficielle multi-domaine et la portion mono-domaine sous-jacente. Toutefois, l’étendue de cette vue reste limitée à des champs d’inspection de quelques centaines de microns de côté, ce qui n’est pas entièrement représentatif de la qualité de la première couche 3 sur toute son étendue. C’est également une technique longue et complexe à déployer.
Pour contourner ce problème d’analyse, la demanderesse a développé une technique de caractérisation plus rapide et permettant d’évaluer plus globalement l’épaisseur de la portion multi-domaine.
Cette technique comprend une première étape consistant à procéder à un enlèvement d’une épaisseur déterminée de la première couche 3 (par exemple 125nm) par polissage mécano-chimique. A la suite de cette première étape, on procède à une mesure de la topographie de la face révélée : une forte topographie témoigne de la qualité multi-domaine du matériau dont la face est exposée et, au contraire, une faible topographe témoigne de la qualité mono-domaine du matériau dont la face est révélée. La mesure de topographie peut être réalisée par mesure par force atomique (AFM) sur des champs de mesure de 5 micromètres sur 5 micromètres. Dans le cadre de la présente description, on désignera par « forte topographie » une surface présentant une rugosité supérieure ou égale à 10 nm en mesure crête à creux (« Peak to Valley » selon l’expression anglo-saxonne) et inversement on désignera par « faible topographie » une surface présentant une rugosité inférieure à 10nm en mesure crête à creux.
La vitesse de la gravure chimique ou physico-chimique de la couche mince 3 se produisant pendant l’étape de polissage est rendu variable par la nature de la polarité du matériau piézoélectrique éliminé : le coté Z- de cette couche se grave beaucoup plus vite que le coté Z+. En conséquence le polissage d’une couche monodomaine présentera une topographie de surface bien plus faible que le polissage d’une couche multi-domaine.
Aussi, selon la technique de caractérisation proposée, en évaluant la topographie de la face exposée de la couche mince après que celle-ci ait été amincie d’une épaisseur déterminée, il est possible de déterminer très simplement si la couche multi-domaine s’étendait sur une profondeur supérieure à l’épaisseur déterminée (révélée par une topographie importante) ou si elle s’étendait sur une épaisseur inférieure à l’épaisseur déterminée (révélée par une topographie faible). Cette caractérisation un peu grossière de l’épaisseur multi-domaine permet néanmoins d’avoir une appréciation globale de cette épaisseur en répétant la mesure de topographie sur une pluralité d’emplacements échantillonnant toute l’étendue de cette couche.
A l’aide de cette technique de caractérisation globale et rapide à mettre en œuvre, et en choisissant une épaisseur déterminée de 125nm, la demanderesse a pu réaliser que le procédé de préparation d’une couche mince 3 en un matériau ferroélectrique qui vient d’être présenté (selon deux modes de mise en œuvre différents) conduit à former, après l’étape de traitement thermique couche mince 3 transférée et avant l’étape d’amincissement, une couche superficielle multi-domaine d’au moins 125nm.
Dans la recherche de solution visant à réduire l’épaisseur de cette portion superficielle multi-domaine, la demanderesse a découvert de manière tout à fait étonnante que l’introduction d’une dose d’hydrogène suffisante dans une épaisseur superficielle de la première couche 3, avant l’application du l’étape de traitement thermique de cette couche 3, avait tendance à réduire l’épaisseur de la portion superficielle multi-domaine qui se révèle pendant ce traitement thermique.
Cette découverte résulte des expérimentations qui ont été menées et qui ont consisté à appliquer, directement après l’étape de fracture d’une première couche en tantalate de lithium, un traitement intercalaire de la face libre 8 de la première couche mince. Après cette étape intercalaire, on a appliqué le traitement thermique conduisant à développer la portion superficielle multi-domaine, que l’on a caractérisé à l’aide de la technique exposée précédemment, en réduisant l’épaisseur de la première couche de 125nm par polissage puis en mesurant sa topographie.
Ces expérimentations ont comporté la liste suivante de traitements intercalaires de la première couche 3 : Nettoyage 1 : nettoyage de la face libre 8 de la première couche mince par brossage et dispense d’eau désionisée à température ambiante. La caractérisation de la couche après traitement thermique a révélé une épaisseur de la portion superficielle multi-domaine supérieure à 125nm. Nettoyage 2 : nettoyage de la face libre de la couche mince 3 par immersion successive dans des bains d’eau désionisée, de SC1, de SC2, tous à température ambiante. La caractérisation de la couche après traitement thermique a révélé une épaisseur de la portion superficielle multi-domaine supérieure 125nm. Nettoyage 3 : nettoyage de la face libre par immersion successive dans des bains d’eau désionisée, de SC1, de SC2, la solution de SC1 étant portée cette fois-ci à 70°C. La caractérisation de la couche après traitement thermique a révélé une épaisseur de la portion superficielle multi-domaine inférieure à 125nm.
Pour tenter de comprendre la raison de ce phénomène, la demanderesse a procédé à des mesures SIMS (spectrométrie de masse à ions secondaires) de la première couche 3 pour déterminer le profil, selon la profondeur de la première couche, de concentration en hydrogène. On a ainsi représenté sur la le profil de concentration en hydrogène de la première couche 3 directement après fracture (sans application de nettoyage – NET0), après l’application du nettoyage 1 (NET1) et après l’application du nettoyage 3 (NET3). On observe une zone superficielle riche en hydrogène dont l’épaisseur est de l’ordre de 200 nm. L’application du nettoyage 3 (qui conduit à limiter l’épaisseur de la portion superficielle multi-domaine) produit une concentration d’hydrogène dans la zone superficielle de l’ordre de 3.0 E21 at/cm^3 alors qu’elle n’excède pas la concentration de 1.0 E21 at/cm^3 dans les autres cas.
En traitant ces données de concentration d’hydrogène, on note que le nettoyage 1 introduit dans la première couche 3 une dose d’hydrogène de 1,4 E16 at/cm^2 sans toutefois permettre de réduire l’épaisseur de la portion multi-domaine superficielle sous les 125 nm. Le nettoyage 3, quant à lui, permet d’introduire une dose d’hydrogène de 4,3 E16 at/cm^2 et de réduire l’épaisseur de la portion multi-domaine sous les 125 nm.
Ces résultats préliminaires tendant à lier l’épaisseur de la portion multi-domaine superficielle à la concentration d’hydrogène dans la première couche 3 ont été confirmés par d’autres mesures expérimentales.
Selon l’une d’entre elles, l’application d’un traitement de la face libre de la couche mince 3 a consisté en l’application d’une séquence de 5 étapes de nettoyage à l’aide d’une solution d’eau désionisée, les étapes de nettoyage étant séparées les unes des autres d’un temps d’attente supérieur ou égal à 24h. La solution était à la température ambiante. Ce traitement à conduit à une épaisseur multi-domaine inférieure à 125nm, à partir du 3e nettoyage de la séquence.
Ces étapes de nettoyage ont pour effet d’éliminer une fine couche superficielle de Li2CO3 sur la couche mince 3 obtenue directement après l’étape de fracture. Sa formation semble être favorisée par les conditions particulières dans lesquelles s’effectue l’étape de fracture. La présence des espèces légères, hydrogène et/ou hélium, et la température modérée à laquelle intervient la fracture semblent rendre le lithium de la couche mince 3 particulièrement mobile et la surface de cette couche 3 particulièrement réactive. Cette épaisseur superficielle de Li2CO3 présente une épaisseur de l’ordre du nanomètre, voire plus. Elle est stable dans le temps, c’est-à-dire qu’elle n’évolue pas en consistance ou en épaisseur lorsque la couche mince 3 est maintenue exposée à l’atmosphère. Cette épaisseur superficielle de Li2CO3 est toutefois relativement fragile, et la demanderesse a observé qu’elle pouvait être éliminée par un simple nettoyage par voie humide. La demanderesse a également observé que la couche mince 3, nettoyée et dépourvue de son épaisseur superficielle de Li2CO3, restait particulièrement réactive. En maintenant la face libre de la couche mince 3 exposée à l’atmosphère pendant une durée de temps étendu, des dendrites amorphes, riches en lithium et en hydrogène (et d’autres espèces présentes dans l’atmosphère tel que du chlore ou du fluor) nucléent et se développent à nouveau. En faisant se succéder des étapes de nettoyage séparées les unes des autres d’une durée suffisante, on tend à dépléter une épaisseur superficielle de la couche mince 3 de son lithium (qui migre et s’accumule en surface) et, dans le même temps à introduire des éléments d’hydrogène en remplacement. Lorsqu’une dose suffisante d’hydrogène a été introduite dans la couche mince 3, le traitement thermique appliquée à cette couche conduit à former une épaisseur multi-domaine plus faible que 125 nm, ce qui confirme l’hypothèse qu’une augmentation de la concentration en hydrogène dans une épaisseur superficielle de la couche mince 3 tend à réduire l’épaisseur de la portion multi-domaine superficielle induite par le traitement thermique de la séquence de finition de cette couche.
Selon une dernière mesure expérimentale, on a formé par dépôt PECVD sur la couche mince 3, une épaisseur de 30nm d’oxyde de silicium riche en hydrogène. Puis on a procédé au recuit de la séquence de finition, ce qui a conduit à injecter par diffusion une dose importante d’hydrogène dans la couche mince 3. La caractérisation de cette couche mince 3, après retrait de la couche d’oxyde de silicium, a montré que l’épaisseur de la couche multi-domaine était inférieure à 125nm.
La machine électrique peut comprendre en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon une caractéristique de la machine électrique, la machine électrique comprend une carcasse présentant un potentiel de référence formant la masse à laquelle ledit un des premier et deuxième bus de puissance est connecté (i.e. relié électriquement), de préférence le potentiel de référence est destiné à être connecté à la terre selon un schéma de connexion à la terre.
Cette connexion à la carcasse de la machine électrique formant la masse permet d’avoir le potentiel le plus élevé identique sur chacune des bobines d’où il résulte que la tension maximale vue par chacune des bobines lors du fonctionnement de la machine électrique en mode moteur peut toujours être la même.
Selon une caractéristique de la machine électrique, la machine électrique comprend des modules élémentaires de commutation magnétique distincts comprenant chacun : une seule des bobines ; une cellule de commutation solidaire de la bobine dudit module élémentaire de commutation magnétique et reliée électriquement à la bobine dudit module élémentaire de commutation magnétique ; les modules élémentaires de commutation magnétique étant répartis de manière radiale autour de l’axe de rotation, le système de conversion de puissance comprenant les cellules de commutation, la connexion étant telle que chaque cellule de commutation est reliée électriquement au premier bus de puissance et au deuxième bus de puissance de sorte que toutes les cellules de commutation sont montées électriquement en parallèle.