CA1056486A - Cellule photothermogene - Google Patents
Cellule photothermogeneInfo
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- CA1056486A CA1056486A CA262,093A CA262093A CA1056486A CA 1056486 A CA1056486 A CA 1056486A CA 262093 A CA262093 A CA 262093A CA 1056486 A CA1056486 A CA 1056486A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
- H10F77/955—Circuit arrangements for devices having potential barriers for photovoltaic devices
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION:
L'invention concerne une cellule monolithique, dite photo-thermogène, pour la conversion d'énergie lumineuse en énergie calo-rifique. La cellule comporte une ou plusieurs cellules photoélec-triques ou photovoltaïques capables de convertir cette énergie lumineuse en énergie électrique, des éléments résistifs reliant les électrodes de chaque cellule photoélectrique de sorte à convertir l'énergie électrique générée en énergie calorifique, et une enve-loppe protectrice, transparente entourant à la fois la cellule photoélectrique et les éléments résistifs pour former un ensemble monolithique. Il est, en outre, décrit un ensemble de cellules photothermogènes reliées entre elles au moyen de contacts extérieurs prévus pour chaque cellule.
L'invention concerne une cellule monolithique, dite photo-thermogène, pour la conversion d'énergie lumineuse en énergie calo-rifique. La cellule comporte une ou plusieurs cellules photoélec-triques ou photovoltaïques capables de convertir cette énergie lumineuse en énergie électrique, des éléments résistifs reliant les électrodes de chaque cellule photoélectrique de sorte à convertir l'énergie électrique générée en énergie calorifique, et une enve-loppe protectrice, transparente entourant à la fois la cellule photoélectrique et les éléments résistifs pour former un ensemble monolithique. Il est, en outre, décrit un ensemble de cellules photothermogènes reliées entre elles au moyen de contacts extérieurs prévus pour chaque cellule.
Description
La présente invention a trait ~ la conversion de l'énergie lumineuse émanant d'une source radiante en énergie calo-rifique, et concerne de facon particuliere une cellule capable de capter les particules energétïques emises par une source lumineuse, de convertir cette energie lumineuse en energie electrique, et de convertir ensuite l'energie electrique ainsi generee en energie calorifique, la cellule formant un ensemble monolithique.
Les cellules photoelectriques ou photovoltaiques sont presentement fort bien connues et abondamment utilisees dans la technique de conversion de l'energie lumineuse en energie electri-~ que. Quoique, de façon generale, ces cellules appartiennent a la - grande famille des dispositifs a semi-conducteurs, on note toutefois que leur mecanisme de fonctionnement en est passablement different.
A titre informatif, on pourrait trouver un expose succint, mais clair, non seulement du mecanisme de fonctionnement, mais egalement `~'A de methodes de fabrication ainsi que de nombreuses applications des cellules photoelectriques dans l'ouvrage intitule "Solar Cells and Photocells" publie par International Rectifier, Californie, dans son édition de juillet 1973. De façon générale, la cellule photoelectrique est constituee de deux elements presentant des ` proprietes semiconductrices opposees et a travers la jonction des-quelles est genere un courant ou une tension electrique, dite photo-voltaique, lorsque les electrons de valence, appeles photoélec-trons, sont actives par les photons issus d'une source lumineuse ; radiante Chacun des elements semiconducteurs est recouvert d'une `; mince couche d'un metal approprie aux bornes desquelles est raccor-de un systeme d'utilite de nature conforme a l'application envisa-gee. Les types de cellules des plus utilisees dans la technique actuelle sont celles fabriquees a partir d'un substrat de silicium ou de sélénium.
L'objet de la presente invention reside dans une utili-sation et une application particuliere des cellules photoelectri-~$
~, .
lOS64~6 ques ou photovolta~ques, et qui réside à transformer l'énergieélectrique générée par la cellule en énergie calorifique, cette nouvelle cellule pouvant être qualifiée de photothermogène.
Conformément à la présente invention, la nouvelle ~ cellule comporte un organe semiconducteur et photosensible capa-; ble de convertir l'énergie lumineuse en energie electrique, des éléments résistifs reliés à cet organe semiconducteur de sorte à
convertir l'energie electrique générée en énergie calorifique, et une enveloppe protectrice transparente entourant et l'organe ` 10 et les éléments résistifs, formant ainsi un ensemble monolithique.
A titre d'exemple, on peut concevoir une foule de do-maines d'application de la présente cellule photothermogène, pour la chauffe tant de matériaux solides, tels l'asphalte ou le béton ou le verre, lorsque y incorporée en surface, que des tissus utilisés pour la confection de rideaux, tapis, vêtements utilitaires et spor-tifs, etc., la cellule photothermogène étant en ce cas incorporée ~` aux fibres de ces tissus. On obtient alors une source ponctuelle de ; chaleur lorsque la cellule photothermog8ne capte, même de façon in-`~ directe des photons de lumière de source naturelle ou artificielle.
Des modes de réalisation préférés de la présente inven-tion seront ci-après décrits avec référence aux dessins annexés, dans lesquels ~`
la figure 1 illustre un premier mode de réalisation de j la cellule photothermogene, celui-ci comportant une surface photo-sensible;
la figure 2 représente une autre cellule photothermogène, comportant deux surfaces photosensibles;
la figure 3a montre une cellule photothermogène de con-figuration spherique ou cylindrique où sensiblement toute la sur-~!
face externe est photosensible; et .~ la figure 3b est une variante de la cellule illustrée :-!
.',~
., . i` :
.
.'.' ' . .
.
~05~486 à la figure 3a, mais de configuration cubique ou parallélépipédi-que.
On note, en premier lieu, que les méthodes de construc-tion des cellules photoélectriques utilisées dans la fabrication d`e la cellule photothermogène, sont connues en soit, certaines métho-des étant décrites dans l'ouvrage mentionné ci-haut, de sorte qu'il serait superflu de les exposer ici. D'ailleurs, la cellule photo-thermogène, objet de la présente invention, utilise tout type de cellule photoélectrique ou photovoltaique disponible du manufactu-rier.
La figure 1 illustre une cellule photothermogène 1 cons-tituée d'une seule cellule photoelectrique, cette dernière compor-tant des elements semiconducteurs 2 et 3, respectivement de type P et N, et des électrodes de contact 4 et 5. L'èlectrode 4 est habituellement formée d'un film de métal transparent pour permettre à un faisceau de lumière L généré par une source radiante, de toucher la surface photosensible de l'élément P, alors que l'élec-trode 5 est constituée d'une mince plaque de métal. En ce cas-ci, . .. .
l'electrode 4 agit comme pôle positif tandis que l'electrode 5 comme pôle negatif de la cellule photoelectrique. La fonction 3, devolue à cette cellule est donc de convertir l'energie lumineuse - du faisceau L en énergie électrique à travers la jonction P-N des :1 ' . elements 2 et 3.
'3' Sur chacune des faces lat~rale et opposée de la cellule ~, photoélectrique, on depose une mince couche d'un materiau résistif 6 et 7 qui sert de résistance de charge, cette couche résistive étant en contact avec les électrodes 4 et 5, court-circuitant a;nsi la cellule photoélectrique. Cet arrangement permet une con-version instantanée de l'énergie électrique générée par la cellule :~ .
photoélectrique en énergie calorifique C, et ceci sans perte de puissance. Le dépôt des résistances de charge 6 et 7 s'effectue soit par evaporation, soit par simple application d'un matériau .
:
conducteur solide fixé par soudure aux électrodes 4 et 5. Le procede de formation des couches 6 et 7 varie en fait suivant les dimensions de la cellule photoélectrique utilisée; le procédé
par évaporation pourra avantageusement être utilisé dans le cas de cellules photoelectriques de très faibles dimensions. Il est à noter que, dans le mode de réalisation de la figure 1, la chaleur C radiee par la cellule photothermogène provient non seulement des resistances 6 et 7 mais egalement des electrodes 4 et . :, .
5 de la cellule photoélectrique.
Pour obtenir un rendement maximal de la cellule photo- ' ' thermogène, la valeur de chacune des résistances de charge 6 et 7 ~ '-doit s'approcher le plus possible de celle de la résistance interne de la cellule photoélectrique. Mais, comme cette résistance interne ~, varie considérablement selon l'intensité lumineuse du faisceau L, '~ on choisit la valeur de la résistance de charge proportionnellement '~ au niveau moyen d'éclairement de la cellule photoélectrique, sui-',' vant l'application particulière envisagée. Ainsi, lorsque l'inten-" sité lumineuse varie peu, la valeur de la résistance de charge J est alors lineaire et de valeur ohmique moyenne égale à la résis-tance interne de la cellule photoélectrique correspondant au niveau d'eclairement moyen à laquelle elle opère. Par contre, lorsque : ' '~ cette intensité lumineuse varie considérablement, la résistance : :i '1 interne diminuan't avec l'augmentation de l'intensité lumineuse, ~;i pouvant passer de 5000 ohms à 5 ohms pour une variation d'intensité
., allant de 1 pied-bougie à 10,000 pieds-bougie, on utilise alors une résistance de charge non-linéaire, variant à la façon d'un varistor.
. .~, En ce dernier cas, la résistance de charge peut être constitu~e ''~ de thyrite, ou encore d'un composé rectificateur tel que le sélenium~
l'oxyde de cuivre, ou encore d'un matériau semiconducteur avec . .~
~ 30 jonction comme le silicium, germanium ou autre.
-~ Il y a également avantage, dans le cas où la résistance ' de charge est exposé à la lumière incidente, de fabriquer les :
: . ~- . . . .
,'.. : . ' . - : ' ' 105fà~8~
resistances de charge d'une substance photosensible,tel le sul-fure ou séléniure de cadmium, le sulfure de plomb ou autre, dont la résistance diminue avec l'augmentation de la lumière, ce qui permet d'ajuster la valeur ohmique de la résistance de charge en fonction de la variation de la résistance interne de la cellule photoelectrique.
Une enveloppe 8, à surface externe non-réfléchissante, transparente, sert a protéger la cellule photothermogane et égale-ment à accroître sa résistance mécanique aux chocs extérieurs.
Tel qu'illustre, l'enveloppe présente un profil ovoide mais bien - sûr tout autre profil, compte tenu des conditions d'utilisation de la cellule photothermogène, peut être adoptée. Cette enveloppe :.
`` peut être constitu~e, de verre, d'une resine époxy ou d'un plastic liquide auquel on incorpore un catalyseur pour le durcir. Un pro-duit plastique particulièrement avantageux consiste en une resine de moulage fabriquee par California Titan Products Inc. auquel on ajoute une solution de peroxyde de cetone qui sert de catalyseur.
- Un autre mode de realisation est illustre à la figure 2 ;~ dans laquelle deux cellules photoélectriques A et B, chacune ayant une constitution similaire à celle illustrée à la figure 1, sont utilisées de sorte à présenter deux surfaces photosensibles à la lumière incidente L. La cellule A comporte des électrodes 4A et 5A
. ~
ainsi que des éléments résistifs 6' et 7' alors que la cellule B
comprend les électrodes 4B et 5B ainsi que les éléments résistifs 6" et 7". Ces deux cellules photoélectriques sont de fait collées dos à dos à l'aide d'un matériau époxy isolant ou conducteur 9 appliqué
entre les électrodes 5A et 5B de la cellule ainsi qu'entre les résistances de charge respectives, l'isolation assurant une certaine impedance , de fonctionnement de chaque cellule. Dans la figure 2, on a mon-tre la surface extérieure de l'enveloppe protectrice 8, rugueuse et antidérapante, ce qui fournit, dans certaines applications, une meilleure adherence aux materiaux à chauffer. Cette propriete de - i ' ;. . ... . . . .
10S~486 l'envelopp~ protectrice peut évidemment être appliquée aux autres cellules photothermogènes illustrees dans les dessins. -La cellule photothermogène illustrée à la figure 2, est, par exemple, fabriquée de deux cellules photovoltaiques collées dos à dos avec une solution de "Copper print" de G.C. Electronics, cette solution étant une laque ou un ciment auquel est mélangée une certaine quantité de poussière de cuivre. Sur le périmètre de la cellule, on applique une couche très mince du même produit pour former la résistance de charge dont la valeur finale est obtenue , par sablage léger. On enrobe ensuite la cellule photothermogène i d'un plastique liquide auquel on incorpore un catalyseur pour le - durcir, ceux-ci ayant la composition mentionnée plus haut. Bien ` sûr, outre ce procédé de fabrication particulie~, beaucoup d'autres procédés peuvent être utilisés avec autant de succès pour donner 3 des résultats équivalents.
Il est à noter ici, que, dans les cellules photothermo-gènes illustrées aux figures 1 et 2, les résistances de charge peuvent couvrir tout le périmètre de la cellule afin d'assurer le meilleur dégagement de chaleur possible. De plus, les configu-rations illustrées ne sont pas,bien sûr,astraignantes et les cellules photoelectriques utilisees sont aussi bien de type N-P
~ que de type P-N.
`~ Les figures 3a et 3b représentent respectivement, une ; cellule photothermogène de configuration sphérique ou cylindrique, et cubique ou parallélépipedique. La cellule photothermogène des figures 3a et 3b est constituée de deux cellules photoélectriques ~ dont l'arrangement est similaire à celui représenté à la figure 2, `~ les mêmes numéros de renvoi représentant d'ailleurs les mêmes élements. La particularite de cette cellule photothermogène ~, 30 reside en une surface externe entièrement photosensible aux rayons lumineux, ce qui présente un avantage considérable dans certaines applications où on utilise une cellule photothermogène de faible . ~ .
. ~ .
,.
dimension, puisqu'alors la surface photosensible n'a pas a être orientée de façon précise dans le matériau à chauffer.
Mentionnons également que dans les réalisations des figures 1, 2, 3a et 3b, la résistance de charge est localisée la où l'on veut obtenir la plus grande radiation de chaleur pos-sible: soit sur le périmetre de la cellule photothermogene, soit sur le devant, soit derriere ou encore tout autour de cette cellule, On peut également isoler de la ou des cellules photoélectriques.
la résistance de charge par un isolant thermique en couches min-ces placé entre les deux.
Dans les modes décrits ci-haut, les cellules photother- ~-mogenes fonctionnent sur une base permanente, et il y aurait un avantage certain a les modifier légerement de sorte ~ pouvoir ne les utiliser qu'au besoin. Pour ce faire, des fils conducteurs relient les éléments résistifs 6 et 7 a des contacts extérieurs à
l'enveloppe 8, et de même pour l'une ou l'autre des électrodes 4 et 5 de la cellule photoélectrique, de sorte que les éléments ré-sistifs et l'une des électrodes de la cellule photoélectrique ne sont plus en contact en permanence. La cellule photothermogene est alors mise en service simplement en court-circuitant les con-tacts ext~rieurs. En outre, grâce a ces contacts extérieurs, on : :~
peut former des trains de cellules photothermogenes reliées en pa-rallele ou série-parallele, lesquelles peuvent être utilisées au besoin en actionnant un interrupteur commun.
1 Il est entendu que les formes et les modes de réalisation préférés de la présente invention décrits ci-haut n'en restreignent aucunement la portée, mais que celle-ci n'est limitée que par l'ampleur des revendications qui suivent.
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Les cellules photoelectriques ou photovoltaiques sont presentement fort bien connues et abondamment utilisees dans la technique de conversion de l'energie lumineuse en energie electri-~ que. Quoique, de façon generale, ces cellules appartiennent a la - grande famille des dispositifs a semi-conducteurs, on note toutefois que leur mecanisme de fonctionnement en est passablement different.
A titre informatif, on pourrait trouver un expose succint, mais clair, non seulement du mecanisme de fonctionnement, mais egalement `~'A de methodes de fabrication ainsi que de nombreuses applications des cellules photoelectriques dans l'ouvrage intitule "Solar Cells and Photocells" publie par International Rectifier, Californie, dans son édition de juillet 1973. De façon générale, la cellule photoelectrique est constituee de deux elements presentant des ` proprietes semiconductrices opposees et a travers la jonction des-quelles est genere un courant ou une tension electrique, dite photo-voltaique, lorsque les electrons de valence, appeles photoélec-trons, sont actives par les photons issus d'une source lumineuse ; radiante Chacun des elements semiconducteurs est recouvert d'une `; mince couche d'un metal approprie aux bornes desquelles est raccor-de un systeme d'utilite de nature conforme a l'application envisa-gee. Les types de cellules des plus utilisees dans la technique actuelle sont celles fabriquees a partir d'un substrat de silicium ou de sélénium.
L'objet de la presente invention reside dans une utili-sation et une application particuliere des cellules photoelectri-~$
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lOS64~6 ques ou photovolta~ques, et qui réside à transformer l'énergieélectrique générée par la cellule en énergie calorifique, cette nouvelle cellule pouvant être qualifiée de photothermogène.
Conformément à la présente invention, la nouvelle ~ cellule comporte un organe semiconducteur et photosensible capa-; ble de convertir l'énergie lumineuse en energie electrique, des éléments résistifs reliés à cet organe semiconducteur de sorte à
convertir l'energie electrique générée en énergie calorifique, et une enveloppe protectrice transparente entourant et l'organe ` 10 et les éléments résistifs, formant ainsi un ensemble monolithique.
A titre d'exemple, on peut concevoir une foule de do-maines d'application de la présente cellule photothermogène, pour la chauffe tant de matériaux solides, tels l'asphalte ou le béton ou le verre, lorsque y incorporée en surface, que des tissus utilisés pour la confection de rideaux, tapis, vêtements utilitaires et spor-tifs, etc., la cellule photothermogène étant en ce cas incorporée ~` aux fibres de ces tissus. On obtient alors une source ponctuelle de ; chaleur lorsque la cellule photothermog8ne capte, même de façon in-`~ directe des photons de lumière de source naturelle ou artificielle.
Des modes de réalisation préférés de la présente inven-tion seront ci-après décrits avec référence aux dessins annexés, dans lesquels ~`
la figure 1 illustre un premier mode de réalisation de j la cellule photothermogene, celui-ci comportant une surface photo-sensible;
la figure 2 représente une autre cellule photothermogène, comportant deux surfaces photosensibles;
la figure 3a montre une cellule photothermogène de con-figuration spherique ou cylindrique où sensiblement toute la sur-~!
face externe est photosensible; et .~ la figure 3b est une variante de la cellule illustrée :-!
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~05~486 à la figure 3a, mais de configuration cubique ou parallélépipédi-que.
On note, en premier lieu, que les méthodes de construc-tion des cellules photoélectriques utilisées dans la fabrication d`e la cellule photothermogène, sont connues en soit, certaines métho-des étant décrites dans l'ouvrage mentionné ci-haut, de sorte qu'il serait superflu de les exposer ici. D'ailleurs, la cellule photo-thermogène, objet de la présente invention, utilise tout type de cellule photoélectrique ou photovoltaique disponible du manufactu-rier.
La figure 1 illustre une cellule photothermogène 1 cons-tituée d'une seule cellule photoelectrique, cette dernière compor-tant des elements semiconducteurs 2 et 3, respectivement de type P et N, et des électrodes de contact 4 et 5. L'èlectrode 4 est habituellement formée d'un film de métal transparent pour permettre à un faisceau de lumière L généré par une source radiante, de toucher la surface photosensible de l'élément P, alors que l'élec-trode 5 est constituée d'une mince plaque de métal. En ce cas-ci, . .. .
l'electrode 4 agit comme pôle positif tandis que l'electrode 5 comme pôle negatif de la cellule photoelectrique. La fonction 3, devolue à cette cellule est donc de convertir l'energie lumineuse - du faisceau L en énergie électrique à travers la jonction P-N des :1 ' . elements 2 et 3.
'3' Sur chacune des faces lat~rale et opposée de la cellule ~, photoélectrique, on depose une mince couche d'un materiau résistif 6 et 7 qui sert de résistance de charge, cette couche résistive étant en contact avec les électrodes 4 et 5, court-circuitant a;nsi la cellule photoélectrique. Cet arrangement permet une con-version instantanée de l'énergie électrique générée par la cellule :~ .
photoélectrique en énergie calorifique C, et ceci sans perte de puissance. Le dépôt des résistances de charge 6 et 7 s'effectue soit par evaporation, soit par simple application d'un matériau .
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conducteur solide fixé par soudure aux électrodes 4 et 5. Le procede de formation des couches 6 et 7 varie en fait suivant les dimensions de la cellule photoélectrique utilisée; le procédé
par évaporation pourra avantageusement être utilisé dans le cas de cellules photoelectriques de très faibles dimensions. Il est à noter que, dans le mode de réalisation de la figure 1, la chaleur C radiee par la cellule photothermogène provient non seulement des resistances 6 et 7 mais egalement des electrodes 4 et . :, .
5 de la cellule photoélectrique.
Pour obtenir un rendement maximal de la cellule photo- ' ' thermogène, la valeur de chacune des résistances de charge 6 et 7 ~ '-doit s'approcher le plus possible de celle de la résistance interne de la cellule photoélectrique. Mais, comme cette résistance interne ~, varie considérablement selon l'intensité lumineuse du faisceau L, '~ on choisit la valeur de la résistance de charge proportionnellement '~ au niveau moyen d'éclairement de la cellule photoélectrique, sui-',' vant l'application particulière envisagée. Ainsi, lorsque l'inten-" sité lumineuse varie peu, la valeur de la résistance de charge J est alors lineaire et de valeur ohmique moyenne égale à la résis-tance interne de la cellule photoélectrique correspondant au niveau d'eclairement moyen à laquelle elle opère. Par contre, lorsque : ' '~ cette intensité lumineuse varie considérablement, la résistance : :i '1 interne diminuan't avec l'augmentation de l'intensité lumineuse, ~;i pouvant passer de 5000 ohms à 5 ohms pour une variation d'intensité
., allant de 1 pied-bougie à 10,000 pieds-bougie, on utilise alors une résistance de charge non-linéaire, variant à la façon d'un varistor.
. .~, En ce dernier cas, la résistance de charge peut être constitu~e ''~ de thyrite, ou encore d'un composé rectificateur tel que le sélenium~
l'oxyde de cuivre, ou encore d'un matériau semiconducteur avec . .~
~ 30 jonction comme le silicium, germanium ou autre.
-~ Il y a également avantage, dans le cas où la résistance ' de charge est exposé à la lumière incidente, de fabriquer les :
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resistances de charge d'une substance photosensible,tel le sul-fure ou séléniure de cadmium, le sulfure de plomb ou autre, dont la résistance diminue avec l'augmentation de la lumière, ce qui permet d'ajuster la valeur ohmique de la résistance de charge en fonction de la variation de la résistance interne de la cellule photoelectrique.
Une enveloppe 8, à surface externe non-réfléchissante, transparente, sert a protéger la cellule photothermogane et égale-ment à accroître sa résistance mécanique aux chocs extérieurs.
Tel qu'illustre, l'enveloppe présente un profil ovoide mais bien - sûr tout autre profil, compte tenu des conditions d'utilisation de la cellule photothermogène, peut être adoptée. Cette enveloppe :.
`` peut être constitu~e, de verre, d'une resine époxy ou d'un plastic liquide auquel on incorpore un catalyseur pour le durcir. Un pro-duit plastique particulièrement avantageux consiste en une resine de moulage fabriquee par California Titan Products Inc. auquel on ajoute une solution de peroxyde de cetone qui sert de catalyseur.
- Un autre mode de realisation est illustre à la figure 2 ;~ dans laquelle deux cellules photoélectriques A et B, chacune ayant une constitution similaire à celle illustrée à la figure 1, sont utilisées de sorte à présenter deux surfaces photosensibles à la lumière incidente L. La cellule A comporte des électrodes 4A et 5A
. ~
ainsi que des éléments résistifs 6' et 7' alors que la cellule B
comprend les électrodes 4B et 5B ainsi que les éléments résistifs 6" et 7". Ces deux cellules photoélectriques sont de fait collées dos à dos à l'aide d'un matériau époxy isolant ou conducteur 9 appliqué
entre les électrodes 5A et 5B de la cellule ainsi qu'entre les résistances de charge respectives, l'isolation assurant une certaine impedance , de fonctionnement de chaque cellule. Dans la figure 2, on a mon-tre la surface extérieure de l'enveloppe protectrice 8, rugueuse et antidérapante, ce qui fournit, dans certaines applications, une meilleure adherence aux materiaux à chauffer. Cette propriete de - i ' ;. . ... . . . .
10S~486 l'envelopp~ protectrice peut évidemment être appliquée aux autres cellules photothermogènes illustrees dans les dessins. -La cellule photothermogène illustrée à la figure 2, est, par exemple, fabriquée de deux cellules photovoltaiques collées dos à dos avec une solution de "Copper print" de G.C. Electronics, cette solution étant une laque ou un ciment auquel est mélangée une certaine quantité de poussière de cuivre. Sur le périmètre de la cellule, on applique une couche très mince du même produit pour former la résistance de charge dont la valeur finale est obtenue , par sablage léger. On enrobe ensuite la cellule photothermogène i d'un plastique liquide auquel on incorpore un catalyseur pour le - durcir, ceux-ci ayant la composition mentionnée plus haut. Bien ` sûr, outre ce procédé de fabrication particulie~, beaucoup d'autres procédés peuvent être utilisés avec autant de succès pour donner 3 des résultats équivalents.
Il est à noter ici, que, dans les cellules photothermo-gènes illustrées aux figures 1 et 2, les résistances de charge peuvent couvrir tout le périmètre de la cellule afin d'assurer le meilleur dégagement de chaleur possible. De plus, les configu-rations illustrées ne sont pas,bien sûr,astraignantes et les cellules photoelectriques utilisees sont aussi bien de type N-P
~ que de type P-N.
`~ Les figures 3a et 3b représentent respectivement, une ; cellule photothermogène de configuration sphérique ou cylindrique, et cubique ou parallélépipedique. La cellule photothermogène des figures 3a et 3b est constituée de deux cellules photoélectriques ~ dont l'arrangement est similaire à celui représenté à la figure 2, `~ les mêmes numéros de renvoi représentant d'ailleurs les mêmes élements. La particularite de cette cellule photothermogène ~, 30 reside en une surface externe entièrement photosensible aux rayons lumineux, ce qui présente un avantage considérable dans certaines applications où on utilise une cellule photothermogène de faible . ~ .
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dimension, puisqu'alors la surface photosensible n'a pas a être orientée de façon précise dans le matériau à chauffer.
Mentionnons également que dans les réalisations des figures 1, 2, 3a et 3b, la résistance de charge est localisée la où l'on veut obtenir la plus grande radiation de chaleur pos-sible: soit sur le périmetre de la cellule photothermogene, soit sur le devant, soit derriere ou encore tout autour de cette cellule, On peut également isoler de la ou des cellules photoélectriques.
la résistance de charge par un isolant thermique en couches min-ces placé entre les deux.
Dans les modes décrits ci-haut, les cellules photother- ~-mogenes fonctionnent sur une base permanente, et il y aurait un avantage certain a les modifier légerement de sorte ~ pouvoir ne les utiliser qu'au besoin. Pour ce faire, des fils conducteurs relient les éléments résistifs 6 et 7 a des contacts extérieurs à
l'enveloppe 8, et de même pour l'une ou l'autre des électrodes 4 et 5 de la cellule photoélectrique, de sorte que les éléments ré-sistifs et l'une des électrodes de la cellule photoélectrique ne sont plus en contact en permanence. La cellule photothermogene est alors mise en service simplement en court-circuitant les con-tacts ext~rieurs. En outre, grâce a ces contacts extérieurs, on : :~
peut former des trains de cellules photothermogenes reliées en pa-rallele ou série-parallele, lesquelles peuvent être utilisées au besoin en actionnant un interrupteur commun.
1 Il est entendu que les formes et les modes de réalisation préférés de la présente invention décrits ci-haut n'en restreignent aucunement la portée, mais que celle-ci n'est limitée que par l'ampleur des revendications qui suivent.
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Claims (11)
1. Cellule monolithique pour la conversion d'énergie lumineuse en énergie calorifique, comportant un organe semiconducteur et photosensible capable de convertir ladite énergie lumineuse en énergie électrique;
des éléments résistifs reliés audit organe semicon-ducteur de sorte à convertir ladite énergie électrique en ladite énergie calorifique; et une enveloppe protectrice transparente entourant ledit organe semiconducteur et lesdits éléments résistifs pour former un ensemble monolithique.
des éléments résistifs reliés audit organe semicon-ducteur de sorte à convertir ladite énergie électrique en ladite énergie calorifique; et une enveloppe protectrice transparente entourant ledit organe semiconducteur et lesdits éléments résistifs pour former un ensemble monolithique.
2. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe semiconducteur comporte au moins deux éléments semi-conducteurs définissant entre eux une jonction photovoltaïque, lesdits éléments semiconducteurs étant pourvus chacun d'une élec-trode, et en ce que lesdits éléments résistifs sont relies en per-manence à chacune des électrodes.
3. Cellule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit organe semiconducteur comporte une résistance inter-ne de valeur approximativement égale à celle desdits éléments ré-sistifs.
4. Cellule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la résistivité des éléments résistifs est linéaire.
5. Cellule selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la résistivité des éléments résistifs est non-linéaire.
6. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite enveloppe transparente comporte une surface externe lisse et non-réfléchissante.
7. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite enveloppe transparente possède une surface externe rugueuse et non-réflechissante.
8. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit organe semiconducteur comporte au moins deux surfaces pho-tosensibles et que l'énergie calorifique générée par les éléments résistifs est proportionnelle à l'énergie lumineuse captée par chacune des surfaces photosensibles.
9. Cellule selon la revendication 1 ou 8, caractérisée en ce que l'organe semiconducteur comporte une surface externe sensiblement entièrement photosensible.
10. Cellule selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins un desdits éléments résistifs est relié à au moins une électrode dudit organe semiconducteur à l'aide d'un contact prévu à l'extérieur de l'enveloppe protectrice de ladite cellule, ce con-tact court-circuitant cet élément résistif et l'électrode lorsque la cellule est en service.
11. Ensemble de cellules comportant une pluralité de cellules, chaque cellule de l'ensemble étant identique à ladite cellule revendiquée dans la revendication 10, caractérisé en ce que les cellules sont reliées en parallèle ou série-parallèle par leur contact extérieur respectif, et un moyen extérieur permettant de mettre l'ensemble des cellules en fonctionnement.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA262,093A CA1056486A (fr) | 1976-09-27 | 1976-09-27 | Cellule photothermogene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA262,093A CA1056486A (fr) | 1976-09-27 | 1976-09-27 | Cellule photothermogene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1056486A true CA1056486A (fr) | 1979-06-12 |
Family
ID=4106941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA262,093A Expired CA1056486A (fr) | 1976-09-27 | 1976-09-27 | Cellule photothermogene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1056486A (fr) |
-
1976
- 1976-09-27 CA CA262,093A patent/CA1056486A/fr not_active Expired
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