BE828005R - Dispositifs photovoltaiques - Google Patents

Dispositifs photovoltaiques

Info

Publication number
BE828005R
BE828005R BE155464A BE155464A BE828005R BE 828005 R BE828005 R BE 828005R BE 155464 A BE155464 A BE 155464A BE 155464 A BE155464 A BE 155464A BE 828005 R BE828005 R BE 828005R
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
emi
glass
layer
spraying
cds
Prior art date
Application number
BE155464A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to BE155464A priority Critical patent/BE828005R/fr
Application granted granted Critical
Publication of BE828005R publication Critical patent/BE828005R/fr

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Description


  Dispositifs photovoltaïques.

  
 <EMI ID=1.1> 

  
des cellules solaires utilisant du sulfure de cadmium. On fabrique ces cellules en déposant du sulfure de cadmium sous vide sur

  
du verre Nesa, sous la forme d'une mince couche microcristalline,

  
 <EMI ID=2.1> 

  
che d'une matière comprenant des cations monovalents d'un métal

  
choisi dans le groupe 1B du tableau périodique. Cette dernière

  
 <EMI ID=3.1>   <EMI ID=4.1> 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
pulvérisant des solutions adéquates, sous une forme atomisée, sur

  
du verre Nesa classique. Le procédé de la Demanderesse prend beaucoup moins de temps que le dépôt sous vide et produit en outre des cellules de qualité supérieure sous certains aspects.

  
Si l'on veut utiliser des cellules solaires pour produire de l'énergie à grande échelle, il faut prévoir des kilomètres carrés de superficie de cellules et le coût de la fabrication de ces grandes superficies de cellules est comparable au coût de l'énergie obtenue par des systèmes classiques, si l'on se réfère au coût d'un système classique capable de produire la même énergie. Sur cette base, l'intérêt économique d'une installation de cellules solaires à grande échelle dépend en grande partie de l'efficacité des cellules, c'est-à-dire du rapport de la puissance électrique produite à

  
 <EMI ID=6.1> 

  
résistivité en ohms par carré du verre Nésa qui forme une électrode négative pour les cellules solaires et de sa capacité à transmettre l'énergie solaire. Une difficulté à laquelle on se heurte consiste alors à appliquer sur du verre des couches de faible résistivité, c'est-à-dire une résistivité bien inférieure à celle du verre Nesa ordinaire ou à celles que l'on connaît actuellement, mais qui possèdent une résistivité élevée vis-à-vis de la plupart des composantes de l'énergie rayonnante solaire. On a donc appliqué sur du verre des pellicules, comme du SnOx, dont les résistivités sont voisines d'environ 10 ohms par carré. Si les couches de CdS ont des résistivités

  
 <EMI ID=7.1> 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
limpides, c'est-à-dire non troubles, on atteint alors des efficacités de cellule de 5% et des valeurs allant jusqu'à 8% sont possibles. Des tensions de sortie d'environ 400 M.V. sont régulièrement obte-

  
 <EMI ID=9.1>   <EMI ID=10.1> 

  
La fabrication de dispositifs photovoltalques très efficace.:
n'est pas seulement une question de promue Lion de revêtements de SnO x de faible résistance par carré. De tels revêtements peuvent être

  
 <EMI ID=11.1> 

  
le pouvoir de transmission de la lumière est altéré. Une interdépendance existe entre la résistance par carré, le pouvoir de transmission des fréquences de rayonnement désirées et le taux de suppression des rayons infrarouges.

  
Une autre difficulté a trait à la fabrication des électro-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
intérêt pratique. On a constaté qu'il est avantageux d'introduire

  
 <EMI ID=13.1> 

  
épaisseur requise, puis poursuivre cette pulvérisation avec un apport d'oxygène sous la forme de CuSO&#65533; pour former une couche super-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
elle-même être protégée par une autre couche de cuivre superposée.

  
En procédant de la façon décrite plus haut, on estime que l'on peut obtenir des puissances de 128.000 kW (crête) à une

  
 <EMI ID=15.1> 

  
Il subsiste la difficulté de produire la superficie

  
de cellules requise, à un prix de revient raisonnable et en un laps c= temps raisonnable également. Conformément à l'invention, des installations de fabrication de verre "float" qui sont capables de produire du verre à vitre à grande échelle en continu, doivent être modifiées pour que l'on puisse pulvériser ou appliquer d'une autre

  
 <EMI ID=16.1>   <EMI ID=17.1> 

  
un lieu d'installation et monté à cet endroit, puis interconnec-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
trique.

  
Un avantage majeur de cette manière de procéder réside dans le fait que la feuille de verre, au moment de sa fabrication, est à une température plus élevée que dans n'importe quelle phase du procédé et les diverses phases du procédé peuvent être réalisées

  
à des températures successivement plus basses. Cela étant, le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre avec un apport

  
de chaleur minimum pendant le procédé d'application du revêtement, à mesure que ce dernier progresse. Il est nécessaire de maintenir les bassins de flottage et les fours aux températures requises

  
pour le procédé, mais il n'est pas nécessaire de chauffer le verre lui-même et, en fait, le verre transmet de la chaleur

  
à la matière fondue. Ceci représente une économie

  
d'énergie importante,par comparaison avec des procédés dans lesquels des panneaux de verre froid sont chauffés, puis revêtus ou traités. L'économie de temps jusqu'à achèvement du procédé est également importante par rapport au temps nécessaire lorsqu'on entame le procédé av=:
des panneaux de verre froid et que l'on chauffe le verre à la température re&#65533;uise pour appliquer le SnO , en tant que première phase dans le procédé de fabrication de cellules solaires à grande échelle.

  
Le coût approximatif d'une installation de production de courant électrique par voie thermique est d'au moins 250 dollars

  
par kW. On estime qu'une installation de cellules solaires fabriquée au moyen du procédé décrit dans le présent mémoire et produisant en moyenne une quantité d'énergie équivalente serait approximativement aussi coûteuse. Cependant, le coût de l'accumulation

  
du courant électrique n'est pas inclus dans cette estimation. 

  
Certains facteurs contraires qui interviennent dans le cas de cellules du type Carlson n'ont pas été retrouves dans la  cellule conforme à l'invention. Par exemple, l'énergie infrarouge parait détériorer les cellules du type Carlson, c'est-à-dire les cellules déposées sous vide. Les cellules conformes à l'invention,

  
 <EMI ID=19.1> 

  
de faible résistivité, sont exposées au rayonnement à travers la

  
 <EMI ID=20.1> 

  
rapidement, mais le revêtement est très efficace lorsqu'il s'agit de laisser passer les fréquences supérieures à celles de l'infrarouge.

  
Suivant l'invention, dans une installation servant à produire des cellules solaires de grande surface par un procédé continu dans une installation de production de verre float modifiée,

  
le verre est fabriqué en une feuille continue dans un premier bassin de flottage et la feuille est revêtue des couches de matière requise pour former des cellules solaires dans des bassins de flottage ultérieurs qui sont maintenus à des températures adéquates, chaque bassin de flottage étant à une température inférieure à celui qui le précède dans le procédé.

  
Aux dessins annexés:

  
la Fig. la est une vue en perspective d'un panneau fabri-qué conformément à l'invention;

  
la Fig. lb est une vue d'une partie du panneau de la Fig. la, à plus grande échelle pour montrer certains détails;

  
la Fig. le est une vue en coupe transversale d'une cellule solaire selon une forme d'exécution de l'invention;

  
la Fig. 2 est une vue en élévation de côté d'une installation de fabrication de verre float;

  
la Fig. 3 est une vue en élévation de côté d'une installa- <EMI ID=21.1> 

  
des feuilles de cellules solaires en un procède continu;

  
 <EMI ID=22.1> 

  
de la Fig. le;

  
la Fig. 5 est une microphotographie- d'une pellicule polycristalline de CdS fabriquée par le procédé confonde à l'invention, et

  
la Fig. 6 est une vue en élévation de côté d'une installation pilote servant à fabriquer des cellules solaires en continu par le procédé conforme à l'invention.

  
Sur la Fig. la des dessins annexés, 10 est un panneau

  
 <EMI ID=23.1> 

  
sert de support ou de substrat pour les cellules solaires fabriquées en masse et à grande échelle conformément à l'invention. 11 représente d'une manière générale des revêtements sur le substrat formant une hétérojonction photovoltarque, plus des électrodes positives, tandis que 10 et 12 représentent des électrodes négatives. On peut se référer à la Fig. lb qui est une vue à plus grande échelle de

  
la partie cerclée sur la Fig. la. Sur la Fig. lb, 10 est le sub-

  
 <EMI ID=24.1> 

  
SnO , constituant une électrode négative commune à tout le substrat
10, le x indiquant qu'on ne connaît pas sa composition précise. Sur la couche 14 est déposée une couche 15 de CdS cristallin qui a

  
 <EMI ID=25.1> 

  
la couche 15 et, après un traitement thermique adéquat, elle sert

  
 <EMI ID=26.1> 

  
est appliquée une couche de cuivre 17 qui sert de borne positive. Les couches 15, 16 et 17 peuvent être dissoutes par gravure chimique jusqu'à la couche de SnOx 14, à des intervalles déterminés, pour constituer des passages dans lesquels on peut déposer des conducteurs communs ou omnibus en Inconel ou en chrome 18 surmontés d'aluminium
19 qui constituent des bornes négatives comportant des aires de  <EMI ID=27.1> 

  
tion que la présente invention, mais elle part d'un panneau en verre à vitre revêtu de SnO . L'invention a trait à la fabrication continue de cellules solaires au départ de matériaux à partir desquels le verre est fabriqué sous la forme d'un ruban continu

  
 <EMI ID=28.1> 

  
L'invention a pour but de procurer des cellules photovoltaïques de grande superficie à un prix de revient suffisamment  bas pour être compétitif avec les centrales thermiques, et qui cou-

  
 <EMI ID=29.1> 

  
pratique de ces cellules à la vitesse requise, en diverses mesures.

  
Pour obtenir les panneaux à un prix de revient suffisamment bas, il faut les fabriquer à grande échelle. Le procédé de fabrication habituel de panneaux en verre est le procédé utilisé pour fabriquer le verre float (voir Fig. 2). Dans une.installation servant à exécuter ce procédé, le verre est fabriqué sous la forme d'un ruban continu. Les matières premières 20 sont continuellement introduites dans un four 21 et sont fondues. Le liquide obtenu est coulé sur un bain d'étain fondu 22 dans lequelpn agissant sur la vitesse de coulée des matières ainsi que sur la vitesse de défilement 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
près.Le verre a 3,175 mm d'épaisseur (il s'agit d'un verre dit double . Le verre est entrainé sous la forme d'un ruban continu de 3 m de largeur à partir du bain d'étain liquide 22 vers une galerie de refroidissement ou de recuisson 23 où il est refroidi progressivement avant d'être automatiquement coupé à dimension. La production annuelle type d'une telle installation doit être de 18.580.000 m<2>.

  
Une installation de ce type récemment achevée, qui utilise deux 
 <EMI ID=31.1> 
 <EMI ID=32.1> 

  
projection du jet pulvérise entraîne une diminution momentanée de la température du verre. La seconde chambre 26 est utilisée pour pulvériune couche ;.-.inca de CdS, et la troisième 27, dans la chaîne de refroidissement à une température beaucoup plus basse, pour pul-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
verre est automatiquement coupé en panneaux par les dispositifs de

  
 <EMI ID=34.1> 

  
sont recouverts d'une matière de réserve à travers un pochoir adéquat qui laisse exposées les zones nécessaires auxpassages, selon

  
 <EMI ID=35.1> 

  
par gravure chimique au poste 31. Dans les passages 32 ainsi obtenus, après lavage au poste 33,on dépose de l'Inconel ou du chrome par évaporation sur le verre exposé selon le motif requis et cette opération est suivie d'un dépôt de Al par évaporation pour former le collecteur négatif. Du cuivre est alors déposé par évaporation

  
 <EMI ID=36.1> 

  
en vue de former le collecteur pasitif et tout le panneau est lente- <EMI ID=37.1> 

  
En variante, on utilise du zinc déposé par évaporation comme électrode négative, comme dans la demande de brevet américain n[deg.] 303.365. Lorsqu'on le chauffe, le zinc diffuse à travers la

  
 <EMI ID=38.1> 

  
avec la couche de CdS sous-jacente. Dans une autre variante, au lieu de former des passages par dissolution chimique à travers la couche de CdS, on dépose du zinc par évaporation, puis du Cu à travers un pochoir sur la couche de CdS.

  
Le procédé servant à élaborer des cellules solaires en appliquant des revêtements successifs déposés par pulvérisation conformément à l'invention diminue suffisamment le temps requis pour revêtir les grandes surfaces requises pour qu'un procédé continu devienne possible. Le temps nécessaire pour élaborer des cellules en déposant sous vide les matières requises pour former une hétérojonction importante est si long et le prix de revient d'une telle opération est si élevé qu'une fabrication à grande échelle en devient impossible. De plus, les revêtements obtenus par pulvérisation ont des caractéristiques supérieures sous de nombreux rapports, à ceux obtenus par dépôt sous vide.

  
On a obtenu une croissance intéressante de couches

  
minces cristallines, par pulvérisation, à partir de cristal-

  
 <EMI ID=39.1> 

  
Fig. 6. Dans le procédé de dépôt sous vide, les cristallites <EMI ID=40.1> 

  
Une autre caractéristique de ces couches minces réside dans

  
leur résistivité spécifique élevée, après croissance, cette résistivité variant entre 10<3> et 105 ohm-cm. Ceci est dû au fait que les cristaux,après croissance aux températures indiquées plus haut,  <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
sous vide.

  
 <EMI ID=43.1> 

  
des pellicules de CdS en pulvérisant une solution d'acétate de cuivre et de N,N,diméthylthiourée tandis que le substrat en verre flotte sur un bain de métal liquide maintenu à une température d'environ
149[deg.]C. Cependant, comme la couche de CuS est extrêmement mince, elle peut être déposée par évaporation.

  
Les procédés qui précèdent ont été mis en oeuvre dans de l'air

  
 <EMI ID=44.1> 

  
 <EMI ID=45.1> 

  
pêcher l'oxydation de l'étain, qui est onéreux.

  
 <EMI ID=46.1> 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
tivité de 10 à 15 ohms/carré. Un revêtement présentant une si faible résistivité n'est pas disponible dans le commerce et l'invention se rapporte en partie à la fabrication de ces revêtements.

On a réussi à déposer des couches minces de

  
SnO de 10 ohms/carré sur du verre à la soude et à la chaux avec une transmission de rayonnement résultante (y compris le verre) de

  
 <EMI ID=48.1> 

  
chaleur au verre tandis qu'une solution contenant du SnCl2 est pulvérisée sur la surface.De plus, comme la structure cristalline du

  
 <EMI ID=49.1> 

  
que la croissance de chacune de ces couches minces soit uniforme pour produire des cellules utiles.On a constaté qu'en formant la couche de

  
 <EMI ID=50.1> 

  
pérature réglée et en procédant à cette pulvérisation d'une manière  <EMI ID=51.1> 

  
dépit de l'application d'une pulvérisation liquida ce qui assure l'obtention des couches requises.

  
En revêtant la matière d'arrêt, de cuivre en tant qu'électrode positive , on peut abaisser fortement la résistance de la

  
 <EMI ID=52.1> 

  
la couche de cuivre métallique sert à protéger la ratière d'arrêt de toute pollution atmosphérique. On peut utiliser une couche d'aluminium supplémentaire sur le cuivre pour protéger davantage le cuivre lui-mêne. Les deux revêtements peuvent être déposés par évaporation dans un système d'évaporation sous vide opérant en continu.

  
 <EMI ID=53.1> 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
des dessins annexés, 40 représente un dispositif de rangement de panneaux de verre, qui peuvent ne pas avoir les dimensions voulues. Les panneaux prévus peuvent être préalablement coupés à dimension

  
 <EMI ID=55.1> 

  
quoi ils sont introduits dans un premier long four 43 qui élève leur température à partir d'une température supposée de 21[deg.]C

  
 <EMI ID=56.1> 

  
cond four 44, qui élève la température des panneaux jusqu'à environ

  
 <EMI ID=57.1> 

  
 <EMI ID=58.1> 

  
traverse ensuite une galerie de recuisson 46 dans laquelle la température du panneau est lentement ramenée à 371[deg.]C, de sorte que le verre est recuit lorsqu'il arrive dans une chambre de flottage 47. La chambre de flottage 47 contient une masse d'étain liquide sur laquelle le panneau flotte et l'étain liquide est maintenu à 327[deg.]C, de sorte que le panneau est maintenu uniformément à cette tempéra-  ture au-dessus de sa surface, tandis qu'une solution aqueuse capable de fournir du CdS et d'autres, éléments est déposée lentement  <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
moment donné, de telle sorte que de la chaleur ne soit pas prélevée

  
 <EMI ID=61.1> 

  
l'eau ou à la formation de cristaux de CdS, la température du panneau pouvant ainsi être maintenue uniforme. A mesure que le

  
 <EMI ID=62.1> 

  
zones successives qui s'étendent transversalement au panneau sont revêtut-s en déplaçant les ajutages d'une manière transitoire par rapport au panneau à mesure que celui-ci se déplace, jusqu'à ce que tout le panneau soit complètement revêtu d'une couche ayant l'épaisseur requise. De nombreux ajutages de pulvérisation peuvent être utilisés et les surfaces continuent à se déplacer pendant la pulvérisation sur le verre jusqu'à ce que l'épaisseur de cristaux CdS requise ait été déposée de maniera uniforme. La longueur de

  
 <EMI ID=63.1> 

  
de pulvérisation appropriés, compte tenu du nombre d'ajutages utilisés et de la vitesse d'avancement ou de défilement du verre.

  
Tandis que du CdS est appliqué.sur le panneau, la matière sur laquelle ce panneau flotte est maintenue à 327[deg.]C.L'application d'une couche de Cu2S sur la couche de CdS doit être effectuée à

  
 <EMI ID=64.1> 

  
la chambre 48, et, à la sortie de cette chambre, il est introduit dans une chambre de flottage sur métal qui le maintient à l49[deg.]C, tandis qu'il est recouvert par pulvérisation

  
 <EMI ID=65.1> 

  
essentiellement pareil à celui décrit dans la chambre 47.

  
Lorsque le panneau a été revêtu de Cu2S jusqu'à l'épaisseur requise, il est lentement refroidi jusqu'à 21[deg.]C, dans la chambre 50, et à partir de cette chambre, il progresse vers le poste 51, dans lequel les aires de contact positives et négatives sont déposées, vers le poste 52, dans lequel le panneau achevé est  <EMI ID=66.1> 

  
d'être évacué.

  
Pour que les cellules solaires fonctionnent avec l'effica-

  
 <EMI ID=67.1> 

  
de faible résistance par carré, qui ne soit pas brouillé.

  
Ceci implique (1) que la majeure partie de la lumière disponible

  
 <EMI ID=68.1> 

  
Pour améliorer les aspects de la cellule notés dans le paragraphe qui précède, le verre à la soude et à la chaux (verre

  
 <EMI ID=69.1> 

  
qui empêche du sodium en provenance du verre de diffuser vers la

  
 <EMI ID=70.1> 

  
cette couche protège le verre du SnO x et maintient la clarté du verre. Le revêtement de SnO x résultant a une résistance par carré relativement faible (environ 10 ohms/carré)tout en possédant un bon coefficient de transmission de la lumière, tandis que dans les réalisations connues, ce chiffre n'est habituellement que d'environ
55 ohms/carré pour du verre à la soude et à la chaux. On a également constaté que la couche de CdS est plus claire et plus uniforme si le verre est préalablement traité avec de l'acide avant l'ap-

  
 <EMI ID=71.1> 

  
de CdS a parfois tendance à être trouble, ce qui indique que la couche polycristalline de CdS n'est pas faite d'une couche de micro-

  
 <EMI ID=72.1> 

  
des germes pour la formation de la couche de CdS polycristalline. 

  
Le procède conforme à l'invention fournit les cernes requis.

  
 <EMI ID=73.1> 

  
 <EMI ID=74.1> 

  
couverte que des couches minces de CdS formées sur les revêtements de SnO peuvent être améliorées de cette manière, est réellement le fait de la Demanderesse. On sait que le revêtement for-

  
 <EMI ID=75.1> 

  
ce dernier est un isolant. Le SnO x à haute résistivité qui a été formé conformément au procédé connu.manque probablement d'oxygène et est probablement amalgamé par fusion avec de la matière provenant du verre ou combinée avec certaine substances du verre. Le

  
 <EMI ID=76.1> 

  
sa composition précise soit inconnue, un revêtement ayant de? propriétés inattendues et intéressantes. On constate que le revê-

  
 <EMI ID=77.1> 

  
tandis que l'acide est pulvérisé et si la température est maintenue uniforme au-dessus de la surface du verre pendant la pulvérisation du composé qui produit du SnO x ainsi que dans la totalité du volume du verre,et si le flottage du verre s'effectue à 510[deg.]C, tandis que le

  
 <EMI ID=78.1> 

  
raisonnables de la température implique une application lente des solutions d'acide et de SnO x et exige des déplacements des ajutages

  
 <EMI ID=79.1> 

  
neau de verre à un moment donné quelconque. En l'absence d'une uniformité de température pendant la pulvérisation, les résultats décrits plus haut ne sont pas atteints. Par exemple, une diminution de température de 27,5[deg.]C peut aboutir à un accroissement de

  
 <EMI ID=80.1> 

  
On a également constaté que la couche de SnO x doit être  <EMI ID=81.1> 

  
vérisée à température ambiante à sa sortie de l'ajutage et présente à ce moment les proportions suivantes :

  
500 cc de néthanol

  
 <EMI ID=82.1> 

  
puissant pour éliminer tous les sous-produits gazeux, à mesure qu'ils sont formés sur la surface du verre, est alors requis.

  
Lorsque l'on fabrique du verre à vitre, la Masse fondue

  
 <EMI ID=83.1> 

  
 <EMI ID=84.1> 

  
sant sur le bain d'étain de sorte qu'à l'extrémité de la chambre de

  
 <EMI ID=85.1> 

  
feuille de verre se réchauffe à cette température et est alors recouverte par pulvérisation de la .solution de SnCl2 spécifiée plus 
 <EMI ID=86.1> 
 <EMI ID=87.1> 

  
d'exemple. Le but de l'agent dopant est de diminuer la résistivité des cristaux de CdS,d'une manière réglée, ces cristaux croissant

  
sur la surface chaude du verre. D'autres agents dopants adéquats  sont connus et peuvent être utilisés. 

  
Après avoir fait subir une croissance à la couche de microcristaux de CdS, on peut refroidir la feuille de verre dans une

  
 <EMI ID=88.1> 

  
 <EMI ID=89.1> 

  
 <EMI ID=90.1>  

  
 <EMI ID=91.1> 

  
vérisation. Ceci est nécessaire parce que des réactions chimiques se produisent lentement pendant le mélange et ces réactions sont indésirables. Le mclange complet est nécessaire et les temps spé-

  
 <EMI ID=92.1> 

  
o <EMI ID=93.1> 

  
vérisation est effectuée selon un motif de balayage couvrant de petites zones à la fois, de telle sorte que la feuille de verre reste à une température uniforme en dépit de l'effet de refroidiss&#65533;ment de la pulvérisation. La seconde pulvérisation qui forme une couche de sulfate de cuivre (CuSO&#65533;) prend 15 minutes et laisse

  
0

  
une couche d'environ 500 A d'épaisseur.

  
 <EMI ID=94.1> 

  
di à température ambiante, toute sa surface est revêtue de cuivre

  
o

  
 <EMI ID=95.1> 

  
est ensuite revêtu de Al qui le protège contre l'oxydation.

  
Des électrodes négatives peuvent être formées d'autres manières. Des passages peuvent être gravés par dissolution chi-

  
 <EMI ID=96.1> 

  
Inconel recouverts de Al peuvent être installés.En variante,on peut utiliser les électrodes négatives décrites dans la demande de brève:
américain n[deg.] 303.365 ou bien déposer une électrode en

  
Zn directement sur la couche de CdS avant l'application

  
du Cu2S. L'électrode en Zn peut être revêtue d'un

  
 <EMI ID=97.1>   <EMI ID=98.1> 

  
longtemps que le verre est maintenu à la température uniforme appropriée, spécifiée plus haut, et que l'on évite la présence d'eau ou de matières contenant de l'eau dans la pulvérisation, que l'on réduit au minimum la présence de chlore, par exemple en utilisant du SnC12 comme matière de départ au lieu de SnCl4, que l'on utilise

  
 <EMI ID=99.1> 

  
ainsi que du bifluorure d'ammonium en substance dans les quantités spécifiées plus haut. Si l'on s'écarte considérablement de la composition spécifiée, on obtient un verre trouble et/ou une résistance

  
 <EMI ID=100.1> 

  
c'est-à-dire qu'elle peut être trouble au lieu d'être claire ou limpide, les implications de cette turbidité ayant été mentionnées plus haut.

  
Une composition précise utilisée pour un revêtement au moyen de CdS comprend les proportions suivantes, pour une pulvérisation au moyen d'ajutages:

  
5 litres d'eau désionisée

  
75 ce de solution 1 M de N,N,diméthylthiourée

  
100 ce de solution 1 M de CdCl2.2 1/2 H20

  
0,3 g de A1C13.6H20 (agent dopant).

  
 <EMI ID=101.1> 

  
est de 1,4 kg/cm<2>, la température du bain d'étain est de 327[deg.]C, le temps de pulvérisation peut aller jusqu'à 20 heures, selon l'épaisseur désirée, et une puissante lumière ultraviolette doit frapper le verre pendant la pulvérisation. Comme, dans une-instal- <EMI ID=102.1> 

  
 <EMI ID=103.1> 

  
liquide dans lequel le verre se déplace doit être long, éventuel] ment 1.200 m de longueur, afin de déterminer un temps de pulvérisation suffisant pour chaque unité de surface du verre.

  
La longueur totale de la chancre de pulvérisation, et le nombre total d'ajutages requis, ainsi que le temps de pulvérisation total peuvent être radicalement réduits si l'on utilise une pulvérisation électrostatique dans laquelle un atomiseur électrostatique

  
 <EMI ID=104.1> 

  
requises dans les revêtements conformes à l'invention. Un dispositif de pulvérisation adéquat est celui fabriqué par la Société Ransburg Electro-Coating Corporation , dont le fonctionnement est

  
 <EMI ID=105.1> 

  
Un des inconvénients de la pulvérisation au moyen d'un ajutage est qu'elle n'est pas précisément uniforme.

  
Lorsqu'une grosse et une fine goutte de la pulvérisation atteignent la surface du verre tout près l'une de l'autre, elles provoquent un refroidissement inégal du verre, c'est-à-dire qu'elles introduisent un gradient de température. Le verre est un excellent isolant thermique de sorte que le métal liquide sous-jacent est incapable de corriger immédiatement la température au niveau de

  
la surface supérieure du verre, ce qui a pour résultat de produire de:
microcristaux de divers calibres, dans le cas du CdS, diminuant l'efficacité de l'aire de cellules. Dans une pulvérisation électrostatique à cloche, la matière appliquée par pulvérisation est divisée au moyen d'une cloche qui tourne très rapidement. La solution est introduite au centre de la cloche et se divise par centrifugation en filets vers le bord de la cloche,puis elle est projetée vers l'extérieur.Une différence de potentiel importante,par

  
 <EMI ID=106.1>  ainsi produit, la matière pulvérisée forme des filets espaces 

  
 <EMI ID=107.1> 

  
à leur tour en gouttelette:; qui sont chargées séparément et les gouttelettes sont remarquablement uniformes, comme la présente

  
 <EMI ID=108.1> 

  
bre des cristaux.

  
Une pulvérisation électrostatique peut couvrir, en un laps

  
 <EMI ID=109.1> 

  
être couverte par un ajutage de pulvérisation à l'air, et la vitesse de dépôt, pour n'importe quelle petite surface donnéedu verre, peut être accrue, parce que les gradients de température présents le long de la surface du verre, sont radicalement réduits lorsque les gouttelettes sont uniformes et fines. Les valeurs prévues cidessus pour l'application d'une couche de CdS, sont des valeurs

  
 <EMI ID=110.1> 

  
A une échelle macroscopique, il est nécessaire de pulvériser de la matière sur le verre à une allure linéaire pour éviter des gradients de température à grande échelle, par opposition aux gradients microscopiques produits par des gouttelettes adjacentes de calibres différents. Dans le cas d'une bande de matière en mouvement, on peut,à cet effet,immobiliser les dispositifs de pulvérisation dans le sens de la longueur de cette bande tout en les déplaçant à une allure constante latéralement, tandis que la matière ou bande en cours de pulvérisation se déplace'longitudinalement.

   Pour obtenir les vitesses de dépôt lentes requises, de nombreux dispositifs de pulvérisation qui se déplacent latéralement sent nécessaires et sont espacés dans le sens de la longueur de la bande, ces dispositifs de pulvérisation peuvent ne débiter que lorsqu'ils se déplacent dans un sens et non pendant leur retour, de sorte que les zones de la bande situées près des bords ne reçoivent pas plus de matière pulvérisée, en un laps de temps donné, que les zones qui se trouvent au milieu de cette bande, c'est-à-dire que l'épaisseur de la couche pulvérisée est uniforme sur une très grande surface.

  
A l'air libre, la température de la surface de la banc;?

  
 <EMI ID=111.1> 

  
 <EMI ID=112.1> 

  
enceinte ou d'une chambre au-dessus du verre. Lorsque la pulvérisa-

  
 <EMI ID=113.1> 

  
pérature transitoire,par exemple de 11[deg.] environ se produit à l'endroit où parvient la pulvérisation, mais cette chute de température transitoire est rapidement récupérée lorsque la pulvérisation se déplace vers une autre zone. Ces chutes de température transitoire

  
ne provoquent pas de détérioration de la couche mince.Des gradients de température microscopiques causés par des gouttelettes de divers calibres qui frappent la bande en des points immédiatement adjacents, sont également transitoires, mais semblent produire des microcristaux de calibres inégaux. Des variations de température

  
non transitoires le long de la surface de la bande paraissent introduire des contraintes de déformation permanente dans la couche

  
de cristaux ou une non-uniformité de la couche de cristaux sur la surface de la bande ,ce qui est indésirable.Pour éviter ces effets indésirables, il faut procéder très lentement à la pulvérisation et maintenir les solutions pulvérisées à un calibre de gouttelettes constant, du moins autant que possible, pour éviter tous gradients de température macr oscopiques autres que transitoires le long

  
de la surface de la bande recouverte par pulvérisation, et pour réduire au minimum tous gradients de température transitoires microscopiques. Le fait que le verre flotte sur un bain de métal

  
fournit rapidement un nouvel apport de chaleur à toute partie

  
du verre qui est refroidie par la pulvérisation. 

  
Une forme d'exécution préférée de l'invention (demande 

  
 <EMI ID=114.1> 

  
comme décrit plus haut, suivie de= l'application d'une couche de  CuSO&#65533; et ensuite d'une couche de-Cu, le CuSO&#65533; fournissant de l'oxy- <EMI ID=115.1> 

  
étant posée directement sur les microcristaux de CdS et l'électro-

  
 <EMI ID=116.1> 

  
ce moment, en étant chauffé jusqu'à environ 26C[deg.]C pendant un laps de temps suffisant, fournir l'oxygène destiné à être combiné à l'électrode en Cu pour former une électrode redresseuse et le soufrr

  
 <EMI ID=117.1> 

  
une hétérojonction photovoltaïque, x étant proche de 2, mais inférieur à cette valeur.

  
On a constaté que la qualité des polycristaux d'un revê-

  
 <EMI ID=118.1> 

  
faces de feuilles de verre revêtues à plat l'une près de l'autre et si on chauffe le sandwich obtenu à environ &#65533;10[deg.]C pendant 10 minutes. Cet effet paraît faire intervenir la croissance de grosses masses de cristaux. Une couche de cristaux plus uniforme est formée par

  
 <EMI ID=119.1> 

  
est épais sur une surface vers des zones où le dépôt est mince sur une autre surface, et en général par la production de microcristaux de calibre uniforme sur la totalité des deux surfaces. Le procédé est actif, pour autant qu'on le sache, par le fait d'une recroissance des cristaux parce que les surfaces du verre sont suffisamment planes pour que l'air soit exclu des couches minces, ce qui permet

  
 <EMI ID=120.1> 

  
Cds et le C12 provenant des couches minces.La Fig.6 est une microphotographie d'un film de microstaux de CdS obtenu par recroissance conformément au procédé de l'invention, c'est-â-dire amélioré en juxtaposant deux couches minces et en les chauffant.

  
Pour former des électrodes négatives, on peut procéder à

  
 <EMI ID=121.1>   <EMI ID=122.1> 

  
un casque de réserve pour obtenir des passages de la nature repré-

  
 <EMI ID=123.1> 

  
être chauffé en vue d'être amené jusqu'au niveau de la couche de

  
 <EMI ID=124.1>  

  

 <EMI ID=125.1> 


  
 <EMI ID=126.1> 

  
de à des températures convenant pour la formation des couches minces,  et les couches minces étant déposées par pulvérisation à des allures choisies pour permettre au liquide contenu dans les bassins de flot-

  
 <EMI ID=127.1> 

  
banle de verre pendant la formation des couches minces.

Claims (1)

  1. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on force les couches minces en pulvérisant des solutions sur la bande, ces solutions contenant des compositions choisies pour réagir entre elles afin de former les couches minces en présence de chaleur, et la bande étant maintenue exempte de gradients de température le long de sa surface, à l'endroit des zones couvertes par pulvérisation.
    3.- Procédé combiné suivant la revendication 1, caractérisé <EMI ID=128.1>
    de, tandis que le métal liquide est maintenu à 510[deg.]C, une solution
    <EMI ID=129.1>
    <EMI ID=130.1>
    <EMI ID=131.1>
    4.- Procédé combiné suivant la revendication 1,caractérisé
    <EMI ID=132.1> <EMI ID=133.1>
    5.- Procédé combiné suivant la revendication 4, caractérisa en ce qu'en forme la couche mince de microcristaux de CdS en déposa:
    <EMI ID=134.1>
    gradients de te-npérature macroscopique le long de la surface de
    <EMI ID=135.1>
    6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on pulvérise de l'acide sur la bande avant d'appliquer la couche de SnOx, l'acide pulvérisé comprenant du H2SiF6 et la surface de la bande pendant la pulvérisation étant à environ 510[deg.]C.
    7.- Procédé pour fabriquer une cellule photovoltaïque, caractérisé en ce qu'on fait croître une couche de microcristaux de CdS sur un substrat revêtu de SnO , on revêt la couche de micro-
    <EMI ID=136.1>
    CuSO&#65533; et on chauffe les couches pendant un laps de temps suffisant et à une température suffisante pour dériver du CuS04 une couche
    <EMI ID=137.1>
    de CdS et de l'oxygène qui forme une couche d'oxyde cuivreux sur le dessous de la couche de Cu.
    8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la couche de CdS est d'environ 1 à 2 u d'épaisseur.
    <EMI ID=138.1>
    qu'on irradie les microcristaux au moyen d'un rayonnement ultraviolet intense pendant la croissance. 10.- Procédé pour fabriquer une cellule photovoltaïque, caractérisé en ce qu'on fait croître une couche de microcristaux
    <EMI ID=139.1>
    <EMI ID=140.1>
    de cuivre disposées dans un mime plan et séparées dans l'espaça
    sur la couche de CuSO&#65533;, et on chauffe les électrodes à environ 260[deg.]C
    <EMI ID=141.1>
    sur la couche de CdS en vue de produire une hétérojonction photovoltalque et une couche d'oxyde cuivreux en dessous de l'électrode de cuivre de manière à former une électrode positive redresseuse et on fait diffuser du zinc vers le substrat pour former une électrode négative de zinc pour la cellule.
    <EMI ID=142.1>
    feuille de verre, caractérisé en ce qu'on applique un revêtement sur le verre en pulvérisant une solution contenant un sel d'étain et un sel contenant de l'oxygène sur la grande feuille de verre à vitre, on maintient la température du verre à vitre à une valeur uniforme pendant toute la pulvérisation en faisant flotter la feuille de
    <EMI ID=143.1>
    tenant la surface de la feuille de verre recouverte par pulvérisation en substance à la température de la matière fondue et on pulvérise
    la solution selon un motif répété formé de petites zones et en de faibles quantités par unité de surface de la feuille de verre de telle sorte que la pulvérisation ne prélève pas de la feuille de verre plus de chaleur qu'elle n'en reçoit sans interruption de la part de la matière fondue.
    <EMI ID=144.1>
    caractérisé en ce qu'on applique à la feuille de verre une solution
    <EMI ID=145.1>
    <EMI ID=146.1>
    monium, tout en maintenant la feuille de verre à une température d'environ &#65533;10[deg.]C sur la totalité de sa surface, en vue de pro- <EMI ID=147.1>
    10 ohms/carré.
    13.- Procédé pour fabriquer des cellules photovoltaïques
    <EMI ID=148.1>
    opère par pulvérisation sur la surface du verre transversalement selon des zones relativement petites par rapport aux dimensions d'une feuille de verre, on déplace les zones sans interruption dans un sens transversal au verre, on déplace le verre dans le sens longitudinal pendant la pulvérisation, à une vitesse lente par rapport
    <EMI ID=149.1>
    à des températures uniformes pendant la pulvérisation en faisant flotter le verre sur un bain de liquide chaud.
    <EMI ID=150.1>
    à grande échelle, caractérisé en ce qu'on fait flotter une bande de verre continue suivant un trajet contenant des bassins de flottage sur liquides successifs, et on forme une couche mince de SnO x sur la bande de verre continue pendant qu'elle passe dans un premier bassin de flottage, on forme une couche mince de microcristaux de CdS sur la couche mince de SnO x pendant que la bande passe dans un second bassin de flottage, les bassins de flottage contenant le liquide à des températures convenant pour la formation des couches minces, et les couches minces étant déposées par pulvéri-
    <EMI ID=151.1>
    dans les bassins de flottage de restituer suffisamment de chaleur au verre pour maintenir constantes les températures de la surface de la bande de verre pendant la formation des couches minces en dépit de l'effet de refroidissement de la pulvérisation, et on
    <EMI ID=152.1>
    taux de CdS.
    15.- Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'on forme les couches minces de SnO x et de CdS en pulvérisant des solutions sur la bande, ces solutions contenant des composés choisis qui réagissent entre eux pour former les couches minces.
    <EMI ID=153.1>
    ce, sur la bande, une solution atomisée dans du méthanol contenant
    <EMI ID=154.1>
    tente s'effectuant à des intervalles suffisamment longs pour permettre aux surfaces exposées du verre d'atteindre à nouveau la température du premier bassin de flottage en dépit du refroidissement produit par la pulvérisation.
    17.- Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce qu'on forme la couche mince de SnO en pulvérisant par intermittence, dans de l'air, une solution de méthanol contenant du SnCl2 sous la forme de gouttelettes atomisées, sur la bande, avec des intervalles suffisants entre les pulvérisations pour que la température de la surface supérieure de la bande puisse être maintenue à une valeur constante pendant la pulvérisation.
    <EMI ID=155.1>
    ce qu'on obtient la couche mince de microcristaux de CdS en déposant
    <EMI ID=156.1>
    risation atomisée comprenant une solution aqueuse d'une thiourée,
    <EMI ID=157.1>
    19.- Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'on obtient la couche mince de microcristaux de CdS en déposant par intermittences une pulvérisation atomisée sur la couche mince de
    <EMI ID=158.1>
    20.- Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'on obtient la couche mince de microcristaux de CdS en déposant par intermittences, une pulvérisation atomisée sur la couche mince <EMI ID=159.1>
BE155464A 1975-04-16 1975-04-16 Dispositifs photovoltaiques BE828005R (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE155464A BE828005R (fr) 1975-04-16 1975-04-16 Dispositifs photovoltaiques

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE828005 1975-04-16
BE155464A BE828005R (fr) 1975-04-16 1975-04-16 Dispositifs photovoltaiques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE828005R true BE828005R (fr) 1975-08-18

Family

ID=25648534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE155464A BE828005R (fr) 1975-04-16 1975-04-16 Dispositifs photovoltaiques

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE828005R (fr)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1039394A (fr) Mode de fabrication des piles solaires en grande quantite
CA2483584C (fr) Procede de fabrication de semi-conducteurs en couches minces a base de composes i-iii-vi2, pour applications photovoltaiques
Ogah et al. Thin films of tin sulphide for use in thin film solar cell devices
JP3312033B2 (ja) Cis帯状太陽電池を製造する方法
EP1746662B1 (fr) Procédé de fabrication d&#39;une photopile en couche mince à base de chalcopyrite
JP2693032B2 (ja) 半導体層の形成方法及びこれを用いる太陽電池の製造方法
US20130224901A1 (en) Production Line to Fabricate CIGS Thin Film Solar Cells via Roll-to-Roll Processes
US20110284081A1 (en) Photovoltaic thin-film cell produced from metallic blend using high-temperature printing
CN102237447A (zh) 薄膜层光伏模块制品的处理
EP0192009A2 (fr) Procédé de prèparation d&#39;un poudre à base de formiate d&#39;indium pour la formation d&#39;une couche mince sur un substrat, notamment en verre.
WO2019218567A1 (fr) Dispositif et procédé de préparation d&#39;un film d&#39;halogénure de métal d&#39;ammonium organique, et procédé de représentation
WO2003105241A1 (fr) Procede de fabrication d&#39;une cellule solaire a film mince compose
CN112289932B (zh) 钙钛矿薄膜及其制备方法和应用
US20100255660A1 (en) Sulfurization or selenization in molten (liquid) state for the photovoltaic applications
US8703527B2 (en) Photovoltaic devices including copper indium gallium selenide
JP2023549305A (ja) ペロブスカイト層、ペロブスカイト層の製造方法、ペロブスカイト層付き太陽電池及びペロブスカイト層付き太陽電池モジュール
US4159914A (en) Photovoltaic cell
BE828005R (fr) Dispositifs photovoltaiques
US20090283766A1 (en) Methods for increasing film thickness during the deposition of silicon films using liquid silane materials
USRE30147E (en) Method of coating a glass ribbon on a liquid float bath
CA1165847A (fr) Methode de fabrication de dispositifs photovoltaiques
JPH104206A (ja) 化合物半導体薄膜の形成法と同薄膜を用いた光電変換素子
EP0266142A1 (fr) Cellules solaires au sulfure de cadmium
US4412091A (en) Polycrystalline photovoltaic cell
Abdullahi CZTS Absorber from Compound Target: Zn-Rich Target Fabrication and Deposition by Radio Frequency (RF) Sputtering Method