<EMI ID=1.1>
cellules photovoltaïques communément appelées cellules solaires
et se rapporte plus particulièrement à des générateurs photovoltalques intégrés contenant au moins deux cellules photovoltaïques.
Comme cela est bien connu, les cellules photovoltalques sont des dispositifs semiconducteurs possédant des jonctions électriques capables de convertir la lumière incidente en énergie électrique. Avec des cellules photovoltaïques du type silicium
une seule cellule est notamment capable d'engendrer un potentiel électrique jusqu'à environ 0,5 volt avec suffisamment de lumière incidente. Du fait que la plupart des applications des cellules
<EMI ID=2.1>
est devenu usuel de connecter électriquement plusieurs cellules en série pour ainsi former un générateur photovoltalque capable de produire la tension désirée.
Un procède usuel pour fabriquer un tel générateur photovoltaîque, possédant en particulier une taille ausci faible que possible pour être utilisée dans l'industrie des montres
<EMI ID=3.1>
une pluralité de cellules possédant chacune une surface de contact métallisée coplanaire avec chaque surface principale de la cellule, puis à relier les cellules en un assemblage de type "bardeau".
Dans un tel assemblage, la portion métallisée de la surface supérieure d'une cellule est reliée par soudure à la portion métallisée de la surface inférieure d'une autre cellule, la portion supérieure métallisée de cette dernière cellule étant reliée à la portion inférieure d'une autre cellule etc... de
<EMI ID=4.1>
les cellules adjacentes. De cette manière* le nombre de cellules voulu pour réaliser la tension requise pour le générateur peut être obtenu sous la forme d'un, assemblage compact et massif de cellules.
Le désavantage d'un tel assemblage pour un générateur photovoltaïque réside entre autres dans le fait que les cellules doivent généralement être reliées les unes aux autres manuellement.
Même avec des supports spécialement conçus et des outils d'assemblage sophistiqués, la part de main d'oeuvre dans le coût total
du générateur photovoltaïque du type décrit est inacceptablement élevée.
La présente invention se propose en conséquence
<EMI ID=5.1> fabriqué avec de? coûts de main d'oeuvre sensiblement réduits.
La présente invention se propose également de réaliser un générateur photovoltalque possédant de bonnes caractéristiques et un bon rendement électriques.
La présente invention se propose également de fournir
<EMI ID=6.1>
<EMI ID=7.1>
sont sensiblement réduits.
La présente invention a pour"objet un générateur photovoltalque susceptible de produire une tension supérieure à celle engendrée par une cellule photovoltalque unique de composition
<EMI ID=8.1>
d'un matériau semiconducteur possédant deux surfaces principales dont l'une au moins comprend une pluralité de zones discrètes contenant une impureté d'un type de conductivité, au moins la partie du reste de la plaquette contiguë auxdites zonas contenant une impureté d'un type de conductivité opposé, des moyens de conduction électrique étant prévus entre l'une au moins desdites zones et la portion associée contiguë de la plaquette contenant l'impureté du type de conductivité opposé.
La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un générateur photovoltaïque dans lequel on utilise une plaquette d'un matériau semiconducteur possédant deux surfaces principales/ la plaquette contenant une impureté d'un type de ccnductivitê et dans lequel on forme au moins deux zones contenant une impureté 'd'un type de conductivité opposé sur une surface principale de la plaquette, une zone au moins étant connectée électriquement au reste de la plaquette.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention
<EMI ID=9.1>
réalisation en se référant au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue de dessus d'un mode de réalisation d'un générateur photovoltalque selon l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe d'un générateur selon
<EMI ID=10.1> la figure 3 est un schéma électrique d'une portion du générateur des figures 1 et 2 ; la figure 4 est un graphique tension/intensité de lumière pour différents générateurs selon l'invention possédant des caractéristiques de résistivité différentes et, la figure 5 est une vue de dessus d'un autre mode de réalisation du générateur photovoltalque selon l'invention.
En se référant maintenant aux figures 1 et 2, on voit un générateur photovoltalque 10 comprenant une plaquette 12 de
<EMI ID=11.1>
la longueur et la largeur sont relativement grandes par rapport à l'épaisseur. Ainsi la plaquette 12 possède deux surfaces principales,
<EMI ID=12.1>
Sur la surface supérieure 14 sont réalisées trois zones 18 possédant une impureté d'un type de conductivité, telle que le phosphore,
le reste de la plaquette 12 contiguë à ces zones contenant une impureté de type conductivité opposé, telle que le,bore. Chaque zone 18 est ainsi séparée des zones adjacentes par des bandes 20
de silicium possédant une impureté de conductivité de type opposé s'étendant jusqu'à la surface supérieure 14. De cette manière,
une pluralité de jonctions 21 sont formées entre les portions contigùes de la plaquette de silicium 12 possédant un'type de conductivité et les portions possédant le type de conductivité opposé.
Directement au-dessus de chacune des bandes 20, se
trouve une mince couche 22 d'un matériau de masquage tel que du dioxyde de silicium développé thermiquement. Au-dessus d'une portion de chaque couche 22 et d'une portion de chaque zone 18,
se trouve un conducteur électrique 24 qui pénètre à travers la couche 22 pour réaliser une connection électrique directe entre
une zone et une bande. Des fils électriques 26 et 28 fournissent
la connection électrique externe pour le générateur 10.
Ainsi le générateur 10, tel que représenté, comprend trois cellules photovoltalques dans une seule plaquette de silicium, les cellules étant connectées en série par des conducteurs électriques 24. Naturellement la plaquette 12 peut contenir plus de 3 cellules distinctes pour produire la tension de sortie désirée
<EMI ID=13.1>
ne l'ayant été qu'à titre uniquement d'illustration.
De préférence, comme représenté dans la figure 2, la zone 18 à laquelle est attaché le fil électrique 28 n'est pas connectée électriquement par un conducteur 24 au reste de la plaquette 12. Ainsi cette portion du générateur 10 est capable de fonctionner à la manière d'une cellule solaire conventionnelle comme sera expliqué ci-dessous, le générateur dans. son
ensemble pouvant ainsi avoir grâce à cette portion une capacité
de sortie améliorée à de faibles niveaux d'éclairement.
La figure 3 est un schéma électrique d'une cellule du générateur 10. Si l'on retire les connecteurs électriques 24 reliant les zones 18 aux bandes 20, chaque cellule du générateur fonctionne simplement comme la combinaison d'un générateur de courant 30 et d'une diode 32. Par l'addition de conducteurs électriques de pontage 24 pour produire la connection en série d'une pluralité de cellules une résistance 34 apparaît en parallèle avec la diode 32. Pour que le générateur 10 fonctionne de manière <EMI ID=14.1>
chaque cellule doit être aussi grande que possible.
Les facteurs qui déterminent la résistance 34 de chaque cellule du générateur 10 incluent la résistivité inhérente du matériau semiconducteur de la plaquette 12, la distance entre les bandes 20, c'est-à-dire la largeur des zones 18 et l'épaisseur de la plaquette. En général, la résistivité du matériau semiconducteur augmente avec la pureté du matériau. Ainsi lorsque l'on utilise
le silicium comme matériau semiconducteur, celui-ci doit être aussi pur que possible compte tenu du coût d'un tel matériau. De plus, la résistance de chaque cellule est accrue en augmentant la distance entre les bandes 20 ou en réduisant l'épaisseur de la plaquette 12. Ainsi pour obtenir une tension maximale pour le générateur 10, la résistivité du matériau semiconducteur et la largeur des zones 18 doivent être aussi grandes que possible, tandis que l'épaisseur de la plaquette 12 doit être aussi faible que possible.
Par exemple, on a trouvé qu'un générateur photovoltaEque formé de silicium possédant une résistivité d'environ 100 ohm-cm et possédant un rapport largeur de zone/épaisseur d'environ 10:1 fournit une résistance suffisante pour que le générateur fonctionne efficacement. En variante, est également acceptable un générateur
<EMI ID=15.1>
ohm-cm et un rapport largeur de zone/épaisseur de 20:1.
Le matériau utilisé pour former les conducteurs électriques
24 peut être pratiquement tout matériau électriquement conducteur susceptible d'être appliqué facilement et économiquement à la plaquette. Les matériaux actuellement préférés sont l'aluminium et le matériau titane-palladium-argent décrit dans le brevet U.S.
of
4.082.568. Bien que le dioxyde de silicium thermiquement développé
soit actuellement le matériau préféré pour réaliser les zones de masquage 18, d'autres matériaux tels que l'oxyde de tantale, le nitrure de silicium et analogues peuvent être utilisés.
La figure 4 illustre qualitativement l'effet de la résistance sur les caractéristiques de sortie du générateur selon la présente invention. Chaque courbe du graphique représente la tension de sortie en fonction d'un éclairement croissant pour différents générateurs photovoltalques possédant différentes résistances. Les courbes de droite correspondent à des générateurs possédant une résistance relativement basse tandis que les courbes
de gauche correspondent à ceux possédant une résistance relativement élevée. Comme on le voit,, le générateur possédant une résistance relativement élevée doit être utilisé pour optimiser la tension
de sortie à de faibles niveaux d'éclairement.
Le générateur photovoltalque 10 représenté aux figures
1 et 2, peut être fabriqué selon un grand nombre de procédés
comme cela est évident à un spécialiste des dispositifs à semiconducteur Un procédé actuellement préféré consiste à prévoir une plaque 12
de dimensions appropriées constituée de silicium monocristallin
munie d'une impureté de type p telle que le bore. Après un nettoyage soigné de la plaquette 12 une couche mince de dioxyde de silicium
est développée thermiquement sur la totalité de la surface supérieure
14 puis un masque est réalisé par photolithographie sur la couche
de dioxyde de silicium, La couche 22 correspondant aux bandes 20
est épargnée tandis que le reste de la couche de dioxyde de silicium correspondant aux zones 18 est retiré chimiquement. Le
masque photolithographique (non représenté) est ensuite également retiré.
Après l'enlèvement du masque, une impureté de type n
telle que le phosphore est diffusée dans la surface supérieure 14
de la plaquette 12 pour réaliser une pluralité de zones 18 possédant une conductivité de type opposé à celui du reste de la plaquette
12. Un masque photolithographique est appliqué de telle manière
qu'une portion de chaque couche 22 soit couverte par le masque de
même qu'une portion des zones 18. Des conducteurs électriques 24
sont ensuite appliqués à la surface supérieure 14 par dépôt de
vapeur d'un métal ou par d'autres procédés conventionnels. Le
métal des conducteurs électriques 24 est ensuite amené à pénétrer
à travers la couche d'oxyde 22 par chauffage à environ 700[deg.]C <EMI ID=16.1> type p. Le générateur photovoltaïque 10 est achevé en coupant la plaquette 12 aux dimensions voulues, le long de lignes telles que
la ligne 2-2 de la figure 1 et la ligne 3-3 de la figure 2, puis
en fixant les connections externes 26 et 28.
La figure 5 illustre une variante de réalisation de générateur photovoltaïque selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, les conducteurs électriques 24 se présentent sous la forme de bandelettes discrètes plutôt que des bandes continues comme représente aux figures 1 et 2. De plus, les zones
18 ne s'étendent pas sur la totalité de la largeur de la plaquette.
12. En choisissant de façon appropriée l'emplacement des conducteurs discrets 24 et la forme des zones 18, on peut former des motifs et/ou des caractères sur la surface supérieure 14 de la plaquette
12 pour ainsi accroître l'aspect esthétique du générateur 10. Il
est clair que des configarations autres que celle représentée
dans la figure 5 sont possibles pour les zones 18 et les conducteurs
24 et il en est de même pour les différents emplacements des conducteurs les uns par rapport aux autres.
Des détails spécifiques d'un générateur photovoltaïque intégré et particulier et son procédé de fabrication sont décrits dans l'exemple suivant. On doit bien comprendre que cet exemple n'est donné qu'à titre seulement d'illustration et que l'invention n'y est nullement limitée.
EXEMPLE
On a réalisé selon l'invention un générateur photovoltalque susceptible d'être utilisé dans des montres-bracelets de type numérique, actionnées électriquement, pour recharger la pile de
la montre.
On utilise une plaquette circulaire de silicium possédant un diamètre d'environ 7,.62 cm et une épaisseur d'environ 0,25 mm comportant à titre d'impureté du bore dispersé sur la totalité du volume de la plaquette. Le silicium utilisé pour réaliser la plaquette possède une résistivité d'environ 100 ohm-cm. Après nettoyage,
<EMI ID=17.1>
contenant une atmosphère à base de vapeur de façon à développer thermiquement une couche de dioxyde de silicium sur la surface principale de la plaquette. Après 30 minutes environ, la plaquette est retirée du four. Un masque photolithographique possédant 31 <EMI ID=18.1>
fenêtres allongées est ensuite appliqué sur la couche de dioxyde
de silicium de telle manière que les fenêtres s'étendent sur
toute la largeur de la plaquette. Les portions de la couche de dioxyde de silicium qui ne sont pas recouvertes par le masque
sont ensuite enlevai par attaque chimique puis le masque est retiré par lavage à l'acétone. La surface supérieure de la plaquette est ainsi divisée en 30 zones par les bandes de dioxyde de silicium développées.
La plaquette est ensuite placée dans un four de diffusion à environ 900[deg.]C possédant une circulation de gaz de diffusion comportant 100 parties d'argon, 10 parties d'oxygène, 0,5 partie
<EMI ID=19.1>
plaquette délimitées par les bandes de dioxyde de silicium. La diffusion est poursuivie pendant environ 20 minutes pour réaliser des zones possédant une pluralité de jonctions n-p creuses sous
la surface principale de la plaquette.
Un masque photolithographique est ensuite appliqué à la plaquette de telle manière qu'une portion de chaque bande de dioxyde de silicium et une partie notable de chaque surface soit couverte par le masque. La plaquette munie du masque est placée
dans un dispositif de revêtement du type à vide contenant une source d'aluminium à l'intérieur d'une nacelle. L'aluminium est ensuite chauffé à environ 1500[deg.]C sous vide pour vaporiser l'aluminium qui se dépose alors sur les portions de la plaquette exposées par
le masque pour former des conducteurs électriques entre les surfaces de types de conductivité différents pour ainsi ponter les jonctions n-p. Le masque est ensuite retiré.
La plaquette est ensuite ébarbée et découpée en plusieurs générateurs possédant chacun une dimension d'environ 0,25 x 0,50
x 1,25 mm et cinq zones ou cellules. La plaquette est coupée le
long de lignes similaires à la ligne 2-2 de la figure 1 et_la
ligne 3-3 de la figure 2 pour réaliser chaque générateur. Le générateur est ensuite achevé en y fixant un fil électrique en contact électrique avec une zone diffusée à une extrémité et un autre fil électrique en contact électrique avec une zone de conductivité différente à l'autre extrémité du générateur, les
fils réalisant la connection électrique externe pour le générateur.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec
des modes de réalisation préférés, il est bien évident qu'elle
n'y est nullement limitée, qu'on peut lui apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir ni de son
cadre ni de son esprit..
REVENDICATIONS
1. Générateur photovoltaïque susceptible de produire
une tension supérieure à celle produite par une cellule photovoltaïque unique de composition chimique comparable, ledit générateur étant caractérise par le fait qu'il comprend une plaquette d'un matériau semiconducteur possédant deux surfaces principales dont l'une au
moins comprend une pluralité de zones discrètes contenant une
impureté d'un type de conductivité, une portion au moins du reste
de la plaquette contiguë à ces zones contenant une impureté de
type de conductivité opposé, des moyens de conduction électrique
étant prévus entre au moins l'une desdites zones discrètes et la
portion associée contiguë de la plaquette contenant l'impureté de conductivité de type opposé.
<EMI ID = 1.1>
photovoltaic cells commonly known as solar cells
and relates more particularly to integrated photovoltaic generators containing at least two photovoltaic cells.
As is well known, photovoltaic cells are semiconductor devices with electrical junctions capable of converting incident light into electrical energy. With silicon type photovoltaic cells
a single cell is in particular capable of generating an electrical potential up to approximately 0.5 volts with sufficient incident light. Because most cell applications
<EMI ID = 2.1>
has become customary to electrically connect several cells in series to thereby form a photovoltaic generator capable of producing the desired voltage.
A usual process for manufacturing such a photovoltaic generator, in particular having a small size as possible to be used in the watch industry
<EMI ID = 3.1>
a plurality of cells each having a metallized contact surface coplanar with each main surface of the cell, and then connecting the cells in an assembly of “shingle” type.
In such an assembly, the metallized portion of the upper surface of a cell is connected by welding to the metallized portion of the lower surface of another cell, the upper metallized portion of this latter cell being connected to the lower portion of another cell etc ... of
<EMI ID = 4.1>
adjacent cells. In this way * the number of cells required to achieve the voltage required for the generator can be obtained in the form of a compact and massive assembly of cells.
The disadvantage of such an assembly for a photovoltaic generator lies inter alia in the fact that the cells must generally be connected to each other manually.
Even with specially designed supports and sophisticated assembly tools, the share of labor in the total cost
of the photovoltaic generator of the type described is unacceptably high.
The present invention therefore proposes
<EMI ID = 5.1> made with? significantly reduced labor costs.
The present invention also proposes to produce a photovoltaic generator having good characteristics and good electrical efficiency.
The present invention also proposes to provide
<EMI ID = 6.1>
<EMI ID = 7.1>
are significantly reduced.
The subject of the present invention is a photovoltaic generator capable of producing a voltage greater than that generated by a single photovoltaic cell of composition
<EMI ID = 8.1>
of a semiconductor material having two main surfaces, at least one of which comprises a plurality of discrete zones containing an impurity of a conductivity type, at least the part of the rest of the plate contiguous to said zones containing an impurity of a type of opposite conductivity, electrical conduction means being provided between at least one of said zones and the adjoining associated portion of the wafer containing the impurity of the opposite conductivity type.
The present invention also relates to a method of manufacturing a photovoltaic generator in which a wafer of a semiconductor material having two main surfaces is used / the wafer containing an impurity of a type of conductivity and in which at least one forms two zones containing an impurity 'of an opposite conductivity type on a main surface of the wafer, at least one zone being electrically connected to the rest of the wafer.
Other advantages and characteristics of the invention
<EMI ID = 9.1>
realization with reference to the appended drawing in which:
Figure 1 is a top view of an embodiment of a photovoltaic generator according to the invention; Figure 2 is a sectional view of a generator according to
<EMI ID = 10.1> Figure 3 is an electrical diagram of a portion of the generator of Figures 1 and 2; Figure 4 is a light voltage / intensity graph for different generators according to the invention having different resistivity characteristics and, Figure 5 is a top view of another embodiment of the photovoltaic generator according to the invention.
Referring now to Figures 1 and 2, we see a photovoltaic generator 10 comprising a plate 12 of
<EMI ID = 11.1>
the length and the width are relatively large compared to the thickness. Thus the plate 12 has two main surfaces,
<EMI ID = 12.1>
On the upper surface 14 are produced three zones 18 having an impurity of a type of conductivity, such as phosphorus,
the rest of the wafer 12 contiguous to these areas containing an impurity of opposite conductivity type, such as boron. Each zone 18 is thus separated from the adjacent zones by bands 20
of silicon having an impurity of conductivity of opposite type extending to the upper surface 14. In this way,
a plurality of junctions 21 are formed between the contiguous portions of the silicon wafer 12 having one type of conductivity and the portions having the opposite type of conductivity.
Directly above each of the bands 20, is
finds a thin layer 22 of a masking material such as thermally developed silicon dioxide. Above a portion of each layer 22 and a portion of each zone 18,
there is an electrical conductor 24 which penetrates through the layer 22 to make a direct electrical connection between
an area and a band. Electric wires 26 and 28 provide
the external electrical connection for the generator 10.
Thus the generator 10, as shown, comprises three photovoltaic cells in a single silicon wafer, the cells being connected in series by electrical conductors 24. Naturally the wafer 12 can contain more than 3 separate cells to produce the desired output voltage
<EMI ID = 13.1>
having been for illustration purposes only.
Preferably, as shown in FIG. 2, the zone 18 to which the electric wire 28 is attached is not electrically connected by a conductor 24 to the rest of the wafer 12. Thus this portion of the generator 10 is capable of operating at the way of a conventional solar cell as will be explained below, the generator in. his
together thus having thanks to this portion a capacity
improved output at low levels of illumination.
FIG. 3 is an electrical diagram of a cell of the generator 10. If the electrical connectors 24 connecting the zones 18 to the strips 20 are removed, each cell of the generator functions simply as the combination of a current generator 30 and d a diode 32. By the addition of electrical bridging conductors 24 to produce the series connection of a plurality of cells a resistor 34 appears in parallel with the diode 32. In order for the generator 10 to operate in an <EMI ID = 14.1>
each cell should be as large as possible.
The factors which determine the resistance 34 of each cell of the generator 10 include the inherent resistivity of the semiconductor material of the wafer 12, the distance between the strips 20, i.e. the width of the zones 18 and the thickness of the brochure. In general, the resistivity of the semiconductor material increases with the purity of the material. So when we use
silicon as a semiconductor material, it must be as pure as possible taking into account the cost of such a material. In addition, the resistance of each cell is increased by increasing the distance between the strips 20 or by reducing the thickness of the wafer 12. Thus to obtain a maximum voltage for the generator 10, the resistivity of the semiconductor material and the width of the zones 18 should be as large as possible, while the thickness of the wafer 12 should be as small as possible.
For example, it has been found that a photovoltaic generator formed of silicon having a resistivity of approximately 100 ohm-cm and having a zone width / thickness ratio of approximately 10: 1 provides sufficient resistance for the generator to function effectively. Alternatively, a generator is also acceptable
<EMI ID = 15.1>
ohm-cm and an area-to-thickness ratio of 20: 1.
The material used to form electrical conductors
24 can be practically any electrically conductive material capable of being applied easily and economically to the wafer. Currently preferred materials are aluminum and the titanium-palladium-silver material described in the U.S. Patent
of
4,082,568. Although thermally developed silicon dioxide
is currently the preferred material for producing the masking zones 18, other materials such as tantalum oxide, silicon nitride and the like can be used.
FIG. 4 qualitatively illustrates the effect of the resistance on the output characteristics of the generator according to the present invention. Each curve in the graph represents the output voltage as a function of an increasing illumination for different photovoltaic generators having different resistances. The curves on the right correspond to generators having a relatively low resistance while the curves
on the left correspond to those with a relatively high resistance. As can be seen, the generator having a relatively high resistance should be used to optimize the voltage
output at low levels of illumination.
The photovoltaic generator 10 shown in the figures
1 and 2, can be produced by a large number of processes
as is obvious to a specialist in semiconductor devices A currently preferred method consists in providing a plate 12
of appropriate dimensions made of monocrystalline silicon
provided with a p-type impurity such as boron. After careful cleaning of wafer 12 a thin layer of silicon dioxide
is developed thermally over the entire upper surface
14 then a mask is produced by photolithography on the layer
of silicon dioxide, The layer 22 corresponding to the bands 20
is spared while the rest of the layer of silicon dioxide corresponding to the zones 18 is chemically removed. The
photolithographic mask (not shown) is then also removed.
After removal of the mask, an n-type impurity
such that phosphorus is diffused in the upper surface 14
of the wafer 12 to produce a plurality of zones 18 having a conductivity of the type opposite to that of the rest of the wafer
12. A photolithographic mask is applied in such a way
that a portion of each layer 22 is covered by the mask
same as a portion of the zones 18. Electrical conductors 24
are then applied to the upper surface 14 by depositing
metal vapor or other conventional processes. The
metal of electrical conductors 24 is then caused to penetrate
through the oxide layer 22 by heating to about 700 [deg.] C <EMI ID = 16.1> type p. The photovoltaic generator 10 is completed by cutting the wafer 12 to the desired dimensions, along lines such as
line 2-2 of figure 1 and line 3-3 of figure 2, then
fixing the external connections 26 and 28.
FIG. 5 illustrates an alternative embodiment of a photovoltaic generator according to the present invention. In this embodiment, the electrical conductors 24 are in the form of discrete strips rather than continuous strips as shown in Figures 1 and 2. In addition, the zones
18 do not extend over the entire width of the wafer.
12. By appropriately choosing the location of the discrete conductors 24 and the shape of the zones 18, patterns and / or characters can be formed on the upper surface 14 of the wafer.
12 to thereby increase the aesthetic appearance of the generator 10. It
is clear that configations other than that shown
in figure 5 are possible for zones 18 and conductors
24 and it is the same for the different locations of the conductors relative to each other.
Specific details of an integrated and particular photovoltaic generator and its manufacturing process are described in the following example. It should be understood that this example is given only by way of illustration and that the invention is in no way limited thereto.
EXAMPLE
According to the invention, a photovoltaic generator capable of being used in wristwatches of the digital type, electrically actuated, has been produced to recharge the battery.
the watch.
A circular silicon wafer is used having a diameter of approximately 7.62 cm and a thickness of approximately 0.25 mm comprising, as an impurity, boron dispersed over the entire volume of the wafer. The silicon used to make the wafer has a resistivity of around 100 ohm-cm. After cleaning,
<EMI ID = 17.1>
containing a vapor-based atmosphere so as to thermally develop a layer of silicon dioxide on the main surface of the wafer. After about 30 minutes, the wafer is removed from the oven. A photolithographic mask with 31 <EMI ID = 18.1>
elongated windows is then applied to the dioxide layer
of silicon in such a way that the windows extend over
the entire width of the plate. The portions of the layer of silicon dioxide which are not covered by the mask
are then removed by chemical attack and the mask is removed by washing with acetone. The upper surface of the wafer is thus divided into 30 zones by the strips of developed silicon dioxide.
The wafer is then placed in a diffusion furnace at approximately 900 [deg.] C having a circulation of diffusion gas comprising 100 parts of argon, 10 parts of oxygen, 0.5 part
<EMI ID = 19.1>
wafer delimited by the bands of silicon dioxide. Diffusion is continued for approximately 20 minutes to produce zones having a plurality of hollow n-p junctions under
the main surface of the wafer.
A photolithographic mask is then applied to the wafer so that a portion of each strip of silicon dioxide and a substantial portion of each surface is covered by the mask. The plate with the mask is placed
in a vacuum type coating device containing a source of aluminum inside a nacelle. The aluminum is then heated to about 1500 [deg.] C under vacuum to vaporize the aluminum which is then deposited on the portions of the wafer exposed by
the mask to form electrical conductors between surfaces of different conductivity types, thereby bridging the n-p junctions. The mask is then removed.
The wafer is then trimmed and cut into several generators each having a dimension of approximately 0.25 x 0.50
x 1.25 mm and five zones or cells. The insert is cut on
along lines similar to line 2-2 in Figure 1 et_la
line 3-3 of figure 2 to make each generator. The generator is then completed by fixing an electric wire in electric contact with a diffused zone at one end and another electric wire in electric contact with a different conductivity zone at the other end of the generator, the
wires making the external electrical connection for the generator.
Although the invention has been described in connection with
preferred embodiments, it is obvious that it
is by no means limited to it, that it can be brought to many variations and modifications without departing from its
frame neither of his mind ..
CLAIMS
1. Photovoltaic generator capable of producing
a voltage higher than that produced by a single photovoltaic cell of comparable chemical composition, said generator being characterized in that it comprises a wafer of a semiconductor material having two main surfaces, one at
minus includes a plurality of discrete areas containing a
impurity of one type of conductivity, at least a portion of the rest
of the plate adjacent to these zones containing an impurity of
opposite conductivity type, electrical conduction means
being provided between at least one of said discrete zones and the
adjoining associated portion of the wafer containing the opposite type conductivity impurity